Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,737

СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РИТМА СЕРДЦА У ФУТБОЛИСТОВ С РАЗЛИЧНЫМ ТИПОМ ВЕГЕТАТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ

Быков Е.В. 1 Сидоркина Е.Г. 1 Аксенова Н.В. 1
1 Уральский государственный университет физической культуры
Проведено изучение характеристик медленноволновой вариабельности ритма сердца юных футболистов в состоянии покоя и при пробе активного ортостаза, а также выявлена их связь с характеристиками функционального состояния и адаптационного потенциала. Было выделено 3 группы в зависимости от исходного тонуса вегетативной нервной системы. Футболисты с преобладанием высокочастотных колебаний имели наиболее высокий уровень функционального состояния. Проба активного ортостаза приводила к нивелированию различий спектральных характеристик. Футболисты всех групп имели избыточную вегетативную реактивность с высокой долей низкочастотных колебаний. Наличие у футболистов в состоянии покоя симпатикотонии, либо преобладание активности надсегментарных структур вегетативной нервной системы в сочетании с избыточной вегетативной реактивностью мы расцениваем как предпатологическое состояние, требующее коррекции учебно-тренировочного процесса.
адаптация
ритм сердца
вегетативная регуляция
спектральный анализ
вегетативная реактивность
юные футболисты
1. Ашмарин Д.В. Возрастная динамика развития респираторной системы футболистов 13–16 лет // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 4-1. – С. 95-98.
2. Быков Е.В., Кайкан С.М. Особенности регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы юных спортсменов с различными типами кровообращения // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Образование, здравоохранение, физическая культура. – 2010. – № 6 (182). – С. 25–27.
3. Быков Е. В. Мониторинг психофизиологического и физического развития учащихся-участников интеллектуально-игрового всеобуча / Е.В. Быков, С.В. Маценко, К.А. Кашицина и др. // Вестник Новосибирского государственного педагогического университета. – 2014. – № 1. – С. 19–32.
4. Воронов Н.А. Особенности регуляции сердечного ритма при активизации тренировочного процесса у юных волейболисток // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. – 2009. – № 10. – С. 304–311.
5. Макаров Ю.М., Поварещенкова Ю.А., Пазушко В.И. Вариабельность сердечного ритма у спортсменов-представителей игровых видов спорта // Лечебная физкультура и спортивная медицина. – 2013. – № 2. – С. 15–19.
6. Орджоникидзе З.Г., Павлов В.И. Физиология футбола. – М.: Человек: Олимпия, 2008 . – 239 с.
7. Оценка переходных процессов гемодинамики спортсменов при ортопробе на основании анализа спектральных характеристик / А.А. Плетнев, Е.В. Быков, Н.Г. Зинурова, А.В. Чипышев // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 1. – С. 320.
8. Соломко Т.Н. Возрастные особенности адаптации сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам у футболистов 9–16 лет с разным типом кровообращения // Южно-Уральского государственного университета. Серия Образование, здравоохранение, физическая культура. – 2008. – № 19. – С. 122–126.
9. Теория и методика футбола : учебник / под общ. ред. В. П. Губы, А. В. Лексакова . – М. : Советский спорт, 2013 . – 535 с.
10. Шлык Н. И. Специфика ортостатической реакции у спортсменов с разными преобладающими типами вегетативной регуляции по данным анализа вариабельности сердечного ритма // Физкультура в профилактике, лечении и реабилитации. – 2011. – №1-2. – С. 13–25.
11. Henschen S. Skilanglauf und Skiwettlauf: Eine medizinische Sport Studie // Mitt. Med. Klein. –Uppsala, 1999. V. 2. – P. 15.
12. Tumility D. Protocols for the Physiological assessment of male and female soccer players // In Physiological Tests for Elite Athletes. – Human Kinetics. 2000. – №17. – Р. 356–362.
13. 36th Bethesda Conference Eligibility Recommendations for Competitive Athletes With Cardiovascular Abnormalities // Journal of the American College of Cardiology. – 2005. –V.45. – № 8. – P.3.

