На правах рукописи Федоров Николай Александрович ВЛИЯНИЕ
реклама
На правах рукописи Федоров Николай Александрович ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ПОВЫШАЮЩЕЙСЯ МОЩНОСТИ НА ПОКАЗАТЕЛИ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ СПОРТСМЕНОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ТИПОЛОГИЧЕСКИМИ ОСОБЕННОСТЯМИ КРОВООБРАЩЕНИЯ 03.03.01 – физиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Казань 2010 Работа выполнена на кафедре медико-биологических основ физической культуры государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Татарский государственный гуманитарнопедагогический университет» Научный руководитель – доктор биологических наук, профессор Ванюшин Юрий Сергеевич Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Чинкин Абдулахат Сиразетдинович доктор биологических наук, профессор Балыкин Михаил Васильевич Ведущая организация – «Чувашский государственный педагогический университет имени И.Я. Яковлева» Защита состоится «_____» ________________ 2010 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д212.078.02 при ГОУ ВПО «Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет» по адресу: 420021, г. Казань, ул. Татарстан, 2. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет» по адресу: 420021, г. Казань, ул. Татарстан, 2. Автореферат разослан «____» _____________ 2010 г. Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор Зефиров Т.Л. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования Важнейшим звеном в адаптационной перестройке организма является изменение уровня функционирования кардиореспираторной системы, которая относится к частным функциональным системам (Судаков К.В, 2000). В наших исследованиях это органы кровообращения и дыхания, выступающие в роли эффекторов функциональной системы, обеспечивающей адаптацию организма к физическим нагрузкам (Меерсон Ф.З. с соавт., 1988; Р.А. Абзалов., Ф.Г. Ситдиков., 1998; Ванюшин Ю.С., 2001; Ванюшин М.Ю., 2003; Добровольский Г.А., 2004; Зуев О.А., 2009). Основным системообразующим фактором любой функциональной системы является ее результат. Для кардиореспираторной системы таким результатом является обеспечение организма кислородом, имеющее решающее значение для жизнедеятельности человека, как основное условие высокого уровня физической работоспособности (Шабунин Р.А., 1981; Бузулина В.П., 1990; Чегодарь А.Я., 1994; Судаков К.В., 2000; Старшинов А.В., 2004; Янушанец О.И., 2005; Юмагуен В.М., 2008). Практически любые изменения активности управляющих или гомеостатических систем, связанные с мышечной деятельностью, находят отражение в уровне функционирования кровообращения и дыхания, которые могут мобилизоваться в разной степени, отражая сложный механизм регуляции и взаимокомпенсации функций. Между ними может существовать теснейшая функциональная связь, проявляющаяся в компенсаторных сдвигах со стороны кровообращения или дыхания (Граевская Н.Д. с соавт., 1975; Борилкевич В.Е., 1982, 1989; Розенблат В.В. с соавт., 1985; Ванюшин Ю.С., Ситдиков Ф.Г., 2003). В этом случае обеспечивается системный интегральный характер приспособительного акта (Виру А.А. с соавт., 1988). Поэтому некоторые авторы указывают на необходимость введения интегрального показателя эффективности мышечной деятельности, учитывающего всю взаимодействующую совокупность эффектов (Судаков К.В., 2000), другие обращают внимание на разработку взаимосвязей регуляторных механизмов этих систем, имеющих не только теоретическое, но и практическое значение (Габдрахманов Р.Ш. с соавт., 1990; Ванюшин Ю.С., 2001). Однако не во всех предыдущих работах изучение велось комплексно, с использованием неинвазивных методов исследования, что затрудняло выявление роли физиологических систем в приспособительных реакциях организма при двигательной деятельности. В середине двадцатого века работы по изучению функций кровообращения и дыхания послужили основой для развития физиологии спорта. На данный период времени эта проблема разрабатывается многими отечественными и зарубежными исследователями (Тихвинский С.Б., Хрущев С.В., 1991; Земцовский Э.В., 1995; Абзалов Р.А., Ситдиков Ф.Г., 1998; Агаджанян Н.А. с соавт., 1998; Ванюшин Ю.С., 2001; Ванюшин М.Ю., 2004; Вахитов И.Х., 2005; Жужков А.П. с соавт., 2007; Шайхелисламова М.В., 2008; Зуев О.А., 2009; Хайруллин Р.Р., 2009; Chandler T.J., 1994; Pelliccia A., 1996). Однако изучение таких вопросов, как адаптация сердца и состояние внешнего дыхания у спортсменов с различными типологическими особенностями кровообращения к нагрузкам повышающейся мощности, типы приспособительных реакций кардиореспираторной системы спортсменов к нагрузкам повышающейся мощности остаются до сих пор недостаточно изученными. Целью работы явилось изучение влияния физической нагрузки повышающейся мощности на показатели кардиореспираторной системы спортсменов с различными типологическими особенностями кровообращения. В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи: 1. Изучить влияние физической нагрузки повышающейся мощности на показатели насосной функции сердца у спортсменов с различными типологическими особенностями кровообращения. 2. Изучить влияние физической нагрузки повышающейся мощности на показатели внешнего дыхания у спортсменов с различными типологическими особенностями кровообращения. 3. Выявить типы адаптации кардиореспираторной системы у спортсменов с различными типологическими особенностями кровообращения при нагрузке повышающейся мощности. 4. Изучить влияние физической нагрузки повышающейся мощности на типы адаптации кардиореспираторной системы спортсменов с различными типологическими особенностями кровообращения. Положения, выносимые на защиту: 1. При нагрузке повышающейся мощности на показатели сердечнососудистой и дыхательной систем спортсменов оказывают влияние типологические особенности кровообращения и типы адаптации кардиореспираторной системы. 