Введение. Хоккей - один из популярных видов спорта, в котором достижение высоких спортивных результатов связано с дальнейшей интенсификацией как самой игры, так, соответственно, и учебно-тренировочного процесса. В настоящее время используется большое количество педагогических тестов для оценки различных сторон подготовленности хоккеистов, но они не отражают в полной мере функциональное состояние спортсменов. Ортостатическая реакция дает возможность изучить функциональные резервы вегетативной регуляции путем определения активности симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы и центральных механизмов регуляции; даже при таком малом уровне воздействия на сердечно-сосудистую систему, каковым является ортостатическая проба, рассогласование регуляторных механизмов может проявляться в виде вегетативной неустойчивости [1]. Устойчивость переходных процессов в ССС обеспечивается взаимодействием многочисленных локальных механизмов регуляции сердечной деятельности и тонуса кровеносных сосудов [2]. Результаты проведенных исследований подтвердили возможность возникновения нарушений во взаимодействии местных регуляторных механизмов при переходных процессах в ССС, вызванных изменением венозного возврата, параметров сокращения ЛЖ и тонуса артериального русла. Если влияние венозного возврата на параметры сокращения ЛЖ ограничено в основном гетерометрическим механизмом Франка-Старлинга и, как следствие, гомеометрическим механизмом Анрепа, то взаимодействие тонуса артериального русла с параметрами сокращения миокарда имеет более сложный механизм, не обеспечивая согласованности изменений этих параметров при переходных процессах в сердечно-сосудистой системе [9].
Однако имеются различные мнения по поводу оценки изменений активности уровней нейровегетативной регуляции при ортопробе. Оптимальными считают реакции, когда в большей степени снижается мощность ВЧ-колебаний РС, в наименьшей - НЧ-колебаний (как правило, у спортсменов с преобладанием автономной регуляции РС), что отражает оптимальное состояние регуляторных систем организма спортсменов. Реакции вегетативной нервной системы на изменение тела в пространстве зависят от исходных показателей и носят разнонаправленный характер у спортсменов разных специализаций. Так, у спортсменов, тренирующих силу, наблюдалось увеличение ОМС за счет увеличения НЧ-составляющей. При развитии скоростно-силовых качеств (хоккей) и выносливости (плавание) определены снижение ОМС и абсолютной мощности спектра всех его составляющих. Процент прироста соотношения НЧ/ВЧ при ортопробе составляет около 85%, доля ОНЧ-колебаний практически не изменяется и обычно не превышает 50% [7]. При выраженной парасимпатикотонии наблюдают выраженное снижение ВЧ- и ОНЧ-колебаний, а при преобладании активности центральных структур выявляют незначительную динамику в виде снижения мощности НЧ-колебаний и повышения мощности ОНЧ-колебаний - чем больше напряженность центральных структур, тем слабее реакции регуляторных систем на ортостаз [6]. Напротив, [4] считает при переходе в ортостаз закономерным рост относительной мощности НЧ-колебаний, что отражает активацию вазомоторного центра и симпатической регуляции ССС в ответ на перераспределение крови в положении стоя, с возрастом наблюдается отчетливый рост этого компонента. Отсутствие значимых изменений спектральных характеристик РС при переходе в вертикальное положение наблюдалось у лиц с дезадаптивными реакциями на ортостаз [4].
Цель исследований: дать оценку активности уровней нейровегетативной регуляции ключевых показателей центральной гемодинамики.
Материал и методы исследования. Исследования проводились на базе научной лаборатории факультета физической культуры и спорта Южно-Уральского государственного университета и научной лаборатории кафедры спортивной медицины и физической реабилитации УралГУФК (2009-2013 гг.). В исследованиях принимали участие юноши-хоккеисты в возрасте 18-24 года, со стажем тренировок более 5 лет, n=28.
Оценка нейровегетативной регуляции центральной гемодинамики в горизонтальном и вертикальном положении (проба активного ортостаза, АОП) проведена на подготовительном (сентябрь) этапе методом импедансной реографии при помощи сертифицированной компьютерной технологии «Кентавр» фирмы «Микролюкс» (г. Челябинск). Нами изучены показатели в четырех диапазонах спектра: 1) ультра низкочастотный диапазон (УНЧ) - отражает активность метаболической регуляции; 2) очень низкочастотный диапазон (ОНЧ) - отражает активность высших центров вегетативной регуляции; 3) низкочастотный диапазон (НЧ) - отражает активность симпатического отдела ВНС; 4) высокочастотный диапазон (ВЧ) - отражает влияние парасимпатического отдела ВНС. Определялась суммарная мощность колебаний - общая мощность спектра (ОМС).
Результаты исследования и их обсуждение
В положении лежа у хоккеистов превалировали колебания в ОНЧ- и НЧ-диапазонах спектра, а по сравнению со спортсменами циклических видов спорта, в частности с пловцами [3], как ОМС, так и ВЧ-составляющая была в 1,5 раза меньше (табл. 1).