Футбол является одним из массовых видов спорта в нашей стране, чем объясняется бесспорное лидерство по числу занимающихся футболом детей и подростков. Тренировочный процесс юных спортсменов на современном этапе характеризуется увеличением физических и психоэмоциональных нагрузок, которые при наличии отклонений в состоянии здоровья могут привести к снижению адаптационных возможностей и спортивных результатов, что, несомненно, требует тщательного медицинского контроля [3].

В настоящее время значительно увеличилось количество научных работ, которые посвящены изучению функциональных, адаптационных резервов организма юных спортсменов, в частности, занимающихся футболом [1, 8]. Известно, что среди составляющих успеха в футболе особое место занимает высокая игровая активность. Вероятно, это связано с высокой физической подготовленностью и ее оптимальной структурой повышающей устойчивость к утомлению и уменьшению его отрицательного влияния на эффективность выполнения технических приемов [12]. Исследователи рекомендуют выделять три основных составляющих успеха футболиста: физиологические возможности, техническую оснащенность и мастерство строить и реализовывать тактическую модель матч [6, с. 91]; при игре в футбол задействованы в различной степени все три главных способа энергообеспечения – аэробный, анаэробный алактатный и анаэробный лактатный механизмы [6, с.14]. Однако, как показал анализ доступной литературы, практически не изучены особенности адаптационных процессов у футболистов с учетом различий в их вегетативном статусе. В то же время, значительная роль в адаптации к нагрузкам у футболистов принадлежит вегетативной нервной системе, обеспечивающей максимально эффективное, адекватное запросу работающих органов функционирование сердца и сосудов [5], поэтому большой интерес имеет изучение показателей вариабельности сердечного ритма (ВРС). Они тесно связаны с функциональным состоянием спортсмена, а также отражают текущий уровень активности регуляторных систем, особенно при использовании функциональных проб, которые могут служить для выявления ранних и скрытых изменений функционального состояния сердечно-сосудистой системы [2, 4, 7, 10].

Цель исследования: провести сравнительный анализ спектральных характеристик ритма сердца у юных футболистов с различным исходным вегетативным тонусом и определить их взаимосвязь с функциональным состоянием при долговременной адаптации к физическим нагрузкам.

Материалы и методы. Исследования проведены на базе научной лаборатории кафедры спортивной медицины и физической реабилитации Уральского государственного университета физической культуры (г. Челябинск). В исследованиях принимали участие юные футболисты 15–17 лет (n=26), тренирующиеся более 5 лет. Оценка спектральных характеристик ритма сердца (РС) осуществлялась с помощью прибора «Варикард 2.51», проводилось 2 пробы – в положении лежа и в положении стоя (проба активного ортостаза, АОП). Определялись общая мощность спектра и мощность спектра в четырех диапазонах (ультранизких частот UVFL, очень низких частот VFL, низких частот LF и высоких частот HF), а также относительная мощность колебаний. Выделено 3 группы спортсменов: с преобладанием в исходном положении активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы (ВНС) (преобладание HF-колебаний, 1-я группа, n=10), симпатического отдела (преобладание LF-колебаний, 2-я группа, n=12), надсегментарного уровня регуляции и гуморально-метаболических факторов (преобладание VFL-колебаний, 3-я группа, n=4).

Результаты и их обсуждение.

Влияние активности уровней регуляции на хронотропную функцию сердца в положении лежа в группах сравнения очевидно: в 1-й и 2-й группах его величины имели явную тенденцию к снижению (66,62 и 66,49 уд/мин соответственно), в 3-й группе ЧСС характеризовалось величинами, свойственными нетренированным лицам (72,5 уд/мин) (таблица).

