Publication text
(PDF):
Read
Download
Увеличение количества патологических состояний, переутомлений и перенапряжений у спортсменов после интенсивных физических нагрузок (лыжные гонки, триатлон, велоспорт, гандбол) вызывает выраженное беспокойство специалистов по спортивной медицине. В связи с этим, профилактике отклонений в состоянии здоровья, реализации двигательного потенциала организма, запрограммированного генетически, придается важное значение при управлении тренировочным процессом. В решении поставленной проблемы ведущая роль отводится вопросам совершенствования оценки функционального состояния и физических возможностей, занимающихся физической культурой и спортом с целью оптимизации физических нагрузок. Одним из основных показателей, применяемых для оценки состояния сердечно-сосудистой системы у занимающихся физкультурой и спортом, является частота сердечных сокращений, подсчитываемая в периоде восстановления после физической нагрузки. Показатели восстановления сердечного ритма в течение всех фаз характеризуют состояние сердечно-сосудистой системы и возможности физической работоспособности организма. Общие закономерности восстановления частоты сердечных сокращений после физической нагрузки состоят в следующем: чем выше мощность физической нагрузки, тем большие изменения происходят в нервных, гормональных, вегетативных и исполнительных центрах за время работы и соответственно, тем выше скорость восстановления нарушенного гомеостаза и работоспособности. В настоящее время недостаточно изучены особенности динамики сердечного ритма у юных спортсменов в фазу быстрого восстановления в зависимости от характера предшествующей нагрузки, физической работоспособности, пола, биологического возраста и особенностей физического развития, а также возможности использования показателей восстановления частоты сердечных сокращений в качестве маркеров уровня функционального напряжения организма при выполняемых нагрузках и для прогнозирования физической работоспособности. Поэтому оценке восстановления сердечного ритма после физических нагрузок придается важное значение как в клинической медицине [1, 2], так и в спорте [3, 4, 5]. С этой целью применяются различные показатели: восстановления частоты пульса (HRR), восстановления вариабильности сердечного ритма [6, 7], параметры и статистические показатели экспоненциального уравнения. Из показателей HRR наибольшее распространение в научной литературе получили показатель HRR60 [6, 8, 9], определяемый по абсолютной разнице частоты пульса через 60 сек по сравнению с пульсом окончания нагрузки (HRex), и показатель T30 (s) - временная константа краткосрочного постнагрузочного восстановления. Предполагается, что краткосрочные индексы HRR60 и T30 отражают реактивацию парасимпатической нервной системы в период восстановления после нагрузки, скорость которой практически не зависит от интенсивности нагрузки. Гендерные различия восстановления сердечного ритма сопоставлялись у лиц, не занимающихся спортом [1, 10, 11]. Вместе с тем, недостаточно изучены показатели HRR, измеренные в более короткий период восстановления их зависимости от половой принадлежности и их значение для оценки физического напряжения и работоспособности у юных спортсменов. Материалы и методы исследования. В исследовании участвовали 60 юных спортсменов, по направленности тренировочного процесса отнесенные к циклическим видам спорта (биатлон, лыжные гонки), 13-18 летнего возраста (33 юноши и 27 девушек). Исследование девушек в критические дни не проводилось. Тренировочный стаж не менее четырех лет, спортивная классификация от второго разряда до мастера спорта. В межсоревновательный период изучались показатели восстановления частоты сердечных сокращений, вариабельности сердечного ритма, рассчитанных по экспоненциальному уравнению, в зависимости от гендерной принадлежности. Сопоставление результатов проводилось после субмаксимальных