Согласно учению К.В. Судакова и его последователей, организм человека является комплексом саморегулирующихся систем, которые формируются под влиянием различных факторов внешней и внутренней среды на метаболической основе [1]. Функциональные системы при адаптации организма к изменяющимся условиям среды имеют свойство перестраиваться и задействовать при этой перестройке самые необходимые для поддержания гомеостаза свои элементы. Система кровообращения, являясь основным индикатором адаптивно-приспособительных процессов, в первую очередь, подвержена различным изменениям, при этом отражения этих изменений обусловлены активацией отделов вегетативной нервной системы. Физические нагрузки, а в приложении к спортивной деятельности, интенсивные мышечные тренировки, представляют собой наиболее типичные, хотя и сопряженные с определенными затратами, состояния, к которым приходится адаптироваться сердечно-сосудистой системе [2]. Именно поэтому мониторинг изменений, происходящих в этой системе, является ключевым при проведении срочного, текущего и этапного контроля за изменением состояния спортсмена. Анализ функционального состояния и физиологических резервов организма спортсмена, в том числе основной из систем, определяющих спортивный результат – сердечно-сосудистой, позволяет оценить значимость внутренних и внешних факторов в снижении работоспособности, что немаловажно для определения превентивных мер сохранения здоровья и спортивного долголетия [3].
В настоящее время ведущие биологи, физиологи, спортивные тренеры и врачи рассматривают процесс адаптации организма как приспособление строения и функций к условиям существования. В ходе адаптации формируются признаки и свойства, которые оказываются наиболее выгодными для живых существ и благодаря которым организм приобретает способность к существованию в конкретной среде обитания, а в приложении к спортивной практике – к различным видам нагрузок. Проблема состоит в том, чтобы «цена адаптации» не выходила за пределы индивидуального «лимита», не приводила к перенапряжению и истощению основных функциональных резервов организма [4]. К сожалению, в настоящее время крайне недостаточно исследований, посвященных изучению функциональных сдвигов, происходящих в организме спортсменов, связанных именно с тем видом деятельности, которому спортсмен подвержен в многолетнем тренировочном цикле [5]. Поэтому нами предпринято исследование, посвященное изучению изменения функционального состояния организма спортсменов специализации «спортивные единоборства» в процессе выполнения кардиоваскулярных тестов.
Методы и организация исследования
В исследовании участвовало 136 спортсменов ациклических видов спорта, специализации единоборства: дзюдо (n=24), кикбоксинг (n=25), тяжелая атлетика (n=36), греко-римская борьба (n=24) и рукопашный бой (n=27), с разрядом от кандидата в мастера спорта до мастера спорта. Средний возраст спортсменов составлял – 21,4 ± 0,3 года. Все исследования осуществлялись в подготовительный период годичного тренировочного цикла. Средний спортивный стаж для спортсменов - 6,3 ± 0,5 года. Тестирование, проводимое в лабораторных условиях, осуществлялось утром, перед тренировочными занятиями, трехкратно с соблюдением всех правил тестирования в условиях покоя [6, 7].
Центральная гемодинамика изучалась посредством метода тетраполярной реографии по W.G. Kubicek et al. (1966) в модификации Ю.Т. Пушкаря с соавт. (1977), в условиях относительного покоя и при выполнении функциональных тестов. Данные были сопоставлены с данными эхокардиографии полученными в УМО. Изучались кардиоритмограмма и спектрограмма вариабельности ритма сердца. Оценивалась спектральная мощность волн высокой, низкой и очень низкой частоты. Первичное исследование проводилось в условиях относительного покоя (фоновая запись) в исходном положении лежа на спине после 5 мин отдыха, по Р.М. Баевского (1984) с помощью аппаратно-приборного комплекса «Рео-Спектр-2» компании «Нейрософт». Далее выполнялись функциональные тесты (кардиоваскулярные пробы). При анализе данных спектрограммы мы ориентировались на величины, приведенные в «Международном стандарте вариабельности ритма сердца» (ВРС) (1996). Использовались следующие параметры: высокочастотные колебания (HF – high frequency) – колебания ЧСС при частоте 0,15-0,4 Гц, низкочастотные колебания (LF – lof frequency) – диапазон частот 0,04-0,15 Гц; и очень низкочастотные колебания (VLF – veri lof frequency) в диапазоне частот 0,003-0,04 Гц. Измерение волн производилось в единицах мощности (мс2) и в процентном соотношении вклада в общую мощность спектра.