2. При нагрузке повышающейся мощности порог адекватной гемодинамической реакции зависит от типологических особенностей кровообращения. В группе спортсменов с гиперкинетической особенностью кровообращения порог адекватной гемодинамической реакции равен 50 Вт, в группе спортсменов с эукинетической особенностью кровообращения – 100 Вт, а в группе спортсменов с гипокинетической особенностью кровообращения – 150 Вт. Научная новизна. Впервые показана реакция кардиореспираторной системы спортсменов с различными типологическими особенностями кровообращения на нагрузку повышающейся мощности. В результате этого получены данные, свидетельствующие о различном вкладе в величину сердечного выброса показателей УОК и ЧСС у спортсменов с различными типологическими особенностями кровообращения при нагрузке повышающейся мощности. При этом инотропная реакция сердца была выше в группе спортсменов с ГТК. Это можно рассматривать как наиболее эффективный механизм проявления срочной адаптации МОК к нагрузке. У представителей с ГрТК и ЭТК увеличение МОК происходит за счет частоты сердцебиений. Хронотропный механизм повышения сердечного выброса в группе спортсменов с ГрТК начинал проявляться с нагрузки мощностью в 50 Вт, а в группе спортсменов с ЭТК - со 100 Вт. Впервые было выявлено, что в группах спортсменов с гиперкинетическими, эукинетическими и гипокинетическими особенностями кровообращения при нагрузке повышающейся мощности показатели МОД были на всех ступенях работы на велоэргометре одинаковые независимо от типа кровообращения. Однако значения МОД в различных группах испытуемых достигалось разным сочетанием показателей ЧД и ДО. В группах спортсменов с эукинетическими и гипокинетическими особенностями кровообращения наблюдалось редкое дыхание, которое компенсировалось высокими показателями ДО, что указывает на экономизацию деятельности внешнего дыхания. В группах спортсменов с гиперкинетическими особенностями кровообращения на всех ступенях нагрузки отмечалось более частое дыхание с низкими показателями ДО. Нами были получены все типы адаптации кардиореспираторной системы в группе спортсменов с гипокинетической особенностью кровообращения, в группе спортсменов с эукинетической особенностью кровообращения отсутствовал респираторный тип адаптации кардиореспираторной системы, а в группе спортсменов с гиперкинетической особенностью кровообращения не было респираторного и инотропно-респираторного типов адаптации кардиореспираторной системы. Впервые было показано, что при нагрузке повышающейся мощности на показатели деятельности сердца (ЧСС, УОК, МОК) оказывают влияние типологические особенности кровообращения и типы адаптации кардиореспираторной системы. Научно-практическая значимость работы заключается в том, что данные, полученные в результате исследований и описанные в работе, расширяют представление о влиянии физической нагрузки повышающейся мощности на показатели кардиореспираторной системы спортсменов с различными типологическими особенностями кровообращения. Результаты исследования могут найти практическое применение в построение учебнотренировочного процесса, в возрастной и спортивной физиологии, теории и практике физического воспитания. Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены на итоговых научных конференциях профессорско-преподавательского состава молодых ученых и специалистов Татарского государственного гуманитарнопедагогического университета (2008, 2009), на II съезде физиологов СНГ, Кишинев (2008), на Всероссийской научной конференции, посвященной 60летию факультета физической культуры ТГГПУ «Теоретические основы физической культуры», Казань (2009), на Х юбилейной Всероссийской научной конференции с международным участием «Физиологические механизмы адаптации растущего организма», Казань (2010), XXI съезде физиологического общества им. И. П. Павлова, Калуга (2010). Публикации. Автором опубликовано 12 научных работ по теме диссертации, из них 1 в журнале рекомендованном ВАК РФ. Структура и объём диссертации. Диссертация объёмом 124 страницы, состоит из введения, 3-х глав: обзора литературы, организации и методов исследования, их обсуждения, заключения и выводов. В работе имеется список литературы, содержащий 256 источников, из них 47 иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована 13 таблицами и 17 рисунками. Список сокращений: АД - артериальное давление, ГрТКгиперкинетический тип кровообращения, ГТК- гипокинетический тип кровообращения,ДД - диастолическое давление, ДО- дыхательный объём, КВ- коэффициент вариации, МОД- минутный объём дыхания, МОК- минутный объём кровообращения, МПК- максимальное потребление кислорода, ОПСС- общее периферическое сопротивление сосудов, СД систолическое давление, СИ- сердечный индекс, ССС - сердечно-сосудистая система, УОК- ударный объём крови, ЧД- частота дыхания, ЧСС- частота сердечных сокращений, ЭТК- эукинетический тип кровообращения. ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Исследования проводились в лаборатории функциональной диагностики кафедры Медико-биологических основ физической культуры факультета физкультурного образования Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета. В исследованиях приняло участие 105 человек мужского пола в возрасте от 18 до 35 лет. Для решения поставленных задач были использованы следующие методы: тетраполярной грудной реографии, пневмотахографии и физические нагрузки. По величине сердечного индекса (СИ) спортсмены были разделены на 3 группы по типам кровообращения: гиперкинетический тип кровообращения (ГрТК) с высокими значениями СИ, эукинетический тип кровообращения (ЭТК) со средними значениями СИ, гипокинетический тип кровообращения (ГТК) с низкими значениями СИ, который рассчитывали по формуле: СИ= МОК / S2, где СИ – сердечный индекс, МОК – минутный обьем крови, л; S – площадь поверхности тела, м2. Для сбора необходимой информации в исследованиях использовался комплексный подход, получивший в настоящее время широкое распространение и состоящий в регистрации возможно большого количества синхронно фиксируемых и сопоставимых показателей, принимающих активное участие в обеспечении адаптивной деятельности человека. В связи с этим нами одновременно регистрировалась дифференциальная реограмма и фиксировались показатели внешнего дыхания. Регистрация дифференциальной реограммы осуществлялась при помощи реоплетизмографа и аналого-цифрового преобразователя АД-128 в комплекте с компьютером AT Pentium с записью данных на дискету и распечаткой на лазерном принтере. Во время выполнения физических нагрузок повышающейся мощности на велоэргометре без пауз отдыха дифференциальную реограмму регистрировали методом тетраполярной грудной реографии за 15-20 секунд до конца каждой ступени нагрузки. Для вычисления УОК применяли формулу, предложенную Ю.Т. Пушкарь с соавт. (1980), в которой был введен усредненный периметр грудной клетки для учета особенностей конституции тела испытуемых. Минутный объем крови рассчитывали как произведение УОК на ЧСС. Для оценки функций дыхания нами был использован прибор пневмотахограф (ПТГ3–01) Казанского “Медфизприбора”, который предназначен для определения показателей внешнего дыхания на основе преобразования объемного расхода воздушного потока и избыточного давления или разрежения в аналоговый электрический сигнал, оценки на их основе различных параметров дыхания. Контакт испытуемого с прибором осуществлялся через загубник. Анализу подвергались следующие параметры внешнего дыхания: ЧД – частота дыхания (дых/мин); ДО – дыхательный объем (мл, BTPS); МОД – минутный объем дыхания (л/мин, BTPS). В наших исследованиях спортсмены выполняли нагрузку ступенчато повышающейся мощности на велоэргометре ЭРГ-3 Казанского «Медфизприбора» без пауз отдыха в диапазоне от 50 до 200 Вт. Частота педалирования при этом была постоянной и равнялась 60 об/мин. Длительность каждой ступени составляла 4 мин, т.к. считают, что этого времени достаточно для наступления устойчивого состояния для кардиореспираторной системы. Продолжительность всей работы равнялась 16 минутам, т.е. по времени, затрачиваемом на нагрузку и исходя из классификации зон относительной мощности работы, используемую нагрузку можно отнести к зоне большой мощности, требующей от организма поддержание высокой функциональной активности в течение достаточно длительного времени. За основу распределения спортсменов по типам адаптации была принята реакция кардиореспираторной системы на велоэргометрическую нагрузку мощностью в 200 Вт. При этом однородным по определенному признаку мы считали такое множество элементов, коэффициент вариации (КВ) которого не превышал 10% (Оганов Р.Г. с соавт., 1984). В результате этого испытуемые мужского пола были распределены на 5 групп: с инотропным, хронотропным, респираторным, инотропно-респираторным и хронотропнореспираторным типом адаптации кардиореспираторной системы. Результаты собственных исследований Наибольшее количество спортсменов (51 чел.) относится к ГТК, что составляет 49 % от общего количества испытуемых. К ЭТК относится 36 спортсменов, и это составляет 34 % всех испытуемых. По результатам наших исследований к ГрТК относится 18 спортсменов, что составляет 17 % от общего количества обследуемых спортсменов. Количественное распределение спортсменов по типам кровообращения согласуется с данными, которые приводит в своей работе Земцовский Э.В. (1995), (табл. 1). Перед нагрузкой у лиц с ГрТК зарегистрированы наибольшие значения ЧСС и МОК (табл.2).Лица, имеющие ГТК, характеризуются наименьшими значениями вышеперечисленных показателей, а также УОК. Эукинетический тип кровообращения занимает промежуточное положение, кроме УОК, который в группе спортсменов с ЭТК имеет наибольшее значение. Таблица 1 Количественное распределение спортсменов по типологическим особенностям кровообращения по Э.В. Земцовскому1995) и Н.А. Федорову(2010) Тип кровообращения Данные Э.В. Земцовского (1995) СИ КВ Данные Н.А. Федорова (2010) СИ КВ ГТК 2,50 ± 0,28 2,00 – 2,70 < 10% 2,43 ± 0,03 1,98 – 2,79 9,71% ЭТК 3,10 ± 0,12 2,80 – 3,40 < 10% 3,05 ± 0,03 2,80 – 3,36 5,25% ГрТК 3,80 ± 0,12 3,50 – 4,00 < 10% 3,80 ± 0,07 3,44 – 4,39 7,37% Таблица 2 Показатели деятельности сердца (ЧСС уд/мин, УОК мл, МОК л/мин) в группах спортсменов с различными типами кровообращения при нагрузке повышающейся мощности Условия снятия Группы спортсменов показателей Показатели ГрТК ЭТК ГТК n=18 n=36 n=51 ЧСС 78.53±2.27 68.69±1.38* 62.24±1.36+^ Исходное УОК 76.39±2.62 82.81±1.88* 73.16±1.42^ состояние МОК 6.64±0.14 5.68±0.08* 4.48±0.07+^ ЧСС 105.09±2.15 95.45±1.71* 88.24±1.59+^ 50 Вт УОК 106.03±4.97 110.39±3.51 99.95±2.32^ МОК 11.05±0.48 10.46±0.32 8.77±0.23+^ ЧСС 121.94±2.47 115.65±2.14 107.49±1.26+^ 100 Вт УОК 111.34±5.01 123.51±3.57* 118.21±2.49 МОК 13.46±0.50 14.11±0.31 12.64±0.25^ ЧСС 147.14±2.92 136.06±2.59* 128.16±1.56+^ 150 Вт УОК 114.14±4.61 126.29±3.75* 128.20±2.96+ МОК 16.70±0.56 16.96±0.39 16.29±0.31 ЧСС 168.04±2.83 157.73±2.71* 150.47±1.86+^ 200 Вт УОК 110.73±6.55 125.47±3.93 130.22±3.10+ МОК 18.34±0.84 19.48±0.40 19.40±0.37 Примечание. * - статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к ГрТК и ЭТК; + - статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к ГрТК и ГТК; ^ - статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к ЭТК и ГТК; --------- - порог адекватной гемодинамической реакции. Существенную информацию показатели насосной функции сердца представляют при анализе нагрузок различной мощности. Так, в наших исследованиях с повышением мощности выполняемой работы на велоэргометре наблюдалось достоверное увеличение МОК, который по сравнению с предрабочим уровнем вырос в 3 - 4 раза и составил у спортсменов с ГрТК 18.340.84 л/мин, с ЭТК - 19.480.40 л/мин, а у спортсменов с ГТК - 19.400.37 л/мин. Полученные нами величины сердечного выброса, по литературным источникам, соответствуют нагрузке, связанной с использованием более половины аэробной мощности (Меерсон Ф.