велоэргометрических нагрузок 2.5 вт/кг, проводимых в течение 3-х мин и нагрузок до отказа от работы, дозированных на 1 кг массы тела (4 вт/кг для юношей и 3.5 вт/кг для девушек). Нагрузочное тестирование выполнялось в положении сидя на велоэргометре «Lode» (Нидерланды) с непрерывной регистрацией показателей спироэргометрии на системе «Кортекс» и продолжительности каждого сердечного цикла на системе «Polar RS800». Максимальная механическая работоспособность рассчитывалась по уравнению Мюллера за 30 и 360 секунд: tlim. = eb/Wa где tlim. - предельное время удержания заданной нагрузки, e - основание натурального логарифма, W - мощность нагрузки, а и b - показатели, отражающие индивидуальные характеристики энергообеспечения. Для математического описания динамики частоты сердечных сокращений в периоде восстановления использовалась экспоненциальная модель уравнения: Y=а0+а1*EXP(а2*t) где а0 - наименьшая относительная величина частоты сердечных сокращений в бесконечное время восстановления, а1 - отражает отношение наименьшей относительной величина частоты сердечных сокращений к частоте сердечных сокращений окончания нагрузки, а2 - отражает скорость восстановления частоты сердечных сокращений в фазу восстановления, t - время в минутах после прекращения нагрузки. Показатели пульса (PS) рассчитывали в относительных единицах (ОPSt) к величине пульса окончания нагрузки (PSend), который определялся по средней величине PS за 10 сек. в конце каждой ступени нагрузки. Наряду с определением параметров уравнения а0, а1, а2 рассчитывались статистические показатели: среднее квадратичное отклонение (sd), общая регрессионная дисперсия (Obd), общая остаточная дисперсия (Ostd), коэффициент множественной корреляции (R). Также по экспоненциальному уравнению определяли относительные показатели восстановления пульса через 0.5, 1, 2 и 3 минуты (ОPS05, ОPS1, OPS2, OPS3). Определялись следующие показатели: 1). Показатели ЧСС при выполнении тестовых физических нагрузок у юношей и девушек; 2). Анаэробные (PWCmx0.5) и аэробные возможности (PWCmx6) юных спортсменов в зависимости от гендерной принадлежности. Исследования проводились в рамках диссертационного исследования на базе отделения функциональной диагностики филиала №11 Государственного автономного учреждения здравоохранения города Москвы «Московский научно-практический центр медицинской реабилитации, восстановительной и спортивной медицины Департамента здравоохранения города Москвы» (ГБУЗ «ВФД №27ДЗМ»), кабинета нагрузочного тестирования Государственного казенного учреждения «Центр спортивных технологий и сборных команд» Москомспорта после подписания информированного добровольного согласия на проводимые исследования. Всем испытуемым проводилось углубленное медицинское обследование в объеме третьего этапа спортивной подготовки, согласно требований приказа Министерства здравоохранения Российской Федерации от 01.03.2016 г. №134н. Дополнительно проводились биоимпедансометрия, калиперометрия, активная ортостатическая проба. Результаты Тестируемые не отличались по календарному возрасту, подростковому индексу массы тела (PIM), показателям ЧСС при активной ортостатической пробе (АОП) У девочек без достоверных различий отмечалась тенденция к увеличению временного показателя срочного восстановления при исследовании лежа (LnRMSSD - квадратный корень среднего значения из суммы квадратов разностей последовательного ряда кардиоинтервалов, валидный индекс изменения парасимпатической активности после нагрузки), и к уменьшению реактивности ЧСС при проведении АОП. Мальчики имели превосходство по показателям длины, массы тела, анаэробной и аэробной работоспособности, соответственно на 25.4% и 18.6 %. Девочки характеризовались увеличением показателей жирового компонента при биоимедансметрии, несмотря на отсутствие различий в относительной массе тела. Данные по сравнительным характеристикам физического развития и функциональных показателей (МПК - максимальное потребление кислорода) у юношей и девушек (M±м) представлены в таблице 1. Таблица1.