Влияние разнонаправленных тренировочных нагрузок юных лыжников на устойчивость симпатотонического типа вегетативной регуляции (Врач-аспирант. 2017. Т. 85. № 6.5. С. 574-579)
статья по физкультуре (4 класс) по теме

Ефремова Р.И., Спицин А.П.

ВЛИЯНИЕ РАЗНОНАПРАВЛЕННЫХ ТРЕНИРОВОЧНЫХ НАГРУЗОК ЮНЫХ ЛЫЖНИКОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ СИМПАТОТОНИЧЕСКОГО ТИПА ВЕГЕТАТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ

Вятский государственный университет, г. Киров

Кировский государственный медицинский университет

Лыжникам 10–11 лет записывали кардиоритмограмму на электрокардиографе с последующим математическим анализом сердечного ритма. Определялась устойчивость типа вегетативной нервной системы у юных лыжников с симпатотоническим типом регуляции под действием разнонаправленных тренировочных нагрузок в годичном тренировочном цикле.

Спортсмены, вегетативная нервная система.

Efremova R.I., Spitsin A.P.

INFLUENCE OF THE DIFFERENT TRAINING LOADS OF YOUNG SKIERS ON THE STABILITY OF THE SYMPATHOTONIC TYPE OF VEGETATIVE REGULATION

The rhythmocardiogram of skiers at the age of 10–11 years old (spectral and temporal analysis of heart rate variability) recorded on the electrocardiograph was followed by the mathematical analysis of the heart rate. The determined of the stability of the type of autonomic nervous system in young skiers with of the sympathotonic type under the influence of different training loads.

Athletes,autonomic nervous system.

Введение. Известно, что гомеостаз поддерживается комплексом динамических процессов. Значительная роль в поддержании гомеостаза принадлежит механизмам вегетативной регуляции. Так как отклонения, возникающие в регулирующих системах, предшествуют гемодинамическим, метаболическим, энергетическим нарушениям, то являются наиболее ранними прогностическими признаками функционального напряжения организма спортсмена [1, 4, 13].

Учебно-тренировочные занятия школьников, включающие умственные и физические нагрузки, оказывают комплексное воздействие на нервные и эндокринные механизмы регуляции физиологических функций. Механизмы вегетативной регуляции являются фундаментальной основой в адаптационных реакциях организма, в сохранении гомеостаза его основных систем, стабильности его жизнедеятельности, регулируя энергетические затраты, их характер и направленность при изменении окружающих условий [2-4, 7, 13]. Исходный вегетативный тонус и вегетативная реактивность дают представление об адаптивных возможностях организма [7, 10, 13].

Известно, что при осуществлении тренировочного процесса спортсменов необходим постоянный динамический контроль за функциональным состоянием организма [1, 2, 9, 12, 14]. Это связано с тем, что в большинстве случаев тренировочный процесс требует максимального напряжения регуляторных систем организма спортсмена. Отмечается, что развитие перенапряжения организма особенно велико у начинающих спортсменов – младших школьников, которое связано с недостаточной зрелостью систем вегетативного обеспечения и механизмов их регуляции в данном возрасте [4, 7–10, 12].

Работы, связанные с раскрытием механизмов адаптации сердечно-сосудистой системы у лыжников не многочисленны. Нами обнаружено недостаточное количество исследований, в которых учитывается преобладающий тип вегетативной нервной системы (ВНС) и направленность спортивных нагрузок в зависимости от периода годичного тренировочного цикла. Нагрузки могут быть различные по объему и интенсивности, тем самым иметь либо развивающий, либо восстановительных характер. Тем самым, осложняется понимание физиологического смысла некоторых функциональных изменений и своевременного выявления патологических состояний и свидетельствует о необходимости дальнейших исследований [3, 5, 13, 14].

Преимуществом нашего подхода в проведении исследования является то, что расширяется представление о механизмах формирования процессов адаптации к нагрузкам в зависимости от периода тренировочного цикла с учетом исходного типа ВНС. Тем самым, внеся коррективы в тренировочный процесс, возможно своевременное выявление функциональных нарушений и заболеваний спортсменов.

Целью настоящего исследования явился анализ устойчивости исходного типа вегетативной регуляции под влиянием нагрузок в годичном тренировочном цикле.

