2 курс / Нормальная физиология / Адаптация_Сердечный_ритм_Псеунок_А_А_,_Муготлев_М_А_

При анализе и трактовке показателей сердечного ритма за основу была принята концепция Р.М. Баевского (1976) о двухконтурной регуляции сердечного ритма. Первые три параметра характеризуют функциональное состояние автономного контура регуляции сердечного ритма, работающего в ритме компенсаций отклонений. При этом АМо и ∆X отражают состояние симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, а Мо характеризует гуморальный канал регуляции сердечного ритма. ИН характеризует состояние центрального контура регуляции и отражает поступление в систему синусного узла коррегирующей информации, являющейся результатом деятельности других физиологических систем и организма в целом.

Особенности сердечного ритма и физического развития у школьников 10-17 лет

Характеристика физического развития школьников

На протяжении двух учебных лет у мальчиков как контрольной, так и экспериментальной группы в возрасте 10-12 лет наблюдалось увеличение средних значений показателей физического развития. Вместе с тем следует отметить, что в группе детей, занимающихся футболом, прирост массы тела был в среднем на 3,5 кг меньше по сравнению с данными контрольной группы, окружности грудной клетки - на 1,5 см, длины тела - на 4,5 см (табл. 1).

Анализ полученных средних значений показателей физического развития показал, что у мальчиков 12-14 лет, занимающихся футболом, масса тела в начале учебного года составила 36,6 кг, окружность грудной клетки - 67,33 см. Длина тела в этой группе мальчиков в начале учебного года составила 141,63 см. К концу второго года исследования у этих же детей масса тела увеличилась до 43,21 кг, окружность грудной клетки - до 71,79 см, длина тела - до 151,04 см (Р ≤ 0,05). При этом результаты исследований на протяжении двух учебных лет показали, что у мальчиков в возрасте 12-14 лет, занимающихся футболом, прирост средних значений соматометрических показателей физического развития был меньше по сравнению с данными контрольной группы: массы тела - на 4,6 кг, окружности грудной клетки - на 2 см, длины тела - на 5,7 см.

В возрасте 14—16 лет у мальчиков, не занимающихся спортом, масса тела в начале учебного года составила 46,21 кг, окружность грудной клетки - 72,38 см. Средний рост в этой группе мальчиков в начале учебного года составил 155,62 см. К концу второго года исследования у этих же детей антропометрические показатели изменились следующим образом: масса тела увеличилась до 58,13 кг (Р ≤ 0,05), окружность грудной клетки - до 79,61 см (Р ≤ 0,05), длина тела - до 166,08 см (Р ≤ 0,05).

Таблица 1

Динамика показателей физического развития у мальчиков 10-17 лет (M±m)

Примечание:

Достоверность различий между показателями G — начало 1-го года — начало 2-го года

W — конец 1-го года — начало 2-го года

Y — конец 1-го года — конец 2-го года

У мальчиков 14-16 лет, занимающихся футболом, масса тела в начале учебного года составила 43,91 кг, окружность грудной клетки - 70,41 см.

Длина тела в этой группе мальчиков в начале учебного года составила 156,41 см. К концу второго года исследования у этих же детей масса тела увеличилась до 54,0 кг (Р

≤0,05), окружность грудной клетки - до 77,46 см (Р ≤ 0,05), длина тела - до 166,59 см. Анализ полученных данных показал, что у мальчиков 14-16 лет обеих групп на

протяжении двух учебных лет происходил существенный прирост средних значений соматометрических показателей физического развития по сравнению с предыдущими возрастными периодами. В частности, средний прирост окружности грудной клетки - 7,2 см, длины тела - 10,4 см. Масса тела увеличилась в контрольной группе на 8 кг, а в экспериментальной - на 10 кг. Следует отметить, что в группе детей, занимающихся футболом, к концу второго года исследования длина тела практически не отличалась от таковой детей контрольной группы.

У юношей 16-17 лет, не занимающихся спортом, к концу второго года исследования

масса тела увеличивалась от 57,5 до 63,38 кг, в то время как у футболистов масса тела уменьшилась от 67,55 до 65,67 кг. Средние значения окружности грудной клетки и длины тела в обеих группах не претерпевали существенных изменений на протяжении двух учебных лет. Так, окружность грудной клетки в контрольной группе в начале учебного года составляла 78,42 см, а к концу второго года увеличивалась до 84,71 см, длина тела увеличивалась за этот же период от 167,08 до 172,54 см. У футболистов эти показатели в течение двух лет практически не изменялись и находились почти в одних и тех же пределах.

Таким образом, результаты наших исследований указывают, что у мальчиков 14-16 лет обеих групп на протяжении двух учебных лет происходил существенный прирост средних значений соматометрических показателей физического развития по сравнению с предыдущими возрастными периодами. К16-17 годам различия в соматометрических показателях физического развития у юношей контрольной и экспериментальной групп практически стираются.

Особенности сердечного ритма

Как известно, в целостной оценке здоровья и состояния адаптационных процессов растущего организма большую роль играют уровень и гармоничность физического развития, состояние сердечно-сосудистой системы. Общепризнано, что физическое развитие детей является одним из информативных показателей здоровья детского населения. Уровень и гармоничность физического развития в любом возрастном периоде раскрывают диалектику взаимоотношений организма и среды, характеризуют метаболические процессы в организме и его функциональное состояние. Использование же соматометрических показателей составляет основу оценки физического развития детей как в практике диспансеризации детского населения, так и в научных популяционных исследованиях (Е.И. Прахин, В.Л. Грицинская, 2004).