Сравнительная характеристика физического развития и функциональных показателей у юношей и девушек(M±м). Table 1. Comparative characteristics of physical development and functional indicators in boys and girls (M±м). Показатели / Indicators Юноши (n=33) / Boys(n=33) Девушки (n=27) / Girls(n=27) Возраст, лет / Age, years 15.33±0.32 15.46±0.6 Длина тела, см. / Body length, cm 172.5±2.1 164.8±1.8* Масса тела, кг./ Body weight, kg. 60.86±2.3 53.45±2.4* Подростковый индекс массы (РIM), ед. / Teenage mass index (РIM), units 98.33±1.7 99.21±2.8 Средняя жировая складка, мм./ Average fat fold, mm 8.037±0.32 12.4±1.1* Процент жировой ткани / Percentage of adipose tissue 13,35±0.8 18,96±1.4* LnRMSSD (лежа), мс / LnRMSSD (lying down), ms 4.41±0.1 4.49±0.12 ЧСС лежа, уд./мин. / Heart rate lying down, beats / min. 63,75±1.9 65,35±2.3 ЧСС максимальная при активной ортопробе, уд/мин / Maximum heart rate with active orthopedic test, beats / min 99,88±2.3 96,59±2.6 ЧСС стоя в конце 2-ой мин, уд/мин / Heart rate standing at the end of the 2nd min, beats / min 88±2.5 84.2±2.4 ЧСС стоя в конце 2-ой мин - ЧСС лежа, уд/мин/ HR standing at the end of the 2nd min - HR lying down, beats / min 24.3±1.9 19.1±1.6 ЧСС окончания нагрузки, уд/мин / End of load heart rate, beats / min 144.4±3.0 163.5±3.6* PWCmx05, вт/кг/ PWCmx05, w / kg 9.16±0.2 7.301±0.16* PWCmx6, вт/кг / PWCmx6, w / kg 3.862±0.05 3.162±0.1* МПК, мл/кг / MIC, ml / kg 60.44±0.8 50.98±1.4* Примечание: *достоверность различий P <0.05 Note: * significance of differences P <0.05 В конце выполнения субмаксимальной нагрузки ЧСС у девушек составила 163,5±3.6 уд/мин и оказалась более высокой, чем у юношей, соответственно 144,39±3.0 уд/мин. Разница ЧСС окончания нагрузки и восстановительного периода с увеличением времени после завершения нагрузки у девушек неуклонно увеличивалась до окончания 3-й минуты, а у юношей до окончания 2-й минуты. Через 0.5 минуты восстановительного периода снижения ЧСС у юношей составила 36,21±2.7 уд/мин и имела большую величину без достоверных различий, по сравнению с девушками, соответственно 31,45±4.2 уд/мин. В последующие промежутки времени также не определялось достоверных различий анализируемого показателя у двух полов, однако к 3-й минуте восстановления величина частоты сердечных сокращений (HRR3) у девушек имела цифровое превосходство по сравнению с юношами. Достоверное различие ЧСС в конце нагрузки у двух полов и соответственно потенциальных возможностей снижения ЧСС в восстановительном периоде вызвало необходимость сопоставить характер восстановления при выражении HRR в относительных величинах, с учетом потенциальной возможности снижения пульса. При данном анализе на всех временных точках 3-х минутного периода юноши имели достоверное преимущество по скорости восстановления ЧСС, составлявшее от 1.16 до 1.49 раза. В таблице 2 сопоставлены показатели восстановления частоты пульса в группах юношей и девушек, сходных по аэробной работоспособности. PWCmx6 составляла соответственно 3.4±0.1 вт/кг у юношей и 3.39 ± 0.1 вт/кг - у девушек. При одинаковой работоспособности величины показателя ЧСС, как при окончании нагрузки, так и в восстановительном периоде, выраженные в абсолютных и относительных величинах, не отличались достоверно у разных полов. Девушки имели тенденцию к большей скорости восстановления, как по HRR так и % HRR1/pl в первую минуту восстановительного периода. По общим данным при завершении нагрузки величина показателя срочного восстановления (LnRMSSD) у юношей составила 1,37±0,1 мс и оказалась достоверно больше, чем у девушек 0,97±0,03. В первые полторы минуты восстановительного периода показатель вариабильности сердечного ритма неуклонно увеличивался, после чего находился на относительно стабильном уровне у обеих полов. Достоверно более высокие величины