Для оценки срочного приспособления системы кровообращения к специфическим нагрузкам осуществлялись нагрузочные кардиоваскулярные тесты по Ewing: фоновая запись показателей, проба с глубоким управляемым дыханием, проба Вальсальвы (с натуживанием), ортостаз, проба с изометрической нагрузкой. Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета статистических программ STATISTICA 6.0. Короткие участки электрокардиограммы (дыхательная проба, проба Вальсальвы) были обработаны методом цифровой фильтрации, путем вычисления скользящего среднего значения [6].
Результаты исследования и их обсуждение
Показатели функционального состояния системы кровообращения, полученные в данном исследовании, были расценены нами, как результат долговременной адаптации к условиям многолетних мышечных нагрузок. При анализе фоновых показателей центральной гемодинамики выявлено, что данные спортсменов ациклических видов спорта находятся в диапазоне нормативных значений лиц, не занимающихся спортом, и отличаются от последних лишь некоторым увеличением показателей артериального давления и минутного объема кровообращения: ЧСС – 71,3±8,7 уд/ мин; АДс – 125,0±9,8 мм рт.ст.; АДд – 71,8±7,4 мм рт.ст.; Пульсовое давление варьировало в диапазоне – 53,3±8,6 мм рт.ст.; Ударный объем сердца – 90,5±10,4 мл; МОК – 6,3±0,2л. При этом наиболее высокие значения артериального давления как систолического, так и среднегемодинамического наблюдались у спортсменов, занимающихся тяжелой атлетикой. У представителей этой специализации диапазон систолического артериального давления составил 134,5±5,2 мм рт.ст., при этом значения ударного объема и МОК, достоверных различий с аналогичными показателями спортсменов других исследуемых специализаций выявлено не было. Необходимо отметить, что значения систолического артериального давления этой группы спортсменов, а также и показатели диастолического артериального давления, превышают значения нормативных показателей здоровых лиц, не занимающихся спортом.
Принято считать, что в условиях относительного покоя для спортсменов характерно преобладание автономной регуляции в управлении сердечным ритмом, с высоким уровнем активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, что проявляется низкими значениями частоты сердечных сокращений и увеличением ударного объема сердца. В этом случае наблюдается преобладание высокочастотного компонента в общей мощности спектра HF>LF>VLF, что согласно данным, полученным Н.П. Шлык [8] и других исследователей [9-11], свидетельствует об оптимальном состоянии регуляторных систем и достаточно часто встречается у спортсменов, особенно тренирующихся в видах спорта, требующих общей и специальной выносливости. Между тем, мы обнаружили, что для спортсменов ациклических видов спорта, участвующих в нашем исследовании, характерно в общей структуре спектра преобладание доли очень низкочастотного компонента (VLF>LF>HF), что, по мнению некоторых специалистов, трактуется как признак переутомления или вегетативной дисфункции. Несмотря на это, значения общей мощности спектра (ТР, mc2) находились в диапазоне 4213,5±74,3 усл.ед., что соответствует значениям удовлетворительной адаптации. Значения частоты сердечных сокращений, как уже было указано выше, не отличались от таковых значений у лиц, не занимающихся спортом. Склонности к брадикардии выявлено не было. Такое рассогласование с литературными данными, на наш взгляд может быть обусловлено спецификой мышечной деятельности, при которой в структуре тренировочной и соревновательной программы преобладают нагрузки скоростно-силового характера, не вызывающие значительной гипертрофии миокарда и явлений «спортивного сердца». Кроме того, для спортсменов, участвующих в исследовании, по видам спорта характерен достаточно высокий уровень развития координации, что вероятно и вызывает некоторую централизацию в управлении сердечным ритмом.
В настоящее время традиционным определением функционального резерва системы или всего организма в целом, определяется путем применения функциональных нагрузочных проб. Считается, что функциональный резерв системы тем выше, чем меньше необходимо усилий для приспособления организма к условиям покоя. Учитывая эту концепцию, для оценки срочной адаптации системы кровообращения к специфическим для единоборств нагрузкам, мы использовали кардиоваскулярные тесты, проводимые в определенном порядке: запись в покое → проба с управляемым глубоким дыханием в течение 1-й минуты→ проба Вальсальвы с натуживанием (20 секунд) → постуральная нагрузка (активная ортостатическая проба) в течение 5-ти минут → проба с изометрическим напряжением мышц кисти и удержанием определенного усилия в течение 3-х минут. На наш взгляд, эти кардиоваскулярные тесты являются специфическими для вышеуказанных видов спорта в виду того, что в силу своей мышечной деятельности спортсмен и во время тренировок, и во время соревнований многократно задерживает дыхание, меняет положение своего тела и выполняет изометрические напряжения.