Таблица 1
Показатели общей мощности спектра ритма сердца и ее распределение по диапазонам в положении лежа и стоя (M±m)
Показатель |
лежа |
стоя |
р |
ОМС, мс2 |
3368,40±181,22 |
3004,11±173,09 |
>0,05 |
УНЧ, мс2 |
478,25±37,61 |
493,53±40,26 |
>0,05 |
ОНЧ, мс2 |
1013,76±79,08 |
1111,48±82,03 |
>0,05 |
НЧ, мс2 |
1064,28±69,89 |
1216,62±72,98 |
>0,05 |
ВЧ, мс2 |
811,69±65,30 |
198,26±20,37 |
<0,001 |
Относительная мощность ВЧ-колебаний составляла 24,1%, НЧ-колебаний - 31,6%, ОНЧ - 30,1%; индекс вагосимпатического равновесия НЧ/ВЧ составлял 1,31±0,09 усл. ед.; индекс централизации (ОНЧ+НЧ/ВЧ) - 2,56±0,24 усл. ед. Состояние механизмов регуляции вегетативного тонуса расценивалось по А.М. Вейну (2000) как умеренная симпатикотония и ненапряженный вегетативный баланс (ОНЧ<НЧ>ВЧ). Индивидуальные особенности спектральных характеристик РС: показатели относительной мощности колебаний в ОНЧ-диапазоне выше 30% ОМС выявлены у 5 хоккеистов (19%) и у 11 лиц контрольной группы (34,4%). Это может свидетельствовать о напряжении механизмов регуляции, и для более четкого выявления этого требуется проведение функциональных тестов, один из вариантов - активная ортостатическая проба - нами использован в ходе исследования.
Переход в вертикальное положение привел к уменьшению вариабельности РС (ОМС) за счет выраженного снижения активности парасимпатического отдела ВНС - мощности высокочастотных колебаний (р<0,001) по сравнению с исходным положением. Имелась тенденция к росту значений УНЧ. Абсолютная мощность НЧ- и ОНЧ-колебаний имела тенденцию к повышению в пределах 10-15%, р>0,05. Динамика относительной мощности колебаний в этих диапазонах имела такую же направленность, но была при этом более выраженной (увеличение составляло 20-25%) - итоговые значения превышали 37-40% от величины ОМС в положении стоя. Выраженное увеличение относительной мощности низкочастотных колебаний при выполнении АОП позволяет сделать заключение о перестройке регуляции РС, и прежде всего о значимости барорефлекторных механизмов и активизации симпатического отдела ВНС в обеспечении реакций ССС на гравитационные воздействия. Индивидуальный анализ реакций спектральных характеристик РС на АОП позволил выявить, что более высокая мощность НЧ-колебаний (НЧ>ОНЧ, вариант адаптивной реакции) была у 25 хоккеистов из 28 (88,2%).
Нами при спектральном анализе медленноволновой вариабельности показателя ударного объема не было установлено при ортопробе существенных сдвигов, что отражает стабильность регуляторных механизмов инотропной функции. У хоккеистов значимость гуморально-метаболических и интракардиальных факторов регуляции инотропной функции (УНЧ- и ОНЧ-колебания), составлявшая суммарно более 58%, являлась определяющей по сравнению с ролью ВНС (НЧ=36,8%, ВЧ=5,1%, всего 42%). Аналогичным образом выглядели спектральные характеристики спортсменов циклических видов спорта - пловцов, конькобежцев, лыжниц) [4; 5]. Изучение относительной мощности колебаний показало, что доля флюктуаций в НЧ-диапазоне от величины ОМС составила 42,5% при малозначимом уменьшении относительной мощности ВЧ-колебаний (4,8%). Доля ОНЧ- и УНЧ-колебаний снизилась до 52,7% (соответственно 40,8 и 11,9%) (таблица 2).
Анализ динамики спектральных характеристик ударного объема позволяет заключить, что принятие вертикального положения и связанного с ним снижения ударного объема явилось пусковым моментом для активизации интра- и экстракардиальных механизмов регуляции инотропной функции сердца спортсменов. Их соотношение при этом зависит от особенностей учебно-тренировочного процесса: преобладание скоростно-силовых физических нагрузок преимущественно анаэробной направленности в сочетании с воздействием на вестибулярный аппарат хоккеистов приводит к адаптационным перестройкам, характеризующимся повышением роли надсегментарного уровня нейровегетативной регуляции инотропной функции не только в состоянии покоя, но и при пробе активного ортостаза.
Таблица 2
Показатели общей мощности спектра ударного объема и ее распределение по диапазонам в положении лежа и стоя (M±m)
Показатель |
лежа |
стоя |
р |
ОМС, усл. ед. |
33,73±3,03 |
35,68±3,32 |
>0,05 |
УНЧ, усл. ед. |
4,79±0,42 |
4,25±0,40 |
>0,05 |
ОНЧ, усл. ед. |
14,81±1,24 |
14,56±1,37 |
>0,05 |
НЧ, усл. ед. |
12,40±1,05 |
15,16±1,29 |
>0,05 |
ВЧ, усл. ед. |
1,72±0,19 |
1,71±0,18 |
>0,05 |
С другой стороны, степень активации симпатического отдела ВНС у хоккеистов не была выраженной, что характеризует экономизацию деятельности сердца при гравитационных воздействиях и является элементом адаптационно-приспособительных изменений к специфике предъявляемых нагрузок.
