Векторная динамика относительных величин VLF диапазона частот колебательного спектра сердечного ритма в ходе проведения нагрузочной пробы у спортсменов

Vector dynamics of relative values of VLF frequency range of the heart rate vibrational spectrum in the course of exercise testing in athletes

Gennadiy Ya. Galimov

EdD, Professor, Department of Theory of Physical Culture, Buryat State University 24a Smolina St., Ulan-Ude, 670000 Russia

Elizaveta L. Sivokhova

Sports Physician, Center for Sports Training of the Teams of the Irkutsk region, 12 Karl Marx St., Irkutsk, 664003 Russia

Olga Al. Ivanova

Cardiologist, Center for Biomedical Research NI IrSTU

83 Lermontova St., Irkutsk, 664071 Russia

Vitold L. Sivokhov

Sports Physician, Center for Sports Training of the Teams of the Irkutsk Region

12 Karl Marx St., Irkutsk, 664003 Russia

Elizaveta L. Sivokhova

Sports Physician, Center for Sports Training of the Teams of the Irkutsk Region

12 Karl Marx St., Irkutsk, 664003 Russia

Alena G. Galimova

В последние десятилетия метод вариабельности сердечного ритма (ВСР) все шире используется в практике спортивной медицины. С помощью ВСР можно оценить текущее функциональное состояние и адаптационные резервы организма спортсмена, на ранних этапах выявить состояния дезадаптации и перетренированности, а также более рационально организовать тренировочный процесс. Сердечно-сосудистая система здесь выступает в роли чувствительного индикатора адаптационных реакций целостного организма. В ходе спектрального анализа СР выделяют следующие частотные диапазоны: HF-составляющая (High Frequency) с частотой 0,15-0,4 Гц и периодом 2-10 с, которую большинство отечественных и зарубежных авторов связывают с парасимпатическими влияниями на PC; LF-составляющая (Low Frequency) с частотой 0,04-0,15 Гц и периодом 10-30 с, отражающая барро-рефлекторные влияния в ССС, и очень низкочастотная компонента спектра VLF (Very Low Frequency) с частотой менее 0,04 Гц и периодом колебаний от 30 с до 5 мин. Физиологическая природа околоминутных ритмов до сих пор остается дискутабельной. VLF дипазон зависит от метаболических, гормональных, температурных, эмоциональных воздействий и соответствует сложной структуре и многообразию функций гипоталамического отдела и лимбико-ретикулярного комплекса ЦНС. Согласно нейрогенной двухконтурной модели регуляции ВСР [Р. М. Баевский и др.], VLF компоненту спектра можно рассматривать с позиции одного из показателей напряженности центральных механизмов регуляции [1; 4].

За последние несколько лет появилось немало исследований, связанных с изучением ответной реакции ВНС на различные функциональные пробы, в частности активную ортопробу, с физической нагрузкой (ФН) и др.[3; 4]. По нашему мнению, это наиболее перспективное направление, которое позволяет оценить не только текущее функциональное состояние спортсмена, но и выявить возможные неадекватные реакции, а также охарактеризовать вегетативное обеспечение деятельности, т. е. понять, насколько адаптационный потенциал организма адекватен предъявленной нагрузке. В литературе имеются немногочисленные данные об использовании нагрузки субмаксимальной мощности в качестве раздражающего фактора [3]. Это вызывает большой интерес ввиду универсальности и хорошо отработанной методики проведения теста PWC170 у спортсменов на различных этапах подготовки к соревнованиям. Учитывая вышесказанное, мы решили проверить гипотезу о возможности использования векторной динамики VLF диапазона частот в качестве одного из критериев адаптации к ФН у спортсменов.

