Возрастные изменения показателей системного кровообращения у лиц мужского пола на отрезке восходящего онтогенеза 11-19 лет в зависимости от уровня двигательной активности

Актуальность. Частота сердечных сокращений (ЧСС) и артериальное давление (АД) являются одними из основных гемодинамических характеристик функционального состояния организма, системы регуляции и состояния артериального сосудистого русла. Система кровообращения является универсальным индикатором состояния организма и играет ведущую роль в обеспечении процессов адаптации [7, с. 45].

М.В. Шайхелисламова подчеркивает, что значительная доля опубликованных исследований, отражающих функциональное состояние сердечно-сосудистой системы (ССС) юных спортсменов и динамику её показателей, отражает главным образом особенности тренированности детей без учета влияния возрастных морфофункциональных преобразований ССС. [6, с. 29] Оценивая особенности кровообращения у детей, следует учитывать незавершенность процессов развития детского организма, несовершенство нервно-рефлекторной регуляции, неравномерность и неустойчивость частоты сердечных сокращений.

Цель исследования: определить влияние систематических занятий спортом на становление гемодинамики у мальчиков и юношей на отрезке восходящего онтогенеза в 11-19 лет.

Методика и организация исследования . В исследовании на добровольной основе приняли участие 274 юных спортсмена, занимавшихся различными видами спорта (волейболом, гандболом, дзюдо, самбо) 3 раза в неделю по два часа на базе детско-юношеских спортивных школ г. Майкопа, а также 245 мальчиков и юношей, не занимавшихся спортом. Возраст обследованных – от 11 до 19 лет. Количество испытуемых в каждой обследованной группе составило не менее 20 человек.

Лонгитудинальное исследование проведено с участием обучающихся общеобразовательных средних школ № 3, 5, 11, 22, 29, воспитанников детско-юношеских спортивных школ г. Майкопа Республики Адыгея в период с 2008 по 2019 год, а также в Региональном центре выявления и поддержки одаренных детей «По- лярис-Адыгея» (г. Майкоп) в ходе зимних и летних смен по направлению «Спорт» в 2019-2021 гг.

Для изучения функционального состояния сердечно-сосудистой системы измерялись систолическое (АД-_сист), диастолическое (АД_дисат) и пульсовое артериальное давление (ПД) и ЧСС в состоянии поко я, рассчитаны систолический (ударный) пульсовой объём, включающий в себя тот объём крови, который поступает из желудочка за 1 систолу; минутный объём, характеризующийся объёмом крови, который поступает из сердца за 1 минуту; сердечный индекс, или индекс объёмной скорости кровотока сердца, представляющий обобщенный показатель деятельности сердца, определяющийся путем деления величины минутного объема кровообращения на площадь поверхности тела в м. (размерность в л/(мин • м²).

Оценка результатов исследования проводилась с использованием компьютерной программы Microsoft Excel.

Результаты исследования. При анализе динамики ЧСС в состоянии покоя в обеих группах отмечается общая тенденция к снижению количества сокращений, причём в течение первых трёх обследуемых годов (1113 лет) между значениями ЧСС групп достоверных различий не обнаруживается (табл. 1).

Это обстоятельство в совокупности с совпадением значения изучаемого признака в 18-19 лет позволяет предположить, что существенное влияние физических упражнений на экономизацию функций ЧСС происходит в период её усиленного развития. Поэтому снижение показателей ЧСС как проявление экономизации деятельности сердечно-сосудистой системы наблюдается в 14-17 лет.

Результаты собственных исследований позволяют считать занятия физическими упражнениями фактором, стабилизирующим и ускоряющим процесс экономизации. Изменения, происходящие с показателем частоты сердечных сокращений у спортсменов, отличаются стабильным прогрессирующим снижением величины показателя с 11 (с 80.0±11,1) до 17 лет (70,3±11,8) с последующей стабилизацией на таком уровне.