З. с соавт., 1979) или 60 % от МПК (Nose H. et al., 1994). По-видимому, такое увеличение одного из параметров сердечной деятельности физиологически обоснованно и направлено, прежде всего, на поддержание оптимального кислородного режима организма спортсменов при мышечной деятельности. Это может свидетельствовать о повышении сократительной способности миокарда. По мнению Ванюшина Ю.С. и Ситдикова Ф.Г. (2003), соотношение величины сердечного выброса при работе с его значением в преднагрузочном состоянии, может дать представление о функциональном резерве кардиореспираторной системы. Он оказался значительно выше в группах спортсменов с ГТК и составил 433.04%, в группах спортсменов с ЭТК и ГрТК был равен соответственно 342.96% и 276.20%. Углов Ф.Г. с соавт. (1982) явление, при котором прекращается рост УОК, назвали порогом адекватной гемодинамической реакции. У нас этого порога при нагрузке мощностью в 150 Вт достигли спортсмены с ГТК, спортсмены с ЭТК при нагрузке мощностью в 100 Вт, а спортсмены с ГрТК при нагрузке мощностью в 50 Вт. Вероятно, это обусловлено типологическими особенностями кровообращения у спортсменов. Таким образом, приведенные данные свидетельствуют о различном вкладе в величину сердечного выброса показателей УОК и ЧСС у спортсменов с различными типологическими особенностями кровообращения при нагрузке повышающейся мощности. При этом инотропная реакция сердца была выше в группе спортсменов с ГТК. Это можно рассматривать как наиболее эффективный механизм проявления срочной адаптации МОК к нагрузке. У представителей с ГрТК и ЭТК увеличение МОК происходит за счет частоты сердцебиений. Хронотропный механизм повышения сердечного выброса в группе спортсменов с ГрТК начинал проявляться с нагрузки мощностью в 50 Вт, а в группе спортсменов с ЭТК - со 100 Вт. Нами было предпринято исследование по изучению влияний типологических особенностей кровообращения на показатели внешнего дыхания у спортсменов при нагрузке повышающейся мощности. Полученные результаты представлены в (таблице 3). Как видно из таблицы, в предрабочем состоянии наиболее редкое дыхание было отмечено в группе спортсменов с гипокинетческой особенностью кровообращения, которое на достоверную величину было меньше, чем в группе спортсменов с гиперкинетической особенностью кровообращения. При этом ЧД не компенсировалась большим ДО. В результате этого МОД был наименьшим в группе спортсменов с гипокинетической особенностью кровообращения. В этом случае можно предположить, что возрастает экономичность и эффективность дыхания и данное обстоятельство, вероятнее всего, можно объяснить тем, что ГТК является отражением системного «структурного следа» (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988). Ступенчато-возрастающая нагрузка на велоэргометре способствовала изменению всех показателей внешнего дыхания. Работа на велоэргометре мощностью 50 Вт привела к тому, что наименьшие показатели ЧД были зафиксированы в группах спортсменов с эукинетической и гипокинетической особенностями кровообращения, в то время как показатели ДО были наибольшими в этих же группах. Это привело к увеличению в равной степени легочной вентиляции (МОД) во всех группах испытуемых. При нагрузке мощностью 100 Вт наиболее редкое дыхание наблюдалось в группах спортсменов с эукинетической и гипокинетической особенностями кровообращения. В этих группах ЧД была на достоверную величину меньше, чем в группе спортсменов с гиперкинетическим ТК. Показатели ДО были больше в группах с эукинетической и гипокинетической особенностями кровообращения. При этом показатели МОД были одинаковые во всех группах испытуемых. Следовательно, редкое дыхание компенсировалось большими показателями ДО. Это способствует экономному и эффективному дыханию в группах спортсменов с ЭТК и ГТК, т.к. альвеолы в достаточной степени наполняются воздухом и увеличивается продолжительность его нахождения в этих структурах. Нагрузки на велоэргометре мощностью 150 и 200 Вт подтверждают ту закономерность, что нами была выявлена при нагрузках мощностью 50 и 100 Вт, т.е. наименьшие показатели ЧД в группах с эукинетической и гипокинетической особенностями кровообращения компенсировались в этих группах наибольшими значениями ДО, что способствовало одинаковым значениям МОД. Таким образом, в группах спортсменов с гиперкинетической, эукинетической и гипокинетической особенностями кровообращения при нагрузке повышающейся мощности показатели МОД были на всех ступенях работы на велоэргометре одинаковые независимо от типа кровообращения. Однако значения МОД в различных группах испытуемых достигалось разным сочетанием показателей ЧД и ДО. В группах спортсменов с эукинетической и гипокинетической особенностями кровообращения наблюдалось редкое дыхание, которое компенсировалось высокими показателями ДО, что указывает на экономную деятельность внешнего дыхания. В группах спортсменов с гиперкинетической особенностью кровообращения на всех ступенях нагрузки отмечалось более частое дыхание с низкими показателями ДО. Таблица 3 Показатели внешнего дыхания (ЧД дых/мин, ДО л, МОД л/мин) в группах спортсменов с различными типами кровообращения при нагрузке повышающейся мощности Условия снятия Группы спортсменов показателей Показатели ГрТК ЭТК ГТК n=18 n=36 n=51 ЧД 17.54±0.89 15.40±0.70 