Структура серцевого ритму та судинний тонус в залежності від фізичної працездатності студентів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Структура серцевого ритму та судинний тонус в залежності від фізичної працездатності студентів

Приймак С.Г.

У роботі вивчався функціональний стан серцево-судинної системи студентів чоловічої статі, які займаються в групах спортивно-педагогічного удосконалення з боксу, біатлону, волейболу. Виявлено, що для високорослих студентів-волейболістів характерним є превуалювання зверхнизькоамплітудної регуляції серцевого ритму на відміну від студентів-біатлоністів та боксерів у яких домінуючою є парасимпатична регуляція ВСР. Серцево-судинна ситема у студентів-волейболістів в стані спокою не відображає характер готовності до виконання проби PWCl70. На наш погляд, дана тенденція пов'язана з характером мобілізації регуляторних механізмів організму в певних умовах діяльності. Дана робота може бути корисною вчителям, тренерам та викладачам вищих навчальних закладів різного рівня акредитації.

Ключові слова: освітній процес, студенти, фізична працездатність.

Постановка проблеми. Спортивно-педагогічне удосконалення (СПУ), як одна з форм освітнього процесу у вищих та середньо- спеціальних навчальних закладах, є необхідним елементом навчання, що забезпечує підготовку повноцінного фахівця, який здатен вирішувати багатогранні завдання у підготовці підростаючого покоління, як на базі загальноосвітніх так і спеціалізованих освітніх закладів. Одним з факторів успішності цієї діяльності є спортивна кваліфікація, як визначальний чинник високого рівня майстерності, освідченості та досконалості, що дозволить фахівцю в повному обсязі застосовувати значний спектр засобів, методів та форм освітнього процесу. При цьому, функціональний стан систем організму, певною мірою, є вирішальними для досягнення високого спортивного результату і успішності спортивно-педагогічної діяльності.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Виділення невирішених раніше частин загальної проблеми. Функціонування організму осіб, що займаються фізичною культурою та спортом напряму залежить від стану серцево-судинної системи, що пов'язано з пристосовними реакціями до великих фізичних навантажень, які полягають у посиленні скоротливої функції серця і зростанням впливу вагуса на регуляцію серцевого ритму (СР) в стані спокою [6]. Це призводить до зменшення частоти СР, до збільшення амплітуди і швидкості реакції, а також до зміни періодичної структури ритму [6]. При цьому зниження фізичної працездатності через перевантаження на тренуваннях призводить до зворотних змін характеристик СР та тонусу периферичних судин, що, зменшує надійність організму, яка визначається її резервними потужностями, і характеризуються співвідношенням «міра функції/ міра субстрату». Зі збільшенням цього співвідношення надійність функціонування організму як біосистеми зростає [1, 9, 10]. Економічність функціонування систем організму, і в першу чергу, кардіо-респіраторної, пов'язана з підвищеними резервними можливості індивіда при його адаптації до виробничих, природних і соціальних факторів середовища, в тому числі і до спортивно-педагогічної діяльності. При цьому, вегетативні функції виступають в якості виконавчих ланок функціональної системи забезпечення цієї діяльності [9, 10]. У зв'язку з цим, метою даного дослідження, яка базується на гіпотезі, що у випадках максимального впливу вагусу і симпатикусу можливе досягнення стабілізації СР на тлі вираженої бради- і тахікардії, є вивчення взаємозв'язку фізичної працездатності студентів, що спеціалізуються що у біатлоні, боксі та волейболі з характеристиками СР та тонусу периферичних судин при навантаженні і в умовах відносного спокою.