Изменения в группе сверстников, не занимающихся физическими упражнениями, характеризуется волнообразным развитием показателя, обеспечивающим инверсионное развитие в период между 13 и 14 годами. Вследствие этого разрыв между средними показателями ЧСС групп увеличивается, и реализация потенций по экономизации показателя реализуется только к 18 годам.

Дефинитивный уровень частоты сердечных сокращений и его достижение в процессе онтогенетического развития организма человека обеспечивается независимо от участия в организованных занятиях физическими упражнениями. Занятия физическими упражнениями являются мощным кардиостимулирующим агентом. Формирующиеся на этих занятиях адаптационные процессы, с одной стороны, влияют на темпы экономизации, ускоряя их, и с другой – обеспечивают равномерное и поступательное развитие показателя.

Динамика показателя ЧСС в возрастном периоде начала экспериментальных исследований (в 11 лет) существенно не различается (Р<0.05), а динамика показателя до 14 лет не обеспечивает появление различий. Однако в 14-летнем возрасте у подростков, не занимающихся спортом, проявляется инверсия показателя (с 98.9 + 9.9 ударов/мин. до 103.6 + 13.2), что изменяет соотношение между группами. Подобная инверсия показателя обнаруживается и у спортсменов, однако она проявляется на год позже и интенсивность ее значительно ниже (с 80.0± 11.3 уд. в мин. до 82.0 ± 10.4). Это обстоятельство позволяет подросткам, занимающимся спортом, оптимизировать показатель ЧСС уже к 17 годам и стабилизировать его. Достижение оптимального уровня показателя ЧСС молодежью, не занимающейся спортом, происходит лишь к 19 годам.

Происхождение явления инверсии ЧСС, на наш взгляд, связано со скачком массы тела. Недостаточный уровень соответствия массы тела и массы сердца, а также малая степень функциональной готовности сердца к снабжению кровью возросшей массы приводят к адаптации деятельности сердечно-сосудистой системы, увеличению минутного объема выброса крови за счет увеличения ЧСС при неизменной величине систолического выброса.

Менее резкие колебания ЧСС, отсутствие выраженных нарушений общей тенденции экономизации показателя у спортсменов определяется, на наш взгляд, взаимоналожением двух переменных факторов:

• •    более плавным развитием массы тела;

• •    более высоким уровнем адаптированности сердечнососудистой системы к изменяющимся запросам организма, в связи с выполнением больших объемов физических нагрузок.

Можно предполагать, что интенсивное развитие брадикардии [1, с. 50; 2, с. 122; 3, с. 75; 4, с.190; 5 с.71] как специфического эффекта тренировки наблюдается преимущественно у занимающихся видами спорта, на- правленными на развитие выносливости (вследствие чего данные тенденции в массе спортсменов нивелируются), и происходит это после экономизации функций ЧСС, вызванных онтогенетическим развитием, то есть после изучаемого возрастного периода.

В результате постепенного уменьшения ЧСС к 17 годам у занимающихся спортом и к 18 годам у не занимающихся формируются показатели, не отличающиеся от нормы для взрослых людей.

Устойчивым признаком развития ЧСС на изучаемом отрезке онтогенеза является направленное возрастное снижения показателя.

В развитии систолического давления наблюдается обратная картина, нежели в динамике ЧСС: в обеих группах реципиентов отмечается постепенная оптимизация сердечно-сосудистой системы в виде плавного, равномерного увеличения показателя систематичного давления.

Вместе с тем ЧСС не занимающихся спортом развивается в течение всего изучаемого отрезка онтогенеза и достигает значений, свойственных взрослым в 19 лет.

У занимающихся спортом процесс адаптации деятельности ССС происходит более интенсивно, что было выявлено по показателю ЧСС и подтверждается при рассмотрении показателя систолического давления Уже к 15-летнему возрасту юные спортсмены достигают по показателю значений нормы для взрослых людей и в дальнейшем сохраняют этот уровень.