15.14±0.44+ Исходное ДО 0.64±0.05 0.76±0.05 0,67±0.03 состояние МОД 10.60±0.60 11.14±0.56 9.52±0.35 ЧД 22.50±1.07 19.30±0.72* 19.40±0.62+ 50 Вт ДО 1.18±0.06 1.34±0.05 1.35±0.06+ МОД 25.80±1.15 25.50±0.70 25.25±1.60 ЧД 22.90±1.20 19.90±0.64* 20.42±0.83 100 Вт ДО 1.61±0.08 1.79±0.05* 1.80±0.06 МОД 35.24±1.24 35.92±0.98 35.34±0.98 ЧД 27.90±1.65 22.56±0.72* 23.90±0.70+ 150 Вт ДО 1.85±0.11 2.24±0.07* 2.14±0.07 МОД 48.98±1.90 50.24±1.44 49.12±1.39 ЧД 30.50±1.43 26.05±0.89* 27.03±0.77+ 200 Вт ДО 2.15±0.10 2.52±0.08* 2.57±0.09+ МОД 65.00±2.14 65.17±1.90 67.63±1.84 Примечание. * - статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к ГрТК и ЭТК; + - статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к ГрТК и ГТК; Современный уровень развития физиологии придает большое значение функциональному взаимодействию различных систем организма. Особенно это проявляется при выполнении физических упражнений циклического характера. Так, например, хорошо известна функциональная связь систем кровообращения и дыхания (Граевская Н.Д. и др., 1975; Ванюшин Ю.С., 2001; Ванюшин Ю.С., Ситдиков Ф.Г., 2003). В наших исследованиях наибольшее количество спортсменов с гипокинетической особенностью кровообращения относится к инотропному типу адаптации кардиореспираторной системы – 25 человек, что составляет 49.04% от общего количества испытуемых. К хронотропному и респираторному типам адаптации кардиореспираторной системы относится 18 испытуемых, т.е. по 9 человек в каждой группе, что составляет 17.64%. К инотропно-респираторному типу адаптации кардиореспираторной системы относится 5 человек, которые составляют 9.80%, а к хронотропнореспираторному типу адаптации относится 3 человека, что составляет 5.88%, от общего количества испытуемых. С эукинетической особенностью кровообращения к инотропному типу адаптации кардиореспираторной системы относится 12 человек, которые составляют 33.34% от общего количества испытуемых. Наибольшее количество испытуемых с эукинетической особенностью кровообращения приходится на хронотропный тип адаптации кардиореспираторной системы 16 испытуемых, что составляет 44.44%, а к инотропно-респираторному и хронотропно-респираторному типам адаптации относится по 4 испытуемых, что составляет 11.11%. С гиперкинетической особенностью кровообращения к инотропному типу адаптации относится 2 испытуемых, что составляет 11.11%, к хронотропному типу – 13 испытуемых, которые составляют 72.22%, а к хронотропно-респираторному типу адаптации относится 3 испытуемых, что составляет 16.67% от общего количества испытуемых. Таким образом, все типы адаптации кардиореспираторной системы представлены в группе спортсменов с гипокинетической особенностью кровообращения. В группе спортсменов с эукинетической особенностью кровообращения отсутствует респираторный тип адаптации кардиореспираторной системы, а в группе спортсменов с гиперкинетической особенностью кровообращения нет респираторного и инотропнореспираторного типов адаптации кардиореспираторной системы. По результатам наших исследований в исходном состоянии (перед нагрузкой) на ЧСС оказывают влияние типологические особенности кровообращения и типы адаптации кардиореспираторной системы (табл. 4). Рассматривая ЧСС при нагрузке мощностью 50 Вт, можно отметить, что наибольшая ЧСС отмечается в группе спортсменов с ГрТК, а наименьшая – в группе спортсменов с ГТК при инотропном, хронотропном и хронотропно-респираторном типах адаптации кардиореспираторной системы. При нагрузке мощностью 100 Вт типологические особенности кровообращения оказали влияние на ЧСС. Так, при инотропном типе адаптации достоверные различия в ЧСС проявились между ГрТК и ЭТК, при хронотропном типе адаптации между ГрТК и ГТК, ЭТК и ГТК, при хронотропно-респираторном типе адаптации между ГрТК и ГТК, ЭТК и ГТК. Таблица 4. ЧСС в группах спортсменов в зависимости от типологических особенностей кровообращения, распределенных по типам адаптации кардиореспираторной системы, при нагрузке повышающейся мощности Условия снятия показателей Типологические особенности кровообращения Инотропный Хронотропный Респираторный Инотропнореспираторный Хронотропнореспираторный Исходное состояние ГрТК ЭТК ГТК ГрТК ЭТК ГТК ГрТК ЭТК ГТК ГрТК ЭТК ГТК ГрТК ЭТК ГТК 71.44±11.44 65.50±1.38 60.79±1.98 98.37±0.97 89.33±2.54 87.90±2.26 110.72±1.23 104.09±2.73 106.34±1.88 128.24±2.19 123.28±3.19 124.10±1.82 142.57±7.44 141.78±3.47 142.66±1.86 80.51±2.68 71.88±2.51* 67.25±3.65 103.67±2.42* 101.68±2.26* 92.53±4.12 121.65±2.58* 124.33±2.07* 113.52±2.85* 148.42±2.92* 146.06±2.31* 141.74±2.60* 169.07±1.33* 169.27±1.30* 169.86±1.96* 59.07±3.17 85.97±4.10 105.28±3.09 127.00±3.19^ 148.04±2.69^ 67.94±2.24 64.29±3.08 89.10±4.17 83.28±4.24 108.63±5.99# 105.10±1.95# 122.57±5.75# 122.44±4.08# 144.18±4.59# 148.75±2.59 83.38±1.48 66.25±4.79 65.39±2.90 115.72±2.86♣◊ 99.25±3.66 93.33±5.18 130.70±7.60♣ 122.59±3.15♣ 109.58±5.07 154.22±8.06♣ 147.89±7.04♣ 134.29±7.19 180.56±6.94♣ 172.95±3.79♣ 167.56±0.73♣ 50 Вт 100 Вт 150 Вт 200 Вт Типы адаптации кардиореспираторной системы Р < 0,05 Примечание. * - статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к инотропному и хронотропному типу адаптации кардиореспираторной системы; ^-статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к хронотропному и респираторному типу адаптации кардиореспираторной системы; #-статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к хронотропному и инотропно-респираторному типу адаптации кардиореспираторной системы; ♣- статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к инотропному и хронотропно-респираторному типу адаптации кардиореспираторной системы; ◊- статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к хронотропному и хронотропно-респираторному типу адаптации кардиореспираторной