Спектральные характеристики ритма сердца у футболистов с различным исходным вегетативным тонусом (M±m)

Показатель

Положение

HF

LF

VLF

ЧСС (уд/мин)

лежа

66,62±3,05

66,49±2,93

72,50±3,75

стоя

95,21±2,86

92,92±3,18

91,48±2,50

р

<0,001

<0,001

>0,001

ТР (mc2)

лежа

5069,27±708,46

4364,67±675,45

4304,27±722,22

стоя

4056,66±692,79

2456,28±521,30х

1993,29±433,23+++

р

>0,05

<0,05

<0,05

HF (mc2)

лежа

2374,85±325,87

1333,64±250,26х

905,93±213,81+++

стоя

382,32±88,20

340,00±79,45у

139,81±48,19+

р

<0,001

<0,001

<0,01

LF (mc2)

лежа

1473,06±222,45

1952,16±243,73у

1160,59±253,71

стоя

2253,56±296,99

1384,80±207,30хх

987,95±89,86+++

р

<0,05

>0,05

>0,05

VLF (mc2)

лежа

652,10±113,15

672,67±126,53уу

1728,58±294,92++

стоя

716,16±124,85

462,01±79,43

389,08±67,04+

р

>0,05

>0,05

<0,001

ULF (mc2)

лежа

599,23±106,14

405,91±78,39

509,16±84,78

стоя

707,31±109,13

568,75±84,37

402,45±81,10+

р

>0,05

>0,05

>0,05

LH/HF (усл.ед.)

лежа

0,66±0,09

1,58±0,18хх

1,25±0,20+

стоя

7,50±1,29

6,98±1,18

5,70±1,03

р

<0,001

<0,01

<0,01

IC (усл. ед.)

лежа

0,94±0,10

2,36±0,24ххх

3,06±0,75++

стоя

8,65±1,73

7,79±1,79

7,43±2,41

р

<0,001

<0,001

>0,05

Примечание: x -достоверность различий межу группами HF и LF при р<0,05, ххх – при <0,001; + - достоверность различий межу группами HF и VLF, +++ - при р<0,001; y- достоверность различий межу группами LF и VLF при р<0,05.

В исходном положении общая мощность спектра была наибольшей в первой группе, но при этом имело место различие в диапазонах спектра. Так, мощность высокочастотных колебаний была существенно выше у представителей 1-й группы: 2374,85 мс2 против 1333,64 мс2 во 2-й группе (р<0,05) и 905,93 мс2 (р<0,001).

Относительная мощность ВЧ-колебаний в 1-й группе (52,84±2,76%) также существенно превышала их значения в группах сравнения (соответственно 31,32±1,82% и 25,70±5,20% во 2-й и 3-й группе) (рисунок). В этой связи у них достоверно ниже и такие расчетные показатели, как вагосимпатический индекс (LF/HF): 0,66 усл. ед. против 1,58 и 1,25 усл. ед (р<0,05–0,01), а также индекс централизации (IC=(LF+VLF)/HF) – 0,94 против 2,36 и 3,06 усл. ед. (р<0,05–0,01). Эти показатели отражают преобладание в регуляции ритма сердца у футболистов 1-й группы парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, свойственной спортсменам, развивающим качество выносливости.

Относительная мощность колебаний ритма сердца (в %) в диапазонах спектра.

В литературе приводятся данные об особенностях подготовки футболистов с указанием на то, что в силу достаточно большой продолжительности футбольного матча, по меньшей мере 90% энергии производится аэробным путем. Известно, что полевой игрок преодолевает в течение матча равному 90 минут, дистанцию в среднем от 8 до 12 км, а голкипер, около 3-4 км [11, 13]. Исследования изменений основных физиологических функций у футболистов высокой квалификации показали, что 60-80% во время игры они работают в режиме 80-100% от величины МПК, что предъявляет повышенные запросы к аэробным возможностям футболистов. У футболистов-юниоров могут отмечаться достаточно высокие относительные цифры МПК в расчете на килограмм веса, сопоставимые со взрослыми игроками. Это может быть связано с особенностями физиологии растущего организма, когда недостаточно высока масса скелета, жировой клетчатки и других тканей, формирующих вес тела, но активно не участвующих в метаболизме [9, с. 32].

Однако, во 2-й и в 3-й группе в регуляции ритма сердца преобладают другие факторы регуляции. В частности, во 2-й группе основное влияние на РС оказывал симпатической отдел ВНС (47%), а в 3-й группе – надсегментарного уровня (43,2%). При этом увеличение степени «централизации» управления с ростом VLF-колебаний (как абсолютных, так и относительных его величин), что нами наблюдалось в 3-й группе, расценивается как напряжение адаптационных механизмов [10].