При оценке полученных результатов, нами получены заслуживающие внимания факты. Обнаружено, что проба с глубоким дыханием у спортсменов ациклических видов спорта вызывает уменьшение частоты сердечных сокращений, что является обусловленным самой пробой результатом и не вызывает сомнения. Однако для представителей тяжелой атлетики и рукопашного боя в пробе было затруднительным регулировать ритм дыхания и согласовывать акты вдоха и выдоха, которые были прерывистыми и недостаточно глубокими. Необходимо отметить, что полученные результаты, на выборке спортсменов этой группы были не единичными и подтверждены 3-х кратными исследованиями ВРС в этой пробе. На наш взгляд, тренерам вышеуказанных групп спортсменов необходимо обратить внимание на этот факт и уделить внимание дыхательным упражнениям в тренировочном занятии.
Достоверных изменений показателей центральной гемодинамики при выполнении пробы с натуживанием у исследуемого контингента не выявлено, что, по всей видимости, свидетельствует о специфичности нагрузок. Согласно специфики тренировочной и спортивной деятельности, спортсмены исследуемых специализаций выполняют весьма часто задержку дыхания с натуживанием, что характерно и для тяжелоатлетов, и для борцов, и для единоборцев. В этой пробе наблюдались изменения спектрального анализа, характеризующиеся резким увеличением доли очень низкочастотного компонента, при сохранении общей тенденции (VLF>LF>HF) (рис. 1). Централизация управления сердечным ритмом наблюдалась во всех группах, что указывает на возникновение явлений напряжения адаптации.
Примечание: показатели VLF1, LF1, HF1 - глубокое дыхание, VLF2, LF2, HF2– проба Вальсальвы с натуживанием, VLF3, LF3, HF3– ортостатическая проба, VLF4, LF4, HF4– проба с изометрической нагрузкой.
Рис. 1. Данные спектрального анализа ритмограммы спортсменов ациклических видов спорта
Постуральная нагрузка в виде активного изменения положения тела у спортсменов ациклических видов спорта вызывала нормальную реакцию, что проявлялось лишь в некотором изменении показателей центральной гемодинамики, на недостоверно значимом уровне. В ортостатической пробе обнаружены вегетативные сдвиги, характеризующиеся достоверным увеличением более, чем в 5 раз (Р<0,005) симпатических влияний (по коэффициенту вагосимпатического баланса) с повышением активности центральных эрготропных структур. Общая мощность спектра (ТР, mc2) достоверно не изменилась (Р<0,05), что может свидетельствовать о некотором уменьшении физиологического резерва и соответственно, о снижении уровня адаптации. Наименее приспособленными к этому виду нагрузок оказались спортсмены специализации – тяжелая атлетика, у которых наблюдался выраженный прирост ЧСС.
Проба с изометрической нагрузкой у спортсменов ациклических видов спорта характеризовалась увеличением ЧСС до 83,7±8,4 уд/мин; диастолического артериального давления до 90,3±7,4 мм рт.ст.; МОК – 7,1±0,3л и уменьшением ПД до 44,3±12,3 мм рт.ст.). Необходимо отметить, что, несмотря, на то, что для спортсменов специализации тяжелая атлетика характерна большая мышечная масса, особенно верхних конечностей, данная проба вызывала у них наибольшие гемодинамические сдвиги. По всей видимости, данное явление обусловлено тем, что в силу спортивной деятельности тяжелоатлеты адаптированы лучше к коротким мышечным усилиям, и в меньшей степени к длительному изометрическому напряжению. Среди показателей спектрального анализа выявлено резкое увеличение доли очень низкочастотного компонента и уменьшение высокочастотных влияний на сердечный ритм, что характеризует переход управления на более высокий уровень и вызывает централизацию в управлении сердечным ритмом. Необходимо отметить, что реакции коэффициента вагосимпатического баланса эта проба у спортсменов исследуемых групп не вызвала.
Заключение
На основе полученных данных уровня функционирования системы кровообращения спортсменов ациклических видов спорта (гемодинамических параметров и показателей вегетативной регуляции ритма сердца) нами были составлены шкалы дифференцированной оценки основных параметров, которые отражали функциональное состояние и физиологический резерв сердечно-сосудистой системы спортсменов, а также степень напряжения их адаптивных систем. Шкалы имели 5-ти разрядную стратификацию: высокий уровень функционирования, выше среднего, средний уровень, ниже среднего и низкий, в соответствие с делением 0,5 сигмы. Данные шкалы позволяют построить индивидуальный профиль спортсмена и сопоставить его с профилем «элитного спортсмена», что дает возможность спортивным врачам и тренерам определить уровень готовности спортсмена к переносимости нагрузок и учитывать его функциональное состояние для дозирования тренировочных нагрузок и выбора восстановительных мероприятий.