Матеріали та методи. В дослідженнях брали участь студенти чоловічої статі факультету фізичного виховання Чернігівського національного педагогічного університету імені Т. Г. Шевченка у віці 17-23 роки, які відвідують групи спортивно-педагогічного удосконалення з біатлону, боксу, волейболу. Всього обстежено 89 осіб, з яких -- 38 студенти масових спортивних розрядів (І-ІІІ розряди), 46 кандидатів у майстри спорту України і майстрів спорту України, 5 Заслужених майстрів спорту України, майстрів спорту Міжнародного класу України. Особливості вегетативної регуляції серцевого ритму вивчали на підставі аналізу показників ВРС 5-7 хвилинних фрагментів фотоплетизмограми за допомогою монитору серцевого ритму Polar RS300X (Polar Electro, Finland). Аналіз даних здійснювався в стані відносного спокою за допомогою програмного забезпечення Kubios HRV 2.1 (Kuopio, Finland). Артефакти і екстрасистоли видалялися з електронного запису ручним методом. Серед показників спектрального (частотного) аналізу оцінювалися: загальна потужність спектру -- Total Power (TP, мс2), потужність високочастотного -- High Frequency (HF, мс2), низькочастотного -- Low Frequency (LF, мс2) і зверхнизькочастотного -- Very Low Frequency (VLF, мс2) компонентів, внесок зазначених компонентів в загальну потужність спектру у %, потужність HF і LF хвиль в нормалізованих одиницях та їх співвідношення (LF/HF ratio). Для визначення централізації регуляції серцевого ритму на основі даних показників розраховувався індекс напруги регуляторних систем -- ІН (за Р. М. Баевским), ум. од. [2]. Споживання кисню (VO2, мл) в стані відносного спокою, під час виконання проби PWCijo, в фази реституції визначали за допомогою спірометалобографу Метатест-1. Судинний тонус, насичення крові киснем визначали за допомогою фотоплетизмографічної методики з застосуванням пульсокиметра Ohmeda Biox 3700e Puls-Oximeter (Ohmeda, USA), інтегрованого з комп'ютером для тривалого моніторингу пульсової хвилі з можливістю запису, аналізу та інтерпретації результатів. Нами визначались: SpO2 (периферична киснева сатурація), %; ТПХ (тривалість пульсової хвилі), с; ТДФ (тривалість дикротичної фази пульсової хвилі), с; ТАФ (тривалість анакротичної фази пульсової хвилі), с; ТФН (тривалість фази наповнення), с; Т^ (тривалість систолічної фази серцевого циклу), с; Тдіаст (тривалість диастолічної фази серцевого циклу), с; ТВПХ (час відбиття пульсової хвилі), с; АПХ (амплітуда пульсової хвилі), ум. од.; АДХ (амплітуда дикротичної хвилі), ум. од.; АІ (амплітуда інцизури), ум. од. На підставі вищезазначених показників розраховувались: індекс дикротичної хвилі (ІДХ), ум. од.; ІВ (індекс відбиття), %; ІЖ (індекс жорсткості), м-с-1; індекс висхідної хвилі (ІВХ), с. [4]. Реєстрація параметрів пульсової хвилі здійснювалась за допомогою фотоплетизмографічного датчика на дистальній фаланзі 3 пальця лівої кисті в стані спокою у положенні сидячі та через 7 хв після виконання проби PWC170 синхронно з параметрами серцевого ритму. Виконання проби PWC170 здісню- валось на велоергометрі ВЭ-02 у відповідності до стандартів її виконання [3]. В стані спокою, безпосередньо після 1 та 2 навантажень, в фазах реституції (через 3 хв після 1 та 7 хв після 2 навантажень) визначались вищезазначенні показники.

Статистичну обробку фактичного матеріалу здійснювали за допомогою програми Microsoft Office Excel [7]. Для кількісних вимірів розраховувалися такі статистичні характеристики, як середнє арифметичне (М), стандартна помилка вибіркового середнього (m). Для оцінки достовірності відмінностей використовували Ь-критерій Ст'юдента для незалежних вибірок та Ц-критерій Манна-Уітні (рівень статистичної значущості а = 0,05). При інтерпретації матриць інтеркореляції в розрахунок брали достовірні коефіцієнти з діагностичною (г > 0,3) і прогностичної (г > 0,7) цінністю.