показателя срочного восстановления (LnRMSSD мс) регистрировались у юношей на протяжении всех временных интервалов 3-х минут восстановительного периода. Таблица 2. Половые различия в динамике показателей восстановления частоты пульса. Table 2. Sex differences in heart rate recovery rate dynamics. Данные / Data Общие показатели / Сommon indicator При одинаковой аэробной работоспособности / The same aerobic performance Показатели / Parameters Юноши / Boys n=33 Девушки / Girls n=27 Юноши / Boys PWCmx6 = 3.4± 0.1 n= 7 Девушки / Girls PWCmx6= 3.39 ± 0.1 n=7 psmxraz 144,39±3.0 163,5±3.6* 156,3± 4.4 157,6 ± 4.8 Psmx-ps0 66.3±2.5 81.4±4.3* 73.2±4.3 76,6 ± 4.6 HRR05raz 36,21±2.7 31,45±4.2 31.83±2.6 35.92±5.2 HRR1raz 52,36±2.9 53,37±3.1 49.05±4.2 57.16±4.0 HRR2raz 61,36±2.8 57,36±3.8 60.83±4.3 59.86±4.8 HRR3raz 58,75±2.2 64,85±3.1 62.6±3.3 65.42±3.4 %HRR05/p 58,08±3,6 39,12±4.2* 45.08±4.0 46.67±4.9 %HRR1/pl 81,32±3.2 67,56±3.9* 68.57±3.4 74.83±4.6 %HRR2/pl 94,12±3.1 72,18±3.7* 86.98±4.2 79.89±5.3 %HRR3/pl 91,1±3,1 78,69±3.2* 85.2±4.0 82.93±3.2 Примечание: *достоверность различий P <0.05. Note: * the significance of differences Р <0.05. Установлена зависимость динамики вариабильности сердечного ритма в фазу быстрого восстановления от показателей работоспособности и реактивности частоты сердечных сокращений при проведении активной ортостатической пробы. Как у девушек, так и у юношей положительные значения для восстановления вариабильности сердечного ритма имели аэробные возможности в положении лежа. В таблице 3 и рисунке 1 показано сопоставление динамики вариабильности сердечного ритма в восстановительном периоде в группах юношей и девушек, сходных по аэробной работоспособности. PWCmx6 составляла соответственно 3.4± 0.1 и 3.39 ± 0.1 вт/кг. При одинаковой работоспособности величины показателя срочного восстановления (LnRMSSD, мс) не отличались достоверно у разных полов, как при завершении нагрузки, так и в восстановительном периоде. Однако, девушки имели тенденцию к большей скорости восстановления вариабильности сердечного ритма в первые две минуты восстановительного периода. Таблица 3. Половые различия динамики вариабильности сердечного ритма. Table 3. Sex differences in heart rate variability dynamics Время после завершения нагрузки, мин / Time after load completion, min Общие данные / Common data Юноши / Boys PWCmx6= 3.4±0.1 n= 7 Девушки / Girls PWCmx6= 3.39 ± 0.1 n=6 Юноши / Boys n=33 Девушки / Girls n=17 0 1,37±0,1 0,97±0,03* 0,95±0,04 0,96± 0,05 0 - 0.5 2,43±0,18 1,76±0,16* 1,85±0,15 2.0± 0.17 0.5 - 1.0 3,5±0,21 2,46±0,18 * 2,79±0,17 2,93± 0.18 1.0 - 1.5 3,7±0,18 3.0±0,19* 3,12±0,22 3,43± 0.15 1.5 - 2.0 3,73±0,17 2,88±0,17* 3,2± 0,18 3,31± 0.17 2.0 - 2.5 3,77±0,16 2,8±0,13* 3,3± 0,15 3,25± 0,17 2.5 - 3.0 3,59±0,15 2,74 ± 0.11* 3,17± 0,16 3,1± 0,16 Примечание:*достоверность различий P <0.05. Note: * the significance of differences P <0.05. 4.0 3.0 2.0 девушки / Girls юноши / Boys девушки / Girls (PWCmax6=3,4вт/кг) юноши / Boys (PWCmax6=3,39вт/кг 1.0 0 1 2 3 Время в минутах / Time in minutes Рис. 1. Половые различия динамики вариабельности сердечного ритма. Fig. 1. Sex differences in heart rate variability dynamics Величины снижения ЧСС в восстановительном периоде неуклонно увеличивались и достоверно не отличались у юношей и девушек в определенные временные точки. Показатели вариабельности сердечного ритма, зарегистрированные в конце нагрузки до отказа, как и в разные моменты времени восстановительного периода, имели сходную динамику и не отличались достоверно у обоих полов, хотя юноши имели некоторое цифровое преимущество анализируемого показателя. ЧСС при завершении нагрузки в группе юношей и девушек составила 190,2±1.1 и 190,1±1.4 и не отличалась достоверно, как и показатели потенциального снижения ЧСС после нагрузки. Показатели вариабильности сердечного ритма в фазу быстрого восстановления, рассчитанные по экспоненциальному уравнению