В этой связи становится понятным наличие достоверного различия между показателями систолического давления сверстников с 11 до 18 лет включительно.

Уже на начальном этапе нашего исследования – в 11-летнем возрасте (через год занятий спортом) – уровень систолического давления в покое (112.4 ± 13.6) значительно опережает показатели сверстников (94.5 +9.6). И это положение сохраняется до 19 лет, то есть до возрастного периода, при котором оптимального уровня систолического АД достигают не занимающие- ся спортом. К этому времени уже пять лет, а именно с 15-летнего возраста, показатель у спортсменов достигает оптимального состояния и стабилизируется.

Следует отметить то обстоятельство, что достоверно значимых инверсий показателя не происходит в обеих группах, что позволяет считать вектор развития систолического артериального давления устойчивым признаком, сохраняющимся при возрастном развитии.

Кроме того, высока вероятность генетически обусловленного контроля за развитием данного показателя сердечно-сосудистой системы в виду ее большой значимости для гомеостаза, процессов жизнеобеспечения, процессов адаптации.

Сопоставляя возрастную динамику трёх показателей, характеризующих экономизацию сердечнососудистой системы в состоянии покоя, приходится констатировать, что дети и подростки, занимающиеся спортом, достигают достоверно более высоких значений, чем их сверстники. Преимущество отчётливо проявляется в первые 4 года наблюдаемого периода онтогенеза (с 11 до 14 лет, Р<0.001), но и в последующие годы преимущество не утрачивается.

Развитие показателя диастолического давления в обеих группах по характеру совпадает. В каждой группе выделяются два платформных, устойчивых периода (11-13 и 16-19 лет) и период повышения показателя, падающий на возрастной отрезок 14-16 лет. Различия между показателями групп на периоде первой платформы в большей степени отличаются друг от друга, при достижении спортсменов оптимального уровня. Различия уменьшаются в период второй платформы, то есть с приближением к дефинитивному уровню. Одновременно следует подчеркнуть, что состояние нормы взрослых к 19 годам не смогли достичь ни спортсмены (69.7 ± 7.1), ни их сверстники (65.9 + 10.2), что подчеркивает многокомпонентность системообразующих для данного показателя факторов и продолжительность их формирования в онтогенезе.

Следует подчеркнуть, что сопоставленный анализ показателей деятельности ССС дает основание для подтверждения принципа гетеротропности и гетерохронности развития форм и функций организма, а также отражение гетеротропности и гетерохронности в характере влияния физических упражнений.

Показатель систолического давления у спортсменов стабилизируется к 15 годам. Их уровня сверстники, не занимающиеся спортом, достигают к 19 годам, что на наш взгляд, говорит о завершении возрастного развития показателя.

Формирование диастолического давления происходит более медленными темпами в обеих сравниваемых группах. У спортсменов он стабилизируется лишь к 17 годам. Юноши другой группы не достигают стабилизации показателя к 19 годам. Вероятно, реализация генетической программы становления диастолического давления завершается на этапах, выходящих за рамки исследуемого отрезка онтогенеза.

Следует предположить, что механизмы, обеспечивающие экономизацию системы сердечной мышцы, опережают в развитии механизмы формирования со- ответствующего ритма в сердце, и они оба опережают развитие механизмов формирования диастолического давления, зависящего от эластичности сосудов, тонуса мышц и др.

В качестве оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы и обобщенной интегральной оценки состояния здоровья организма в практической физиологии широко используются расчетные методы. На основании данных ЧСС, АДсист, АДдиаст, ПД нами были рассчитаны ударный объем крови (мл), минутный объем крови и сердечный индекс.

Рассмотрим возрастную динамику показателей системного кровообращения в состоянии покоя у лиц мужского пола, в возрасте от 11 до 19 лет в зависимости от уровня двигательной активности (табл. 2).

