Вегетативная регуляция сердечно-сосудистой системы бадминтонистов младшего и подросткового периода

Спортивные физические нагрузки являются ведущим фактором в развитии сердечно-сосудистой системы (ССС) растущего организма, совершенствовании ее нейрогуморальной регуляции. Показано, что длительные тренировки приводят к усилению активности, как блуждающего нерва, так и парасимпатического отдела вегетативной нервной системы [7]. Показанный эффект приводит к изменению работы сердца, влияя на синусовый узел сердца вызывая брадикардию, что помогает спортсменам работать более эффективно и экономично, уменьшая риск развития сердечнососудистых заболеваний [1]. Выраженная брадикардия развивается в результате изменений уровней нейровегетативной регуляции в покое и снижением симпатико-адреналовой системы [5]. Повышение частоты сердечных сокращений и увеличение вариационного размаха регистрируются у школьников-спортсменов вне зависимости от пола [2]. Как правило, возрастные изменения в механизмах регуляции функции сердца в норме и при различных нагрузках носят адаптивный характер [4]. У спортсменов синусовая брадикардия в покое встречается в 90 % случаев [6].

Одним из методов диагностики состояния тренированности и состояния спортсменов является активная ортостатическая проба, которая при изменении положения тела в пространстве, прежде всего, сопровождается сдвигами кровообращения, связанными с перераспределением гидростатических давлений, таким образом, поза связана с регулированием циркуляции крови по сосудам, артериального давления и сердечного ритма [3].

Спортивные физические нагрузки играют важную роль в развитии сердечнососудистой системы у детей и подростков. Изменения параметров кровообращения в процессе адаптации подростков к занятиям спортом оцениваются, как правило, с точки зрения тренированности, без учета влияния нейроэндокринных перестроек. Однако, необходимо учитывать влияние нейроэндокринных перестроек, особенно в подростковом возрасте, когда происходит физиологическая гиперфункция гипоталамической области мозга и гипофиза. В этот период нервные процессы становятся более лабильными, что может привести к снижению порога возбудимости вегетативной нервной системы и недостаточной роли её парасимпатического отдела в приспособительных реакциях организма. Усиление продукции гормонов надпочечных желез и щитовидной железы в сочетании с пубертатной гиперфункцией может вызывать мощный поток симпатической пульсации в сердце и кровеносные сосуды, повышая напряжение системы кровообращения и её уязвимость при воздействии стрессогенных факторов. Функциональные пробы проводятся для оценки реакции организма на нагрузку в связи с тем, что результаты в состоянии покоя не всегда отражают резервные возможности спортсменов [1]. Физические нагрузки могут повысить риск перехода возрастных эволютивных процессов в эндокринные и вегетососудистые дисфункции у юных спортсменов [1].

Использование физической нагрузки позволяет объективно и надежно оценивать функциональное состояние организма спортсменов и их адаптивные возможности. Функциональные пробы проводятся для оценки реакции организма на нагрузку в связи с тем, что результаты в состоянии покоя не всегда отражают резервные возможности спортсменов [3].

Целью данного исследования явилось изучение изменений вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы юных бадминтонистов при различных видах функциональных проб.

Материал и методы исследований. Исследование по оценке вариабельности сердечного ритма (ВРС) проводили на базе Научноисследовательского института физической культуры и спорта ФГБОУ ВО «Поволжский ГУФКСиТ». Исследование проводилось в соответствии с этическими принципами Хельсинской декларации. Участники были информированы о ходе тестирования и предоставили добровольное согласие. В исследованиях принимали участие 29 человек мужского пола в возрасте 8-10 лет (n=15) и 11-13 лет (n=14), которые занимаются бадминтоном и имеют спортивную квалификацию от 3 юношеского до 2 взрослого разряда. Производили регистрацию электрокардиограммы и ВРС с помощью установки PowerLab (ADInstruments) на протяжении всего протокола исследования. Обработку производили с помощью встроенного модуля анализа HRV в программном обеспечении LabChartPro. Рассчитывали спектральный анализ и диапазонов частоты 0-0,04 Гц -очень медленные (низкочастотные) волны (VLF - very low frequency); 0,04–0,15 Гц -медленными (низкочастотными) волнами (LF - low frequency); 0,15–0,45 Гц - быстрые (высокочастотные) волны (HF -high frequency). А также число кардиоинтервалов в %, соответствующих диапазону моды, отражающего меру мобилизирующего влияния симпатического отдела (Амо %), который отражает эффект централизации управления ритмом сердца. Анализ проводили в модуле HRV LabChartPro. Регистрировали ЭКГ в горизонтальном положении в состоянии покоя, далее испытуемые выполняли активную ортостатическую пробу, после которой проводили пробу Ромберга (тест с открытыми и закрытыми глазами). Производили проверку выборки на нормальное распределение, а также статистическую значимость эффекта по сравнению с контрольными значениями выявляли с помощью парного и непарного критерия Манна-Уитни и ANOVA. Различия считали статистически значимыми при p <0,05.