Виклад основного матеріалу дослідження. Аналіз кореляційних взаємозалежностей між вивчаємими показниками вказує на вірогідну пряму залежність між показником споживання кисню та тривалістю анакротичної фази пульсової хвилі (р > 0,01), тривалістю систолічної фази серцевого циклу (р > 0,05) та зворотню між індексу жорсткості судин (р > 0,05), тобто, чим еластичніші судини, тим більше споживання кисню (УО2, мл), і, навпаки, ригідність судин обумовлює знижений рівень споживання О2 (табл. 1). Оскільки, показник УО2 обумовлює і максимльне споживання кисню (МСК) можна стверджувати про можливість прогнозування МСК, як критерію функціональних можливостей організму, за показником УО2. Подібна закономірність підтверджується аналізом кореляційних взаємоза- лежностей між довжиною тіла та амплітудними і часовими параметрами пульсової хвилі, які відображають ударний об'єм крові при серцевому викиді (анакротична фаза), тонусі судин (дикро- тична фаза), тривалість серцевого циклу.

Характер пульсової хвилі залежить від еластичності судинної стінки, ЧСС, ширини просвіту судин. При цьому, частота та тривалість пульсових хвиль залежить від особливостей роботи серця, а їх величина -- від стану судинної стінки [8]. Цікаво, що у волейболістів, на відміну від студентів інших груп СПУ, спостерігається досить високий кореляційний взаємозв'язок (р>0,05-0,01) довжини тіла з часом відбиття пульсової хвилі (г=0,493, р>0,01), амплітудою інцизури (г=-0,452, р>0,01), індексом дикротич- ної хвилі (г=-0,481, р>0,01) та індексом відбиття (г=-0,404, р>0,05), тобто, чим більша довжина тіла -- тим менші амплітудні значення індексів і, відповідно, еластичніша судинна стінка. Це вказує на те, що для високорослих студентів- волейболістів характерним є більший інтервал проходження пульсової хвилі, меньша амплітуда інцизури, менші індекси дикротичної хвилі та відбиття і, в цілому, свідчить про наявність високого ударного об'єму серця при, порівняно, нижчих значеннях ригідності судин.

Зрозуміло, що для волейболістів при виконанні технічного прийому є необхідність максимально швидкого скорочення м'язів в ускладнених умовах діяльності (при виконанні техніко-так- тичних прийомів з м'ячем в опорному та безопорному положенні за вертикальною віссю) і вимагає від судин швидкого коливання тонусу, що може бути забезпечено максимальною вихідною еластичністю судинної стінки. У біатлоністів та боксерів подібні взаємозв'язки відсутні, що вказує на відсутність впливу гравітаційної складової на судинний тонус [5]. Крім того, у волейболістів спостерігається високозначущий прямий взаємозв'язок довжини тіла з зверхнизькохви- льовою та зворотній з високохвильовою компонентою регуляції серцевого ритму, зареєстрованого в стані відносного спокою, що в даному випадку свідчить про наявність у студентів-волейболістів з більшою довжиною тіла зверхнизькоамплітудної регуляції і, навпаки, з меншою довжиною -- високохвильової (дихальної). Подібний факт може свідчити про превуалювання у низькорослих волейболістів, в переважній більшості гравців лінії оборони, аеробної складової, яка сприяє метрономізації дихання і, в свою чергу, збільшує високохвильову компоненту регуляції діяльності серця. На відміну від низькорослих, високорослі гравці виконують вправи з домінуванням аеробного режиму енергозабезпечення, в перважній більшості при виконанні стрибків за вертикальною віссю, що стимулює організм до мобілізації зверхнизькоамплітудної складової серцевої регуляції.

студент спортивний серцевий кардіогемодинаміка

Таблиця 1

Взаємозалежність кардіогемодинамічних показників з результатами виконання проби PWC170

Примітка: * - статистична значущість коефіцієнтів кореляції Пірсона на рівні р < 0,05; ** - на рівні р < 0,01; *** - на рівні

Таблиця 2

Взаємозалежність довжини тіла з кардіогемодинамічними показниками студентів різних груп СПУ

Примітка: * - статистична значущість коефіцієнтів кореляції Пірсона на рівні р<0,05; ** - на рівні р<0,01; *** - на рівні р < 0,001