Материалы и методы

Обследовано 127 спортсменов высокой квалификации с разной направленностью тренировочного процесса на этапе предсоревновательной подготовки. Согласно предложенной гипотезе, всех спортсменов разделили на 2 группы с учетом возрастающего или убывающего вектора относительных величин VLF частот в ответ на стандартизированную ФН (тест PWCno). В 1-ю группу с возрастающим вектором после ФН вошло 80 человек в возрасте 26+6лет; во 2-ю группу с убывающим вектором — 47 чел. в возрасте 22+4 года. Обе группы достоверно не различались по возрасту и полу (в 1-й гр. — 15 жен. и 65 муж., во 2-й гр. — 11 жен. и 36 муж.; значение Хи-квадрат по Пирсону р=0,53). Группы также были исследованы на предмет отсутствия различий по видам спорта. Так, в 1-й гр. количество спортсменов с акцентом на скоростно-силовую компоненту составило 49 чел., а тренирующих преимущественно качество аэробной выносливости — 31 чел.; во 2-й гр. — 24 и 23 чел. соответственно (значение Хи-квадрат р=0,26). Всем спортсменам осуществляли обследование ВСР по общепринятой методике в горизонтальном положении в течение 5 минут до ФН и после пробы PWC170, начиная с 7 по 12 мин восстановительного периода. Для исследования ВСР использовалась система «Omega Wave» США. Оценивали следующие показатели: средняя ЧСС (уд/мин); SDNN( MC ) — стандартное отклонение всех интервалов NN; ИН — индекс напряжения регуляторных систем Баевского P.M. и частотные характеристики колебательного спектра в мс²: ТР, VLF, LF, HF. Для более точной оценки ЧСС физическая нагрузка дозировалась с помощью тредмила с параллельной регистрацией ЭКГ в отведениях по Нэбу.

Результаты обрабатывались с применением непараметрических методов математической статистики, с использованием программы статистической обработки данных «Statistica 6.0» (Statsoft, США). Для описания распределения признаков использовались медианы значений, верхние и нижние квартили, различия в изучаемых группах описывались с помощью критериев Манна-Уитни, Колмогорова-Смирнова, Вилкоксона. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез р<0,05.

Результаты исследования

Исходная структура сердечного ритма по колебательному спектру в обеих группах характеризовалась преобладанием диапазона частот автономного контура регуляции (LF H HF) и заметно меньшим вкладом околоминутных ритмов (VLF диапазон) в сравнении с нетренированными здоровыми людьми [4]. Параметры ВСР 1-й и 2-й групп до и после нагрузочной пробы PWCno представлены в таблице 1.

Таблица 1

Средние величины и квартильный размах показателей ВСР до и после пробы PWC170 спортсменов 1-й и 2-й групп

Параметр	Возраст	1 гр. VLF после ФН	Р	2 гр. Убыв. вектор VLF после ФН		Р
	До ФН	После ФН		До ФН	После ФН
Cp.Ps уд/мин	64 (55–69)	78 (70–86)	Р<0,05	63 (56–69)	72 (65–82)	Р<0,05
SDNN мс	56 (45–76)	40 (28–55)	Р<0,05	66 (56–80)	56 (44–72)	Р<0,05
ИН у.е.	88 (49–158)	208 (100–428)	Р<0,05	69 (42–109)	92 (43–280)	Р<0,05
ТР мс2	985 (538–1688)	328 (188–801)	Р<0,05	1177 (572–1680)	1043 (489–1906)	Р>0,05
VLF мс2	90 (61–130)	62 (45–96)	Р<0,05	133 (84–197)	76 (49–101)	Р<0,05
% VLF	9,7 (6,7–13,8)	18,9 (11,7–26)	Р<0,05	12 (9,7–19)	8,9 (4,6–14)	Р<0,05

LF мс2	418 (241–799)	159 (97–369)	Р<0,05	524 (204–815)	456 (220–813)	Р>0,05
%LF	45,3 (35,3–57,6)	48,3 (38,8–57,3)	Р<0,05	45,6 (32–51)	49,4 (37,9–66,9)	Р<0,05
HF мс2	341 (170–735)	106 (34–298)	Р<0,05	476 (201–773)	336 (114–901)	Р>0,05
%HF	44,8 (27,5–54)	28,7 (18,8–42,5)	Р<0,05	41 (27–54)	41,6 (21–54)	Р>0,05

Примечание: жирный шрифт — медианы значений признака; в скобках — квартильный размах значений

Анализ ВСР 1-й группы, с возрастающим вектором %VLF после ФН, показал статистически значимое увеличение ЧСС и индекса напряжения Р. М. Баевского, что сопровождалось выраженным снижением общей абсолютной спектральной мощности и, соответственно, всех компонентов спектра. Во 2-й группе спортсменов, с достоверно меньшим вкладом %VLF, аналогичная динамика статистических параметров сопровождалась снижением абсолютных значений VLF и приростом % LF после ФН.