Результат исследований. Анализ показателей ВРС бадминтонистов позволил выделить три основных класса вегетативной регуляции. К первому классу были отнесены спортсмены с преобладанием парасимпатического влияния на регуляцию сердечного ритма. В возрастной группе 8-10 лет их количество составило 10 (66 %), а в 11-13 летнем возрасте 8 (57 %). Известно, что данная группа характеризуется хорошим состоянием автономной нервной регуляции сердечного ритма и высокими функциональными возможностями сердца.

Для спортсменов с преобладанием симпатической регуляции сердечного ритма был присвоен второй класс. Данные классы были представлены двумя спортсменами в каждой из возрастных групп: 8-10 и 11-13 лет, что составило 14 % нервно-гуморальной регуляции сердечного ритма были отнесены к третьему классу. Показатель общего количества детей в возрасте 8-10 лет составил 3 (20 %), а в 11-13-летнем возрасте – 4 (28 %). При данном типе регуляции происходит нарушение баланса между симпатической и парасимпатической регуляцией.

Некоторые специалисты указывают на возможный патологический дисбаланс между основными системами. Для данного класса свойственны нарушения в адаптации при различных видах функционального состояния (Таблица 1).

Таблица 1 – Реакция сердечного ритма на выполнение различных проб

Примечание: * - достоверность относительно контрольных значений в исследуемой группе (р≤0.05)

Нами была оценена реакция сердечного ритма на выполнение активной ортостатической пробы и депривация зрительного анализатора. Изученные возрастные категории бадминтонистов, проходя ортостатическую пробу и функциональные тесты, продемонстрировали изменения в спектральных характеристиках сердечного ритма, проявляющиеся в снижении общей мощности плотности спектра. В возрастной группе 8-10 лет наблюдалось увеличение мощности HF волн при выполнении активной ортостатической пробы, тогда как в группе 11-13 лет этот показатель остался неизменным. Абсолютная частота «очень» низкочастотного спектра сердечного ритма может быть связана с деятельностью подкоркового вазомоторного центра, который регулирует сосудистый тонус и сердечную деятельность, обеспечивая адаптацию организма к изменениям в позе и физической активности.

Необходимо отметить, что при изменении положения тела и последующим выполнении функциональных проб данный вид спектральных волн не регистрировался. Вегетативное нервная система осуществляет выполнение ортостатической пробы преимущественно усилением симпатических влияний в обеих возрастных группах, что свидетельствует об адекватных реакциях организма на стрессовые ситуации (Рисунок 1).

При депривации зрительного анализатора наблюдались возрастные особенности. В группе 8-10 лет наблюдалось ослабление симпатических влияний и усиление нервно-гуморальной регуляции, а в группе 11-13 лет ослабление парасимпатического влияния и усиление симпатических влияний на регуляцию сердечного ритма. Амо % в группе 8-10 лет увеличивалась (р≤0.05) при активной ортостатической пробе и при депривации зрительного анализатора, а в группе 11-13 лет резкое уменьшение (р≤0.05) при активной ортостатической пробе без дальнейших изменений. При выполнении оставшихся функциональных проб Амо % не изменялась.

Заключение. Изменения регуляторных механизмов сердечной деятельности, могут способствовать активации адаптивных реакций и повышению устойчивости сердца к патогенным факторам, либо ухудшать течение различных заболеваний.

Рисунок 1 – Оригинальная запись изменений спектрального анализа при: А – контроле; Б – активной ортостатической пробе; В – депривации зрительного анализатора

Ключевыми регуляторами сердечной деятельности, которые способны обеспечить ее максимальную интенсивность в соответствии с потребностями организма, являются симпатический и парасимпатический механизмы регуляции. В наших исследованиях были выявлены возрастные особенности при выполнении классических функциональных проб. В основе наблюдаемых нами изменений были заложены изменения активности двух основных отделов вегетативной нервной системы. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что у спортсменов при выполнении функциональных проб происходило снижение ВРС за счет фоновой активации симпатического отдела и уменьшение активации нейрогуморальных систем. Полученные нами результаты могут быть связаны со специфической нагрузкой на спортсменов, занимающихся данным видом спорта.