Переход в вертикальное положение привел к достоверно выраженному снижению ОМС во 2-й и 3-й группах, что также сопровождалось однонаправленными изменениями в диапазоне высоких частот во всех группах. В то же время, в других диапазонах спектра динамика была разнонаправленной. Так, в 1-й группе значительно возросла мощность низкочастотных колебаний и их доля (симпатикотония, избыточная вегетативная реактивность). Во 2-й группе снижалась мощность НЧ-колебаний, но их доля увеличилась в 1,5 раза (до 64,8%, что сопоставимо с 1-й и 3-й группами – 63,82% и 63,95%). В 3-й группе наиболее значимые изменения наблюдались в VLF-диапазоне спектра – как абсолютной, так и относительной их мощности (составили от 22,98% до 24,83%). В итоге при вертикальном положении мы наблюдали различия в показателях мощности колебаний в группах сравнения, но относительная мощность колебаний была практически одинаковой.

Заключение.

Сложность тренировочного процесса футболистов объясняется тем, что во время игры задействованы три способа энергообеспечения – аэробный, анаэробный алактатный и анаэробный лактатный механизмы [5]. В то же время, в силу достаточно большой продолжительности футбольного матча, по меньшей мере 90% энергии производится аэробным путем. Известно, что полевой игрок преодолевает в течение матча равному 90 минут, дистанцию в среднем от 8 до 12 км, а голкипер, около 3-4 км [11, 13]. Работа на выносливость, т.е. аэробная работа, зависит от нескольких важных составляющих, в частности максимальное потребление кислорода и анаэробный порог. Адаптированные физические нагрузки к тренировочному процессу позволяют повысить максимальное потребление кислорода у футболистов более чем на 10%, что сопровождается увеличением времени контроля мяча на 23% и повышением количества спринтерских рывков на 100%. Все вышеперечисленное свидетельствует о преимуществе футболистов с высоким МПК [9, с. 32].

Учитывая взаимосвязь таких спектральных характеристик, как общая мощность спектра, абсолютная и относительная мощность спектра в высокочастотном диапазоне с развитием качества выносливости, можно сделать заключение о более высоком уровне функционального состояния футболистов первой группы. С другой стороны, проведение активной ортостатической пробы в определенной мере нивелировало различия показателей медленноволновой вариабельности ритма сердца, выявленные в состоянии покоя. Так, следует отметить высокую долю низкочастотных колебаний у спортсменов всех групп сравнения, что отражает выраженную симпатикотоническую реакцию на пробу активного ортостаза и сопровождалось существенным возрастанием частоты сердечных сокращений (от 35% до 45%).

Можно полагать, что такая избыточная вегетативная реактивность является проявлением особенностей адаптации юных футболистов к специфике вида спорта и, возможно, возрастным фактором – несовершенством механизмов регуляции. В этой связи нами было запланировано проведение исследований, отражающих другие стороны адаптации к нагрузкам, в частности, статокинетической устойчивости, психофизиологических показателей. При экспресс-оценке с помощью аппарата РОФЭС мы установили, что показатель «Адаптационный потенциал» был наибольшим у представителей 1-й группы (82,60±3,74%; 76,85±5,43% и 74,50±7,50% соответственно во 2-й и 3-й группах).

Наличие у футболистов в состоянии покоя симпатикотонии, либо преобладание активности надсегментарных структур ВНС в сочетании с избыточной вегетативной реактивностью мы расцениваем как предпатологическое состояние, требующее коррекции учебно-тренировочного процесса.

Рецензенты:

Елисеев Е.В., д.б.н., профессор, зав. кафедры физического воспитания и спорта, ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный университет», г. Челябинск;

Байгужин П.А., д.б.н., доцент кафедры анатомии, физиологии человека и животных, ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет», г. Челябинск.


Библиографическая ссылка

Быков Е.В., Сидоркина Е.Г., Аксенова Н.В. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РИТМА СЕРДЦА У ФУТБОЛИСТОВ С РАЗЛИЧНЫМ ТИПОМ ВЕГЕТАТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=16667 (дата обращения: 23.08.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252