в течение 3-х минутного периода восстановления также не имели достоверных различий с учетом пола. Сравнительный анализ показателей сердечного ритма у юношей и девушек в фазу быстрого восстановления после физической нагрузки показал, что после субмаксимальной нагрузки, дозированной на килограмм массы тела, юноши имеют преимущество по характеру восстановления сердечного ритма. У них большая скорость снижения ЧСС при выражении в относительных величинах с учетом потенциальной возможности снижения пульса, более ускоренное восстановление вариабильности сердечного ритма. Показатели экспоненциального уравнения (большая остаточная дисперсия ее отношение к общей дисперсии, более низкие значения множественного коэффициента корреляции у юношей) указывают на их преимущество по характеру восстановления после субмаксимальной нагрузки, дозированной на килограмм массы тела. После выполнения нагрузок до отказа от работы не определялось половых различий не по одному из показателей сердечного ритма в фазу быстрого восстановления. Более выраженная вариабильность сердечного ритма у девушек в фазу быстрого восстановления после субмаксимаксимальной нагрузки, дозированной на килограмм массы тела и медленное восстановление показателей сердечного ритма, связаны с более низкими возможностями выполнения аэробной работы. Таблица 4. Половые различия показателей сердечного ритма, зарегистрированные после выполнения физической нагрузки до отказа (M±м). Table 4. Sex differences in heart rate recorded after physical activity before failure (M±м). Показатели / Indicators Юноши / Boys (n=33) Девушки / Girls (n=27) Мощность нагрузки, вт/кг.мин / Load power, W / kg. min 4.0 3.5 Продолжительность работы, мин / Duration of work, min 5.62±0.28 5.34 ±0.36 Ps max 190,2±1.1 190,1±1.4 Ps ex-0 112,2±2.5 109,6±3.5 а) Показатели восстановления частоты пульса / Heart rate recovery rates HRR05 21,87±1.5 19,57±2.2 HRR1 40,95±2.1 36,15±2.8 HRR2 62,03±2.2 57,64±3.0 HRR3 68,71±2.2 64,96± 2.9 б) Показатели вариабельности сердечного ритма / Heart rate variability indicators LnRMSSD 0 1,27± 0.05 1,19±0.05 LnRMSSD 0 - 0.5 1,19±0.05 1,15±0.1 LnRMSSD 0.5 - 1.0 1,28±0.06 1,22±0.15 LnRMSSD 1.0 - 1.5 1,35±0.09 1,26±0.16 LnRMSSD 1.5 - 2.0 1,39±0.1 1,28±0.14 LnRMSSD 2.0 - 2.5 1,48±0.1 1,32±0.14 LnRMSSD 2.5 - 3.0 1,50±0.1 1,41±0.14 г) Показатели, рассчитанные по экспоненциальному уравнению / Indicators calculated using the exponential equation a0 0,57±0.02 0,56±0.01 a1 0,44±0.02 0,45±0.01 a2 0,81±0.04 0,74±0.07 Obd 5,42±0.2 5,39±0.3 Ostd 0,15±0.01 0,12±0.02 Ostd/Obd 2,73±0.2 2,46±0.2 R (множ) 0,98±0.002 0,98±0.02 Примечание:*достоверность различий P <0.05 Note: * the significance of differences P <0.05 Заключение Таким образом, сравнительный анализ показателей сердечного ритма у юношей и девушек в фазу быстрого восстановления после тестовых физических нагрузок показал, что после субмаксимальной нагрузки, дозированной на килограмм массы тела, юноши имеют преимущество по характеру восстановления сердечного ритма. У юношей большая скорость снижения ЧСС при выражении в относительных величинах с учетом потенциальной возможности снижения пульса; более ускоренное восстановление вариабильности сердечного ритма; показатели экспоненциального уравнения (большие остаточная дисперсия ее отношение к общей дисперсии, более низкие значения множественного коэффициента корреляции у юношей) также указывают на их преимущество по характеру восстановления. После выполнения нагрузок до отказа от работы не определялось половых различий не по одному из показателей восстановления сердечного ритма в фазу быстрого восстановления. Полученные результаты - более частый пульс и более выраженное снижение вариабильности сердечного ритма у девушек, в конце субмаксимаксимальной нагрузки, и более медленное восстановление различных показателей сердечного ритма связываются с более низкими аэробными возможностями работоспособности.