системы; При нагрузке мощностью 150 Вт типологические особенности кровообращения не оказали влияние на ЧСС. Частота сердцебиений была одинаковая независимо от типа кровообращения. Рассматривая ЧСС по типам адаптации кардиореспираторной системы, можно констатировать о зависимости ЧСС от типов адаптации кардиореспираторной системы. При этом наибольшие значения ЧСС отмечаются при хронотропном (148.42 ± 2.92 уд/мин) и хронотропно-респираторном (154.22 ± 8.06 уд/мин) типах адаптации. Аналогичная ситуация наблюдается и при нагрузке мощностью 200 Вт. В исходном состоянии (перед нагрузкой) наименьшие значения УОК отмечаются в группе спортсменов с ГТК (табл. 5). При инотропном и хронотропном типах адаптации кардиореспираторной системы они носят достоверный характер, а при инотропно-респираторном и хронотропнореспираторном типах наблюдается лишь тенденция к уменьшению УОК в группе спортсменов с ГТК по сравнению с группой спортсменов ГрТК и ЭТК. При нагрузке мощностью 50 Вт достоверные различия в показателях УОК при инотропном типе адаптации отмечаются между группами спортсменов с гиперкинетической, эукинетической и гипокинетической особенностями кровообращения. В остальных случаях между группами спортсменов различных типологических особенностей кровообращения достоверных различий не наблюдалось независимо от типов адаптации кардиореспираторной системы. Необходимо отметить, что наибольшие значения УОК отмечались в группах спортсменов с гипер- и эукинетической особенностями кровообращения при инотропном типе адаптации кардиореспираторной системы. В остальных случаях при различных типах адаптации кардиореспираторной системы достоверных различий в показателях УОК не наблюдалось. При нагрузке мощностью 100 Вт достоверные различия в показателях УОК при инотропном типе адаптации отмечаются между группами спортсменов с гипер-, эу- и гипокинетическими особенностями кровообращения. В остальных случаях между группами спортсменов различных типологических особенностей кровообращения достоверных различий не наблюдалось независимо от типов адаптации кардиореспираторной системы. При инотропном типе адаптации отмечались самые высокие показатели УОК по сравнению с другими типами адаптации кардиореспираторной системы. При нагрузке мощностью 150 Вт достоверных различий в показателях УОК между группами спортсменов различных типологических особенностей кровообращения не наблюдалось независимо от типов адаптации кардиореспираторной системы. При нагрузке мощностью 200 Вт достоверные различия в показателях УОК при инотропном типе адаптации отмечались между группами Таблица 5. УОК в группах спортсменов в зависимости от типологических особенностей кровообращения, распределенных по типам адаптации кардиореспираторной системы, при нагрузке повышающейся мощности Условия снятия показателей Типологические особенности кровообращения Исходное состояние ГрТК ЭТК ГТК ГрТК ЭТК ГТК ГрТК ЭТК ГТК ГрТК ЭТК ГТК ГрТК ЭТК ГТК 50 Вт 100 Вт 150 Вт 200 Вт Инотропный Типы адаптации кардиореспираторной системы Хронотропный Респираторный Инотропнореспираторный Хронотропнореспираторный 91.91±13.99 90.44±1.95 72.16±2.24 137.98±2.84 126.80±5.21 104.76±3.31 152.36±10.13 140.81±4.39 115.94±1.26 145.72±1.78 146.13±3.96 140.78±3.61 172.82±4.46 149.69±3.62 145.11±2.53 83.00±3.11 76.43±2.79* 68.99±3.56 102.09±5.64* 100.03±4.49* 86.62±5.47* 105.97±4.68* 108.38±4.66* 102.49±5.65* 110.12±5.05 109.69±4.51* 102.26±4.78* 104.16±4.75* 106.30±3.49* 99.19±6.06* 82.97±3.15 79.33±5.95 74.75±2.58 101.80±6.82♣ 100.47±7.73♣ 100.47±10.13 107.17±6.63♣ 121.25±4.93♣ 115.94±1.26 110.50±6.78♣ 121.75±8.97♣ 121.78±4.20♣ 97.80±11.45♣ 116.04±6.98♣ 120.42±6.68♣ 73.93±2.03 98.44±4.92 110.27±7.26 116.47±3.00^+ 116.57±2.63^+ 88.89±2.76 83.34±2.71#Δ 112.25±9.17 102.52±4.36 129.92±9.16 123.85±6.28# 137.71±1.97# 137.02±4.07● 138.86±4.15● 142.10±4.52● Р < 0,05 Примечание.* - статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к инотропному и хронотропному типу адаптации кардиореспираторной системы; + - статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к инотропному и респираторному типу адаптации кардиореспираторной системы; ^- статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к хронотропному и респираторному типу адаптации кардиореспираторной системы; ♣- статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к инотропному и хронотропно-респираторному типу адаптации кардиореспираторной системы; ●- статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к инотропно-респираторному и хронотропно-респираторному типу адаптации кардиореспираторной системы; #-статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к хронотропному и инотропно-респираторному типу адаптации кардиореспираторной системы; Δ- статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к инотропному и инотропно-респираторному инотропнореспираторному типу адаптации кардиореспираторной системы; спортсменов с гипер-, эу- и гипокинетическими особенностями кровообращения. В остальных случаях между группами спортсменов различных типологических особенностей кровообращения достоверных различий не наблюдалось независимо от типов адаптации кардиореспираторной системы. Однако при этом самые высокие показатели УОК отмечались при инотропном типе адаптации кардиореспираторной системы по сравнению с другими типами адаптации независимо от типологических особенностей кровообращения. В исходном состоянии (перед нагрузкой) наименьшие значения МОК отмечались в группе спортсменов с ГТК (табл. 6). При инотропном, хронотропном и хронотропно-респираторном типах адаптации кардиореспираторной системы они носят достоверный характер. Анализируя показатели МОК в группе спортсменов с гиперкинетическими особенностями кровообращения, необходимо отметить наибольшие значения МОК