Величина ударного объема крови в покое характеризуется тенденцией к возрастному увеличению, что отражается на характере динамики ее как у спортсменов, так и у их сверстников, не занимающихся спортом. Так, у спортсменов 11-летнего возраста среднее значение показателя составляет 65.5± 17.4 мл. Показатель возрастает в 12-летнем возрасте до 69.9 ± 8.9 (P<0.05), затем стабилизируется в 13-летнем возрасте на уровне, превышающем 74.6 ± 7.9 мл. Сопоставительный анализ физических данных спортсменов и их сверстников в течение этого периода показывает, что занятия спортом активизируют процессы повышения систолического объема крови. Это отражается в задержке первого достоверного изменения показателя у не занимающихся спортом на один год, то есть у 11-12 летних подростков, не занимающихся спортом, ударный объем крови стабильно находится на уровне около 65,2 мл., и поэтому они отстают к 12 годам по данному показателю от сверстников с более высоким уровнем двигательной активности.

В дальнейшем достоверное повышение показателя у подростков, не занимающихся спортом происходит в 13 лет (73.9 ± 14.2; P<0.05) и в 14 лет (78.3 ± 9.1; P<0.05), в связи с чем ударный объем крови у сверстников сравнивается к 15 годам. С этого момента достоверных изменений показателя в обеих группах не происходит до 18-летнего возраста (P>0.05), а увеличение показателя, происходящее к 19 годам, протекает синхронно. Можно полагать, что ударный объем крови в покое в большей степени зависит от этапа онтогенеза, нежели от уровня тренированности.

Сопоставление с выделенными другими авторами нормативными значениями для взрослых людей показывает, что средние значения 11 летних подростков по данному показателю соответствуют норме (60-100 мл). По нашему мнению, причина заключается не в завершенности процессов возрастного развития показателя, а в расширенном толковании величины нормы и недостаточной разработанности подходов к ее количественно-качественной оценке. Период стабилизации развития ударного объема крови в обеих исследуемых группах (15-17 лет) точно совпадает с возрастанием различий между спортсменами и их сверстниками по показателю частоты сердечных сокращений.

Таблица 2.

Расчеты величины гемодинамики мальчиков и юношей 11-19 лет в состоянии покоя

Возраст	Ударный объем крови (мл)		Минутный объем крови (мл)		Сердечный индекс
	спортсмен	не спортсмен	спортсмен	не спортсмен	спортсмен	не спортсмен
11	65.5 ± 17.4	65.5 ± 16.0	5.8 ± 2.1	5.2 ± 3.2	4.2 ± 1.2	3.1 ± 1.3
12	69.9 ± 8.9	65.2 ± 9.8	6.1 ± 2.2	5.8 ± 1.1	4.6 ± 1.3	3.0 ± 1.8
13	74.6 ± 7.9	73.9 ± 14.2	6.9 ± 1.5	6.2 ± 3.2	4.2 ± 1.1	3.0 ± 0.7
14	74.9 ± 7.4	78.3 ± 9.1	7.0 ± 1.3	5.9 ± 3.6	4.0 ± 0.8	3.0 ± 0.8
15	81.2 ± 7.6	80.3 ± 12.3	6.9 ± 1.6	6.6 ± 2.5	4.1 ± 0.7	3.2 ± 0.7
16	79.8 ± 10.1	78.8 ± 11.8	6.2 ± 2.3	5.7 ± 3.3	3.4 ± 0.9	3.2 ± 0.8
17	79.1 ± 10.4	78.9 ± 12.3	6.0 ± 1.7	5.6 ± 2.4	3.5 ± 0.9	3.2 ± 0.7
18	81.5 ± 11.4	81.7 ± 10.2	5.7 ± 1.2	5.8 ± 2.9	3.6 ± 0.9	3.2 ± 0.8
19	84.1 ± 9.2	83.3 ± 11.1	6.3 ±1.5	5.5 ± 2.2	3.6. ± 0.8	3.3 ± 0.8

Темпы возрастного увеличения показателя минутного объема крови спортсменов на начальном этапе исследуемого отрезка онтогенеза (с 12 до 14 лет) опережают сверстников. В дальнейшем же показатели сравниваются к 15 годам и достоверно друг от друга более не отличаются. С 15-летнего возраста в обеих группах прироста показателя не наблюдается.