Материалы и методы исследования. В исследовании принимали участие лыжники 10 и 11 лет (n=46). Регистрацию электрокардиограммы осуществляли с использованием программного обеспечения компании «Нейро-Софт», кардиоритмограмму записывали по стандартной методике. Длительность регистрации составляла 300 с (не менее 512 интервалов RR). Рассчитывали общепринятые показатели: среднюю длительность интервалов R-R (RRNN, м/с), среднеквадратичное отклонение последовательных RR-интервалов (SDNN, м/с), стандартное отклонение разности последовательных RR-интервалов (RMSSD, м/с), частоту последовательных RR-интервалов с разностью более 50 м/с (pNN50, %), амплитуду моды (АМо, %), индекс напряжения регуляторных систем (ИН, усл.ед.). Также рассчитывали и анализировали частотные параметры: общую мощность спектра (ТР), мощности в высокочастотном (HF, 0,16–0,4 Гц), низкочастотном (LF, 0,05–0,15 Гц) и очень низкочастотном (VLF, <0,05 Гц) диапазонах, вычисляли коэффициент LF/HF, отражающий баланс симпатических и парасимпатических регуляторных влияний на сердце. Условные обозначения показателей ВСР представлены в соответствии с международными стандартами. Для оценки исходного вегетативного тонуса использовали основной интегральный показатель RRNN и ИН. Все исследуемые спортсмены в каждом периоде спортивной подготовки были разделены на три группы в зависимости от преобладающего типа вегетативной нервной системы (ВНС). В первую группу вошли спортсмены с преобладающим ваготоническим типом ВНС: значение RRNN составляло более 901 мс и ИН менее 30 единиц. Вторую группу составили спортсмены с нормотоническим типом ВНС, в которой значение RRNN находилось в диапазоне от 701 до 900 мс и индекс напряжения регуляторных систем (ИН) – в пределах от 30 до 90 единиц. Третью группу составили спортсмены с преобладающим симпатотоническим типом: параметр RRNN был менее 700 мс, ИН находился в пределах 90-150 и выше единиц. Статистическая обработка полученных результатов исследования проведена с помощью программы Statistica 6.0. Достоверность сдвигов оценивали с помощью U-критерия Манна – Уитни. Результаты считали достоверными при р<0,05.

Результаты. 

Для ваготонического типа регуляции было выявлено значительное увеличение параметра SDNN (133,8±15,2 мс) по сравнению со спортсменами с нормотоническим (70,1±5,1 мс, р=0,000) и симпатотоническим типами регуляции (38,4±2,8 мс, р=0,001). Значения RMSSD и вариационного размаха также были больше у лиц с ваготоническим типом регуляции. Величина АМо (49,4±3,44%, р<0,05) была достоверно больше у лиц с доминированием симпатического отдела ВНС, что указывает на активацию гуморального канала регуляции в данной группе. В тоже время значения АМо у нормотоников (29,33±2,1%, р=0,000) и ваготоников (20,91±2,2%, р=0,01) отличались не существенно.

Также были выявлены достоверные отличия в различных диапазонах периодических составляющих спектра ВСР. В группе симпатотоников выявлено снижение долевых вкладов LF и HF, чем у нормотоников и ваготоников. Отношение LF/HF у нормотоников (0,62±0,1) больше указывало на преобладание парасимпатических воздействий в регуляции сердечного ритма (СР). Эти различия в структуре сердечного ритма, могут иметь важное значение, так как в процессе тренировок организму спортсмена приходится изменять имеющиеся функциональные настройки кардиореспираторной системы [4, 8, 13].

При анализе полученных данных в начале годичного периода тренировочного цикла у спортсменов с доминированием симпатического отдела ВНС (24%) отмечались процессы утомления.

Далее был проведен анализ вариабельности сердечного ритма у той же группы лыжников с симпатотоническим типом ВНС, но уже под действием однонаправленных тренировочных нагрузок в подготовительный период. Физические нагрузки в данном периоде подготовки направлены на развитие общей выносливости, большие по объему с низкой интенсивностью.

Было выявлено, что в подготовительный период 55% спортсменов данный тип регуляции сохранили, а остальные спортсмены (45% лыжников) перешли с симпатотонического на нормотонический тип регуляции ВНС. Наиболее значимые результаты изменения показателей ВСР в разные периоды подготовки представлены в таблице 1.

У спортсменов с сохранившимся симпатотоническим типом регуляции в подготовительный период такие временные показатели как RRNN, SDNN, RMSSD, АМо остались практически неизменными (р>0,05). Доля VLF снизилась в 1,6 раза, при р=0,267. Отношение LF/HF составило 0,69±0,09 (р=0,183), что указывает на сдвиг симпато-вагального баланса в сторону доминирования парасимпатического отела ВНС (табл. 1).