при хронотропно-респираторном типе адаптации кардиореспираторной системы, которые на достоверную величину больше показателей МОК при инотропном типе адаптации. Рассматривая показатели МОК в группе спортсменов с эукинетическими особенностями кровообращения, необходимо отметить достоверные различия между показателями МОК спортсменов с инотропным, хронотропным и хронотропно-респираторным типами адаптации. При нагрузке мощностью 50 Вт достоверные различия в показателях МОК при инотропном типе адаптации отмечались между группами спортсменов с гиперкинетическими, эукинетическими и гипокинетическими особенностями кровообращения. В остальных случаях между группами спортсменов различных типологических особенностей кровообращения достоверных различий не наблюдалось, кроме как при инотропнореспираторном типе адаптации между группами спортсменов с эукинетическими особенностями кровообращения. Необходимо отметить, что наибольшие значения МОК отмечались в группах спортсменов с гиперкинетическими особенностями кровообращения при инотропном типе адаптации кардиореспираторной системы, которые на достоверную величину были больше аналогичных показателей при хронотропном типе адаптации. При нагрузке мощностью 100 Вт достоверные различия в показателях МОК при инотропном типе адаптации отмечались между группами спортсменов с гипер-, эу- и гипокинетическими особенностями кровообращения. В остальных случаях отмечались лишь единичиные случаи достоверных различий между группами спортсменов с гипер- и гипокинетическими особенностями кровообращения при хронотропном и хронотропно-респираторном типах адаптации. При нагрузке мощностью 150 Вт отмечались достоверные различия в показателях МОК при инотропном типе адаптации между группами спортсменов с гипер- и гипокинетическими особенностями кровообращения. При этом самые высокие значения МОК наблюдались при инотропном типе адаптации в группе спортсменов с гиперкинетическими особенностями кровообращения, которые на достоверную величину был больше аналогичных показателей при хронотропном и хронотропно-респираторном типах адаптации. Высокие показатели МОК отмечались в группе спортсменов с эукинетическими и гипокинетическими особенностями кровообращения при инотропном типе адаптации, которые на достоверную величину были больше аналогичных показателей при хронотропном и респираторном типах адаптации. При нагрузке мощностью 200 Вт отмечались достоверные различия в показателях МОК при инотропном типе адаптации между группами спортсменов с гипер- и эукинетическими особенностями кровообращения, а также между группами спортсменов с гипер- и гипокинетическими особенностями кровообращения. Самые высокие значения МОК нами наблюдались при инотропном типе адаптации кардиореспираторной системы, которые на достоверную величину были больше аналогичных показателей при хронотропном и хронотропно-респираторном типах адаптации. В группах спортсменов с эу- и гипокинетическими особенностями кровообращения при инотропном типе адаптации показатели МОК были на достоверную величину больше, чем при хронотропном и респираторном типах адаптации. Таким образом, при нагрузке повышающейся мощности на показатели деятельности сердца (ЧСС, УОК, МОК) оказывают влияние типологические особенности кровообращения и типы адаптации кардиореспираторной системы. Таблица 6. МОК в группах спортсменов в зависимости от типологических особенностей кровообращения, распределенных по типам адаптации кардиореспираторной системы, при нагрузке повышающейся мощности Условия снятия показателей Типологические особенности кровообращения Инотропный Типы адаптации кардиореспираторной системы Хронотропный Респираторный Инотропнореспираторный Исходное состояние ГрТК ЭТК ГТК ГрТК ЭТК ГТК ГрТК ЭТК ГТК ГрТК ЭТК ГТК ГрТК ЭТК ГТК 6.41±0.05 5.90±0.10 4.30±0.09 13.58±0.42 11.36±0.65 9.21±0.38 16.86±0.94 14.58±0.36 12.72±0.73 19.01±0.42 17.90±0.32 17.41±0.41 23.90±0.07 21.15±0.48 20.66±0.36 6.61±0.19 5.54±0.11* 4.54±0.11 10.49±0.53* 10.10±0.40 7.88±0.33* 12.80±0.46* 13.61±0.61 11.55±0.53 16.28±0.71* 16.03±0.73* 14.53±0.60* 17.61±0.83* 17.98±0.59* 16.87±1.09* 50 Вт 100 Вт 150 Вт 200 Вт 4.33±0.15 8.40±0.44 11.53±0.67 14.75±0.39 + 17.23±0.38 + 6.04±0.28 5.34±0.24 9.97±0.33 8.46±0.16 13.96±0.52 13.04±0.74 16.86±0.62 16.76±0.62 19.95±0.23 21.10±0.53# Хронотропнореспираторный 6.91±0.15 5.17±0.02 4.88±0.14 11.82±1.07 9.63±0.95 9.48±1.43 14.06±1.42 14.85±0.63 12.72±0.73 17.02±0.82♣ 17.93±1.24 16.37±1.13 17.80±2.64♣ 20.04±1.13 20.18±1.18 Р < 0,05 Примечание.* - статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к инотропному и хронотропному типу адаптации кардиореспираторной системы; + - статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к инотропному и респираторному типу адаптации кардиореспираторной системы; #-статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к хронотропному и инотропно-респираторному типу адаптации кардиореспираторной системы; ♣- статистическая достоверность различий между показателями групп спортсменов, относящихся к инотропному и хронотропно-респираторному типу адаптации кардиореспираторной системы; Выводы 1. При физической нагрузке повышающейся мощности у спортсменов с различными типологическими особенностями кровообращения на величину сердечного выброса оказывают влияние УОК и ЧСС. При этом увеличение МОК в группе спортсменов с гипокинетическим типом кровообращения происходит за счет УОК, а группах спортсменов с эукинетическим и гиперкинетическим типами кровообращения увеличение происходит за счет роста ЧСС. 2. Порог адекватной гемодинамической реакции в группе спортсменов с гиперкинетической особенностью кровообращения равен 50 Вт, в группе спортсменов с эукинетической особенностью кровообращения – 100 Вт, а в группе спортсменов с гипокинетической