Показатель сердечного индекса за весь наблюдаемый период у не занимающихся спортом стабилен (от 3.0 до 3.3 л./мин. м2) и находится в пределах нормативных показателей, характерных для взрослых людей (3.0 – 3.5 л./мин. м2) .

У спортсменов возрастная динамика показателя характеризуется скачкообразным снижением показателя с 12 летнего возраста (4.6 ± 1.3 л./мин. м2) до 19 летнего возраста (3.6 ± 0,8 л./мин. м2). Достоверное уменьшение показателя падает на 13– и 16-летний возрастные периоды. Вместе с тем абсолютные значения сердечного индекса занимающихся спортом на всех этапах изучаемого отрезка онтогенеза выше, чем нормативный показатель, характерный для взрослых людей. Это означает, что возможности кровообеспечения тела юных спортсменов выше не только аналогичного показателя сверстников, но и выше показателей взрослых.

Отсутствие организованного внешнесредового влияния физических упражнений на адаптационные возможности ССС приводит к достижению нормативных значений сердечного индекса к 11 годам и ее стабилизации.

Заключение. Занятия спортом обеспечивают достижение оптимального уровня дефинитивных и этапных значений показателей, характеризующих деятельность сердечно-сосудистой системы, более высокого уровня матурации этих показателей относительно сверстников.

По ряду показателей (АД систолическое, АД диастолическое, ударный объем крови, минутный объем крови, сердечный индекс), характеризующих деятельность сердечно-сосудистой системы наблюдается сенситивный период развития уже в 11-летнем возрасте.

Несмотря на это, по всем перечисленным показателям, за исключением показателей минутного объема крови, сердечного индекса, период у спортсменов начинается на год раньше.

Вместе с тем сенситивным периодом комплексного развития показателей функционального развития у спортсменов являются возрастные отрезки 11-12 и 15-18 лет, а у не занимающихся спортом – 12-13 и 1416 лет. Частота проявления периодов супервысокой чувствительности высока по расчетным показателям гемодинамики в обеих группах, что свидетельствует, на наш взгляд, о внешнесредовой детерминированности их развития.

Annotation. Indicators of systemic circulation are universal indicators of the state of the body, reflect the processes of human growth and development in ontogenesis. The effectiveness of the circulatory system plays a leading role in ensuring adaptation processes, which requires monitoring their development at the stages of ontogenesis and identifying factors of their regulation. Evaluation of the features of blood circulation in people of different ages requires taking into account the degree of incompleteness of the processes of development of the body, imperfections of neuro-reflex regulation, unevenness and instability of heart rate.

The aim of the study was to determine the influence of systematic sports activities on the formation of hemodynamics in boys and boys during the period of ascending ontogenesis at 11-19 years.

The age features of hemodynamic parameters were studied in boys and boys aged 11-19 years, engaged in (volleyball, handball, judo, sambo; 3 times a week for two hours on the basis of children’s and youth sports schools in Maykop) and not engaged in sports. The longitudinal study was conducted with the participation of students of general secondary schools № 3, 5, 11, 22, 29 and students of children’s and youth sports schools in Maykop of the Republic of Adygea in the period from 2008 to 2019, as well as in the Regional Center for the Identification and Support of Gifted Children «Polaris-Adygea» ( Maykop) during winter and summer shifts in the direction of «Sport» in 2019-2021.

It is shown that sports activities ensure the achievement of an optimal level of definitive and step-by-step values of indicators characterizing the activity of the cardiovascular system, and a higher level of maturation of these indicators relative to peers.