Таблица 1. Показатели вариабельности сердечного ритма у юных лыжников в подготовительный период (M±m).

Примечание: -достоверные значения, при p<0,05, р 2-1- различия между симпатотониками в переходный и подготовительный период; р 1-3 - различия между спортсменами с симпатотоническим типом в переходный период и последующим нормотоническим типом в подготовительный период.

У спортсменов, которые в подготовительный период перешли в группу с нормотоническим типом ВНС, наблюдалось повышение активности парасимпатического отдела ВНС. На это указывают увеличение RRNN (р=0,057), SDNN (р=0,033) и RMSSD (р=0,033) (табл. 1). В волновой структуре сердечного ритма происходит увеличение общей мощности спектра как за счет роста VLF (до 889,66±264,2 мс2 вместо 564,57±79,74 мс2 в предыдущий период, так и в большей степени за счет увеличения HF (с 624,57±107,05 мс2 до 1789,33±373,4 мс2, р=0,033). Вагосимпатический баланс сдвинулся в сторону активации парасимпатического отдела ВНС (LF/HF=0,54±0,23).

Таким образом, для подтверждения полученных результатов нами проведены дальнейшие исследования в соревновательный период. Был проведен анализ вариабельности сердечного ритма спортсменов в соревновательный период подготовки. Физические нагрузки в данном периоде в основном направлены на развитие скоростной выносливости, небольшие по объему и с высокой интенсивностью.

Выявлено, что практически все (91%) сохранили данный тип регуляции по сравнению с переходным периодом. Наиболее значимые результаты изменения показателей ВСР в разные периоды подготовки представлены в таблице 2.

Таблица 2.Показатели вариабельности сердечного ритма у юных лыжников в соревновательный период подготовки (M±m).

Примечание: -достоверные значения, при p<0,05, р 2-1 - различия между симпатотониками в переходный и соревновательный период.

В этот период отмечено не достоверное снижение доли VLF (р=0,731) и доли LF (р=0,234) по сравнению с подготовительным периодом. Общая мощность спектра сердечного ритма не изменилась (табл. 2). Доля HF также практически не изменилась. Вагосимпатический баланс уменьшился с 1,02±0,17 до 0,63±0,10 (р=0,053).

Обсуждение. Исследование устойчивости регуляторных систем к разнонаправленным тренировочным нагрузкам является актуальным, поскольку определяет эффективность работы адаптационных механизмов организма [1, 2, 12]. Исследование проводилось в три этапа годичного цикла в связи с тем, что тренировочные нагрузки в зависимости от периода имеют разную цель и направленность, основанную на соотношении объема и интенсивности. В переходный период в группе спортсменов-симпатотоников наблюдалось напряжение регуляторных систем организма юных лыжников по сравнению с группой лыжников с преобладающим ваготоническим и нормотоническим типом ВНС. Всвязи с этим далее во был проведен анализ показателей ВСР у этой группы в другие периоды подготовки.

В подготовительный период в группе лыжников (55%) с сохранившимся симпатотоническим типом ВНС отмечается недостоверное понижение активности центрального контура регуляции и переход симпато-вагального баланса в сторону повышения активности парасимпатического отела ВНС период по сравнению с начальным (переходным) этапом в годовом тренировочном цикле [11]. Полученные изменения показателей ВСР представляют интерес с точки зрения существующей гипотезы о связи медленных колебательных процессов в организме с метаболизмом и нейровегетативной регуляцией [11]. Это хотя и свидетельствует о напряжении регуляторных механизмов, но с наименьшим вовлечением активности центрального контура регуляции [2, 10, 12, 14]. По-видимому, физическая нагрузка для данных лыжников носила стрессовый характер, либо время восстановления после тренировок было недостаточным.

У оставшихся 45% спортсменов, которые перешли в группу с исходным симпатотоническим типом, в группу с нормотоническим типом ВНС, наблюдалось достоверное ослабление симпатической активности. Представленные данные в этой группе юных лыжников могут свидетельствовать о том, что структура сердечного ритма зависит от исходного состояния спортсмена – уровня напряжения в подготовительный период, которое отражается в его сердечной деятельности. С другой стороны, дополнительная нагрузка в подготовительный период приводит к увеличению напряжения регуляторных механизмов, проявляющихся в характерных изменениях ВСР.