Спектральные характеристики медленноволновой вариабельности среднединамического давления в различных диапазонах спектра в динамике представлены в таблице 3.
Таблица 3
Показатели общей мощности спектра среднединамического давления и ее распределение по диапазонам в положении лежа и стоя (M±m)
Показатель |
лежа |
стоя |
р |
ОМС, усл. ед. |
36,41±3,47 |
35,68±3,32 |
>0,05 |
УНЧ, усл. ед. |
10,99±0,95 |
9,74±0,87 |
>0,05 |
ОНЧ, усл. ед. |
19,81±1,60 |
18,27±1,34 |
>0,05 |
НЧ, усл. ед. |
5,53±0,52 |
7,28±0,56* |
<0,05 |
ВЧ, усл. ед. |
0,07±0,02 |
0,04±0,01 |
>0,05 |
Тонус крупных сосудов определяется преимущественно гуморально-метаболическими факторами регуляции и в меньшей степени влиянием симпатического отдела ВНС. Вклад колебаний в УНЧ-диапазоне спектра составил 30,24%, ОНЧ-колебаний - 54,4% и доля НЧ-колебаний - 15,2%. Относительно низкий уровень симпатикотонии в состоянии покоя, по данным литературы, считается положительным итогом адаптации к физическим нагрузкам. Следует отметить, что у пловцов с различной направленностью физических нагрузок относительная мощность ОНЧ колебаний составляла от 45 до 60%, аналогичные результаты получены в исследованиях лыжников [5]. ОНЧ-колебания характеризуют влияние высших вегетативных центров на сердечно-сосудистый подкорковый центр и рассматриваются как маркер связи сегментарных уровней регуляции кровообращения с надсегментарными, в том числе с гипофизарно-гипоталамическим и корковым уровнем.
При переходе в вертикальное положение величина ОМС оставалась без изменений, что было связано со статистически малозначимыми изменениями мощности колебаний в УНЧ-, ОНЧ- и ВЧ-диапазонах спектра. Выявлено повышение активности симпатического отдела ВНС и барорефлекторных механизмов, заключавшееся в повышении на 30% абсолютной мощности НЧ-колебаний. Таким образом, регуляция артериального давления у хоккеистов при активной ортостатической пробе подчинялась преимущественно гуморально-метаболическим влияниям на фоне повышения активности симпатического отдела и барорефлекторных механизмов. Переход в вертикальное положение определял также тенденцию к снижению доли УНЧ-и ОНЧ-колебаний.
Менее существенное увеличение выброса катехоламинов (активизации симпатического отдела ВНС) в ответ на ортостаз может быть следствием снижения влияния ренин-ангиотензиновой системы на сосудистый тонус. Таких изменений механизмов регуляции у лиц, использующих только лишь рекреационные физические нагрузки, не наблюдается [8]. Значимыми механизмами регуляции средне-динамического артериального давления в вертикальном положении признаны активность надсегментарных структур и влияние на тонус крупных сосудов гуморальных факторов (ангиотензин II, вазопрессин, адреналин), уровень которых определяется влиянием на периферические эндокринные железы гипоталамо-гипофизарной системы. Роль вазопрессина заключается в синокаротидном прессорном рефлексе при падении давления в каротидном синусе, при этом физиологические концентрации гормона в крови не вызывают прессорной реакции из-за компенсаторного действия барорецептивных рефлексов. Отличие вазопрессиновой гипертензии от адреналиновой состоит в том, что сердечный компонент в прессорной реакции на вазопрессин отсутствует.
Заключение. Полученные нами результаты позволили выявить однонаправленность вектора изменений активности уровней нейровегетативной регуляции ключевых параметров центральной гемодинамики (хроно- и инотропной функции, тонуса крупных сосудов) у хоккеистов в процессе долговременной адаптации к физическим нагрузкам. Они заключаются в снижении активности симпатического отдела ВНС не только в покое, но и при пробе активного ортостаза. Установленное в исследовании повышение активности надсегментарного уровня регуляции тонуса сосудов при АОП рассматривается, с одной стороны, как признак «вмешательства» высших вегетативных центров в активность нижележащих уровней управления, при котором активируются специфические механизмы регуляции артериального давления. С другой стороны, такая активация может являться одним из механизмов компенсации снижения барорефлекторной чувствительности и обеспечивает согласованность реакций параметров центральной гемодинамики (ЧСС, УО и СДД) при изменениях положения тела в пространстве, отражает высокий уровень ортоустойчивости спортсменов. Выявленные в настоящем исследовании адаптационные перестройки можно рассматривать как проявление специфики адаптации хоккеистов к сложно-координационным и скоростно-силовым нагрузкам, обеспечивающей высокий уровень спортивной результативности.
Рецензенты:
Кокорева Е.Г., д.б.н., профессор кафедры физического воспитания и спорта, Челябинский государственный университет, г. Челябинск.
Камскова Ю.Г., д.б.н., профессор, зав. кафедрой теоретических основ физической культуры, Челябинский государственный педагогический университет, г. Челябинск.