Цілком природньо, що зі збільшенням довжини кінцівки збільшується час проходження пульсової хвилі по судинам, зокрема верхніх кінцівок, що і обумовлює відносно високий рівень ригідності судин для підтримки належного артеріального тиску. При цьому, симпатична та парасимпатична ланки вегетативної нервової системи повинні забезпечити оптимальний баланс регуляції серцевої діяльності. Очевидно, що забезпечення оптимального прстосовного ефекту у студентів досягається: відносно низькою ригідністю судин при незначній централізації регуляції серцевої діяльності (схильність балансу до симпатичної регуляції ВСР). Подібну тенденцію підтверджує відсутність взаємозв'язку індексу напруги з параметрами пульсової хвилі, а саме: у волейболістів спостерігаються незначущі кореляційні взаємозв'язки ІН з амплітудними та часовими параметрами пульсової хвилі, на відміну від студентів інших груп СПУ. В більшості випадків у студентів-біатлоністів та боксерів ІН негативно пов'язаний з часовими параметрами пульсової хвилі, що вказує на парасимпатичну регуляцію ВСР, який, в свою чергу обумовлює зниження ригідності судин у боксерів та біатлоністів на відміну від волейболістів, у яких регуляція тонусу здійснюється на нижчому, рецепторному рівні регуляції судинного тонусу -- баро-, хеморефлекторному [11].

Даний факт може вказувати на характер забезпечення виконання швидкісно-силових вправ, які є домінуючими у волейболі, а саме: швидке скорочення м'язових груп при виконанні стрибків за вертикальною віссю реалізується за максимально короткий проміжок часу, що вимагає належної трофіки тканин в складних умовах діяльності при стато-динамічному характері виконанні вправ. При цьому, централізація регуляції тонусу судин стає другорядною і починає домінувати периферична, зокрема підсистема м'язи-судини («м'язовий насос») на рівні спинномозкових сегментів (баро- та хеморефлектор- на складові. Подібне припущення підтверджує і характер взаємозв'язків абсолютної величини Р"^^С17д (кгм-хв-1) з серцево-судинною регуляцією виконання проби. Так, у волейболістів відсутні значущі взаємозв'язки між результатом виконання проби та параметрами, що відображають ВСР та судинний тонус, на відміну від боксерів та біатлоністів у яких результат виконання проби напряму пов'язаний з мобілізацією регуляції серцево-судинної діяльності, при чому у боксерів дана залежність проявляється в більшій мірі ніж у біатлоністів. На нашу думку, подібний характер взаємозв'язків вказує на те, що серцево-судинна ситема у студентів-волейболістів в стані спокою не відображає характер готовності до виконання функціональної проби, на відміну від боксерів та біатлоністів у яких, за результатами визначення даних ознак дозволяє прогнозувати рівень фізичної працездатності. Це, насамперед, пов'язано зі значним розвитком м'язових груп нижніх кінцівок у волейболістів, які здатні виконувати фізичні навантаження без активної мобілізації серцево- судинної системи, тоді як у біатлоністів та боксерів існує пряма регуляція реалізації трофічної функції з боку серцево-судинної системи. На наш погляд, дана тенденція пов'язана з характером мобілізації регуляторних механізмів організму в певних умовах діяльності і може оцінюватись як механізми забезпечення специфічної діяльності в певних умовах її реалізації.

Висновки

Для високорослих студентів-волейболістів характерним є більший інтервал проходження пульсової хвилі, меньша амплітуда інци- зури, менші індекси дикротичної хвилі та відбиття і, в цілому, свідчить про наявність високого ударного об'єму серця при, порівняно, нижчих значеннях ригідності судин, превуалювання зверхнизькоамплітудної регуляції серцевого ритму.

У студентів-біатлоністів та боксерів домінуючою є парасимпатична регуляція ВСР, яка, в свою чергу, обумовлює зниження ригідності судин на відміну від волейболістів, у яких регуляція тонусу здійснюється на нижчому, рецепторному рівні регуляції судинного тонусу -- баро-, хеморефлекторному.

Серцево-судинна ситема у студентів-волейболістів в стані спокою не відображає характер готовності до виконання функціональної проби Р^^С170, на відміну від боксерів та біатлоністів у яких, за результатами визначення даних ознак, дозволяє прогнозувати рівень фізичної працездатності.

Перспективи подальших розвідок у даному напрямі спрямовані на визначення особливостей функціонального стану стану кардіогемодинаміки та вегетативної регуляції серцевого ритму в залежності від властивостей темпераменту студентів чоловічної статі, що займаються в групі СПУ з волейболу.

Размещено на Allbest.ru