В соревновательный же период, в результате сравнительного анализа ВСР юных лыжников можно считать, что в целом активность регуляторных механизмов в данной группе лыжников осталась практически неизменной (р>0,05) по сравнению с переходным периодом подготовки. Нагрузка характерная для соревновательного периода не имела развивающего характера для данных спортсменов. Фоновое напряжение регуляторных процессов практически не изменилось, но ухудшилась по сравнению с подготовительным. Полученные нами данные также подтверждаются и другими авторами при исследовании спортсменов других видов спорта и указывают, что адаптационные сдвиги в вегетативной нервной системе в существенной мере зависят от направленности тренировочного процесса и от типа ВНС [4–6, 10, 13].

Заключение. Проведенное исследование показывает, что под действием тренировочных нагрузок разной направленности может меняться исходный тип вегетативной регуляции. Причем, данные изменения имеют разнонаправленный характер, в некоторых случаях они могут выходить за пределы одного преобладающего типа ВНС в другой, которые отражаются в показателях ВСР. Представленные данные об устойчивости симпатотонического типа ВНС к действию тренировочных нагрузок у начинающих лыжников свидетельствуют о необходимости учета данного фактора в построении плана тренировочного процесса.

Список использованных источников:

1. Баевский Р.М., Агаджанян Н.А., Берсенева А.П. Проблемы адаптации и учение о здоровье. М.: Изд-во РУДН, 2006. 284 с.

2. Гаврилова Е.А. Ритмокардиография в спорте: моногр. СПб.: Изд-во СЗГМУ им. И. И. Мечникова, 2014. 164 с.

3. Гиренко Л.А., Колмогоров А.Б., Айзман Р.И. Влияние занятий лыжным спортом на морфофункциональные и психофизиологические показатели здоровья юношей // Вестник НГПУ. 2012. №1. С. 33–41.

4. Кылосов А.А. Динамика физической работоспособности, вариабельности ритма сердца, биохимических и гематологических показателей в течение годичного цикла подготовки у юных лыжников: автореф. дис. … канд. биол. наук. Ярославль, 2009. 26 с.

5. Минко О.В. Показатели вариабельности ритма сердца после стандартной физической нагрузки у юных спортсменов, специализирующихся в дзюдо и самбо // Вестник Адыг. гос. ун-та. 2015. Вып. 2. (161). С. 40–49.

6. Псеунок А.А., Муготлев М.А., Силантьев М.Н. Особенности адаптации к тренировкам юных спортсменов, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта // Теория и практика физической культуры. 2016. № 1. С. 13–15.

7. Ситдиков Ф.Г., Шайхелисламова М.В., Ситдикова А.А. Функциональное состояние симпато-адреналовой системы и особенности вегетативной регуляции сердечного ритма у младших школьников // Физиология человека. 2006. Т. 32, № 6. С. 22–27.

8. Смирнова Л.В., Исаев А.П., Ненашева А.В. Возрастные особенности сердечно-сосудистой системы и ее вегетативной регуляции у спортсменов-танцоров юношеского возраста // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер.: Человек. Спорт. Медицина. 2013. Том 13. №2. С. 21–27. URL: http://cyberleninka.ru/article/n/vozrastnye-osobennosti-serdechno-sosudistoy-sistemy-i-ee-vegetativnoy-regulyatsii-u-sportsmenov-tantsorov-yunosheskogo-vozrasta (26.02.2017).

9. Солонин Ю.Г., Бойко Е.Р., Величковский Б.Т. Физиологические нормы напряжения организма при физическом труде в высоких широтах // Журн. мед.-биол. исследований. 2017. Т. 5, № 1. С. 25–36.

10. Спицин А.П., Шестопалова О.М. Особенности реакции сердечно-сосудистой системы на ортостатическую пробу в зависимости от исходного вегетативного тонуса // Паллиативная медицина и реабилитация. 2006. №2. С. 34.

11. Спицин А.П., Спицина Т.А. Сердечный ритм в условиях нервно-психического напряжения // Вятский медицинский журнал. 2010. №2. С. 66–70.

12. Шлык Н.И., Сапожникова Е.Н., Кирилова Т.Г., Семенов В.Г. Типологические характеристики функционального состояния регуляторных систем у школьников и юных спортсменов // Физиология человека. 2009. №6. С. 85–93.

13. Шлык Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов: моногр. Ижевск: Изд-во Удмуртского ун-та, 2009. 255 с.

14. Шумихина И.И., Алексеева Е.В. Динамика физического развития и функционального состояния мышечной и кардиореспираторной систем юных лыжников // Актуальные вопросы подготовки лыжников-гонщиков и биатлонистов высокой квалификации: материалы III Всероссийской научно-практической конференции тренеров по лыжным гонкам и биатлону. Смол. гос. академия физической культуры, спорта и туризма, 2015. С. 311–316.