Сравнительный анализ обеих групп представлен в таблице 2. В исходном состоянии группы оказались сравнимы по ЧСС, величине SDNN и ИН P. M. Баевского, по абсолютным значениям спектральной мощности и процентному соотношению его компонентов, за исключением VLF диапазона: во 2-й группе исходные значения достоверно выше. После пробы PWCno во 2-й группе произошло достоверно более значимое увеличение функции разброса СР (величина SDNN) и абсолютных значений общей мощности спектра и его составляющих (ТР, LF, HF), что сопровождалось достоверно меньшим напряжением регуляторных систем (ИН). Структура спектральной мощности показателей ВСР спортсменов 1-й группы продемонстрировала достоверно большие значения процентной доли VLF и меньший процентный вклад величины HF после ФН.

Таблица 2

Межгрупповое сравнение показателей ВСР до и после пробы PWC170 спортсменов 1-й и 2-й групп

Параметр	До физич. нагрузки		Р	После физич. нагрузки		Р
	1 гр.	2 гр.		1 гр.	2 гр.
Cp.Ps уд/мин	64 (55–69)	63 (56–69)	Р>0,05	78 (70–86)	72 (65–82)	Р>0,05
SDNN мс	56 (45–76)	66 (56–80)	Р>0,05	40 (28–55)	56 (44–72)	Р>0,05
ИН у.е.	88 (49–158)	69 (42–109)	Р>0,05	208 (100–428)	92 (43–280)	Р>0,05
ТР мс2	985 (538–1688)	1177 (572–1680)	Р>0,05	328 (188–801)	1043 (489–1906)	Р>0,05
VLF мс2	90 (61–130)	133 (84–197)	Р>0,05	62 (45–96)	76 (49–101)	Р>0,05
% VLF	9,7 (6,7–13,8)	12 (9,7–19)	Р>0,05	18,9 (11,7–26)	8,9 (4,6–14)	Р>0,05
LF мс2	418 (241–799)	524 (204–815)	Р>0,05	159 (97–369)	456 (220–813)	Р>0,05
% LF	45,3 (35,3–57,6)	45,6 (32–51)	Р>0,05	48,3 (38,8–57,3)	49,4 (37,9–66,9)	Р>0,05
HF мс2	341 (170–735)	476 (201–773)	Р>0,05	106 (34–298)	336 (114–901)	Р>0,05

% HF	44,8 (27,5–54)	41 (27–54)	Р>0,05	28,7 (18,8–42,5)	41,6 (21–54)	Р>0,05
PWC170 кгм/мин				1533 (1254–1810)	1423 (1208–1828)	Р>0,05

Примечание: жирный шрифт — медианы значений признака; в скобках — квартильный размах значений

Обращает на себя внимание отсутствие достоверных различий между группами по количеству проделанной работы в зоне субмаксимальной мощности нагрузки.

Динамика относительных величин компонентов спектра 1-й и 2-й групп до и после пробы PWC170

Обсуждение результатов

Нам показался интересным тот факт, что, несмотря на отсутствие значимых различий между группами по процентному соотношению и абсолютным величинам мощности компонентов спектра, а также физической работоспособности, во 2-й группе обнаружены исходно более высокие значения мощности в VLF диапазоне. Более показательными оказались относительные величины VLF: так, выявлено снижение абсолютных значений в этой области в ответ на ФН в обеих группах в отличие от разнонаправленной динамики процентных величин, что и послужило поводом для исследования. Заметные различия между двумя группами появляются после воздействия возмущающей нагрузки субмаксимальной мощности. Здесь можно выделить более «экономичный» тип реагирования, характерный для спортсменов 2-й группы со снижением % VLF после ФН и сопровождающийся большей величиной функции разброса СР (что отражает вагусные влияния), большей общей спектральной мощностью и ее составляющих во всех диапазонах частот, а также меньшим напряжением регуляторных систем. Это отражает большую энергетику метаболических процессов, больший запас прочности функционирующих систем. В данном случае цена физиологической деятельности у спортсменов 1-й группы с возрастающим % VLF после ФН выше, чем у атлетов 2-й группы. Этот тип реагирования, с выраженной депрессией общей мощности спектра и всех его составляющих, можно охарактеризовать как более «затратный». Таким образом, векторную динамику процентных величин VLF диапазона частот можно использовать в качестве одного из эффективных критериев адаптационного потенциала организма спортсмена. По нашему мнению, больший акцент необходим не сколько на исходные параметры, сколько на характер вегетативного ответа, определяющий цену физиологической деятельности предъявляемой нагрузки.