особенностью кровообращения – 150 Вт. 3. При физической нагрузке повышающейся мощности у спортсменов с эукинетическим и гипокинетичиским типами кровообращения увеличение МОД происходит за счет высоких показателей ДО, а в группе спортсменов с гиперкинетической особенностью кровообращения отмечается более частое дыхание с низкими показателями ДО. 4. У спортсменов с гипокинетической особенностью кровообращения при физической нагрузке повышающейся мощности выявлены следующие типы адаптации кардиореспираторной системы: инотропный, хронотропный, респираторный, инотропно-респираторный, хронотропно –респираторный. У спортсменов с эукинетической особенностью кровообращения при физической нагрузке повышающейся мощности выявлены следующие типы адаптации кардиореспираторной системы: инотропный, хронотропный, инотропно-респираторный, хронотропно-респираторный. У спортсменов с гиперкинетической особенностью кровообращения при физической нагрузке повышающейся мощности выявлены следующие типы адаптации кардиореспираторной системы: инотропный, хронотропный, хронотропнореспираторный. 5. При нагрузке повышающейся мощности в группах спортсменов с различными типологическими особенностями кровообращения ЧСС зависит от типов адаптации кардиореспираторной системы. Наибольшие значения ЧСС отмечаются при хронотропном и хронотропно-респираторном типах адаптации. 6. При нагрузке повышающейся мощности (50,100 и 200 Вт) достоверные различия в показателях УОК между группами спортсменов с гипер-, эу- и гипокинетическими особенностями кровообращения проявляются при инотропном типе адаптации кардиореспираторной системы. 7. В группах спортсменов с эу- и гипокинетической особенностями кровообращения при инотропном типе адаптации показатели МОК на достоверную величину больше, чем при хронотропном и респираторном типах адаптации. Практические рекомендации 1. Физическая нагрузка повышающейся мощности способствует выявлению порога адекватной гемодинамической реакции и типов адаптации кардиореспираторной системы спортсменов с различными типологическими особенностями кровообращения. 2. Критерии оценки вегетативных функций спортсменов следует разрабатывать с учетом типологических особенностей кровообращения и типов адаптации кардиореспираторной системы. 3. При оценке показателей кардиореспираторной системы спортсменов во время нагрузки повышающейся мощности необходимо учитывать типологические особенности кровообращения. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Список работ, опубликованных по теме диссертации Федоров Н.А. Типологические особенности реакций системы кровообращения детей и подростков на функциональные нагрузки. Тезисы. / Н.А. Федоров, Ю.С. Ванюшин // Четвертая всероссийская с международным участием школа-конференция по физиологии кровообращения.- М., 2008.- С.19. Федоров Н.А. Биологическая надежность как основа развития детского организма. Тезисы. / А.Р. Абдуллин, Н.А. Федоров // VI Сибирский физиологический съезд. Тезисы докладов. – Барнаул: Принтэкспресс, 2008. – С.117. Федоров Н.А. Принцип системного подхода в физиологии спорта. Тезисы. / А.Р. Абдуллин, Н.А. Федоров // Наука и технологии. Тезисы докл. XXVIII Российской школы. – Миасс: МСНТ, 2008. – С.148. Федоров Н.А Типы кровообращения у студентов факультета физической культуры. Тезисы. / Н.А. Федоров, Ю.С. Ванюшин // Физиол. механизмы адаптации растущего организма: Тезисы докл. IX Всероссийской научно-теоретич. конф.3-5 окт. 2008. -Казань: 2008. – С.162-163. Федоров Н.А Типовые показатели кровообращения и дыхания. Тезисы. / Н.А. Федоров, Ю.С. Ванюшин // II съезд физиологов СНГ. Кишинев, 2008. С.268. Федоров Н.А Типовые показатели кровообращения и дыхания у спортсменов. / Н.А. Федоров, Ю.С. Ванюшин // Всерос.научнопракт.конф./Современное состояние и перспективы внедрения инновационных технологий в спорте и системе физкульт.образован. Н.Челны: КамГАФКС и Т, 2008.-С.37-38. Федоров Н.А Типологические особенности кровообращения спортсменов при нагрузке повышающейся мощности. Статья. / Н.А. Федоров, Ю.С. Ванюшин // Инновационные подходы к естественнонаучным исследованиям и образованию: мат. Всеросс. научно-практ. конф.- Казань: ТГГПУ, 2009. С.23-26. 8. Федоров Н.А Влияние типологических особенностей кровообращения на показатели насосной функции сердца спортсменов при нагрузке повышающейся мощности. / Н.А. Федоров, Ю.С. Ванюшин // Теория и практика физической культуры.-2009.- №10. – С.10-11. 9. Федоров Н.А Влияние типов кровообращения на показатели насосной функции сердца спортсменов при нагрузке повышающейся мощности. Тезисы. / Н.А. Федоров, Ю.С. Ванюшин // Теоретические основы физической культуры: Тезисы Всерос. науч. конф.-Казань: ТГГПУ, 2009.- С.168-170. 10.Федоров Н.А. Влияние типологических особенностей кровообращения на показатели внешнего дыхания спортсменов при нагрузке повышающейся мощности / Н.А. Федоров, А.Г. Яруллин, Р.Г. Сунгатуллин, В.Г. Винтер // Материалы международной научнопрактической конференции: «Актуальные проблемы физической культуры и спорта». Чебоксары, 2009. – С. 67 11.Федоров Н.А Влияние типологических особенностей кровообращения на типы адаптации кардиореспираторной системы у спортсменов при нагрузке повышающейся мощности. / Н.А. Федоров, Ю.С. Ванюшин // Современные технологии спортивной медицины, физической реабилитации и адаптивного физического воспитания: мат. Всеросс.научно-практ. конф. Н.Челны: КамГАФКСиТ, 2010. – С.289290. 12.Федоров Н.А. Влияние физической нагрузки повышающейся мощности на показатели кардиореспираторной системы спортсменов с различными типами кровообращения / Н.А.Федоров, Р.Г. Сунгатуллин // Материалы Х юбилейной всероссийской научной конференции с международным участием «Физиологические механизмы адаптации растущего организма» Казань 2010 – С.191