При этом регулярные занятия спортом вносят определенные изменения в естественный ход онтогенетического развития. Степень изменения зависит от силы и длительности физического воздействия, а также от возрастного периода, на который приходится начало спортивного тренинга. При достаточно длительных и сильных тренировочных воздействиях, особенно в период интенсивного развития, происходит дестабилизация ранее установленной нормы морфофункционального развития организма и смещение во времени узловых периодов, предопределенных нормальным ходом онтогенеза (А.В. Шаханова и др., 2001).

Результаты наших исследований указывают, в возрасте 14-16 лет у мальчиков, не занимающихся спортом, и у юных футболистов на протяжении двух учебных лет происходил существенный прирост средних значений соматометрических показателей физического развития по сравнению с предыдущими возрастными периодами. К 16-17 годам различия в соматометрических показателях физического развития у юношей контрольной и экспериментальной групп практически стираются.

Следует отметить, что оценка функционального состояния организма достаточно сложна и требует всестороннего обследования всех органов и систем, которое далеко не всегда может быть проведено в полном объеме (В.М. Шмидт, 1985). Поэтому обычно исследуют сердечно-сосудистую систему, которая, являясь одной из наиболее важных систем жизнеобеспечения организма и удобным объектом для врачебных наблюдений, часто рассматривается как индикатор функционального состояния целостного организма. В частности при любом изменении статуса организма ЧСС начинает подстраиваться под новый функциональный уровень. Этот период «подстройки» является своеобразным переходным периодом, в течение которого включаются другие, не связанные с регуляцией вариабельности ритма сердца механизмы, обеспечивающие достижение средней ЧСС, оптимальной уже для нового функционального состояния

(С.А. Котельников, А.Д. Ноздрачев, М.М. Одинак, Е.Б. Шустов, И.Ю. Коваленко, В.Ю. Давыденко, 2002).

Внаших исследованиях показано, что на протяжении первого и второго учебного года исследования у мальчиков 10-12 лет контрольной группы и у юных футболистов ЧСС стабильна и существенно не различается.

Достаточно высокая ЧСС установлена у мальчиков в возрасте 12-14 лет в начале первого учебного года исследования как в контрольной, так и в экспериментальной группах. Начиная с середины первого учебного года и к концу второго ЧСС у мальчиков в возрасте 12-14 лет, занимающихся спортом, достоверно снижалась. В возрасте 14-16 лет занятия футболом в начале первого учебного года исследования не оказывали существенного влияния на динамику ЧСС, и она была примерно одинаковой с показателями контрольной группы. У учащихся 14-16 лет, не занимающихся спортом, в последующем на протяжении двух учебных лет средние значения ЧСС не претерпевали существенных изменений, в то время как у учащихся, занимающихся спортом, ЧСС к концу второго учебного года снижалась.

Вонтогенетических исследованиях показано, что основная возрастная тенденция в регуляции ЧСС проявляется в параллельном снижении частоты сердцебиения и увеличении вариабельности у юных футболистов 16-17 лет. Эти возрастные изменения относят к постепенному созреванию тормозных систем холинэргического контроля ритма сердца.

Достоверно более низкие значения ЧСС по сравнению с аналогичными данными контрольной группы учащихся были выявлены у юных футболистов в возрасте 16-17 лет практически на протяжении двух учебных лет исследования. Выявленная динамика ЧСС у юных футболистов может рассматриваться как состояние хорошей тренированности и свидетельствовать о более раннем становлении парасимпатического отдела вегетативной нервной системы (А.В. Шаханова и др., 2001).

Ритм сердца, так же как и сила его сокращений, регулируемые симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы, очень чутко реагируют на любые стрессорные воздействия. С этих позиций показатели кардиоритма могут выступать в качестве интегральных маркеров стрессированности организма (В.В. Парин, Р.М. Баевский, 1970; Н.В. Сливкина, 1999; В.Р. Горст, М.В. Горст, 2000; С.С. Серегина, 2001). В процессе занятий спортом происходят существенные сдвиги как в отношении морфологии, так и в функции сердечно-сосудистой системы. Хорошее функциональное состояние физиологического спортивного сердца расценивается как проявление долговременной адаптационной реакции, обеспечивающей осуществление ранее недоступной по своей интенсивности физической работы (Ф.З. Меерсон, 1988). При исследовании влияния физической нагрузки выявлена значительная перестройка деятельности сердца в течение дня, недели, учебного года, связанная как со здоровьем учащихся, так и с режимом учебных занятий (Ю.П. Панов, Р.М. Баевский, Н.А. Панова, 1975). Устойчивую реакцию организма детей на повышение двигательной активности можно рассматривать как реакцию адаптивного ответа, целесообразную и необходимую при реально существующей деятельности (П.А. Филеши, 1975). Ежедневные физические упражнения у детей с преобладанием центральных механизмов способствуют улучшению функционального состояния сердечно-сосудистой системы. У детей преддошкольного и дошкольного возраста выявлена высокая активность подкорковых центров. Под влиянием расширенного двигательного режима происходит снижение напряженности регуляторных процессов за счет меньшего снижения симпатических и большего усилия парасимпатических влияний на ритм сердца (Н.И. Шлык, 1991).

Результаты исследований, проводимых на юных спортсменах, свидетельствуют о том, что под влиянием расширенного двигательного режима структура сердечного

ритма в покое меняется, отражая процессы установления новых, более благоприятных взаимоотношений: снижения симпатических и усиления парасимпатических влияний на сердце. Независимо от пола у школьников спортивного класса значительно повышается уровень функционирования синусового узла и увеличивается вариационный размах (А.П. Жужгов, Н.И. Шлык, 1996; 1998; 1999; Н.И. Шлык, 1991; 1992).

Нами установлено, что изменение активности поведения гуморального канала регуляции и парасимпатических влияний на сердечный ритм у мальчиков 10-12 лет, занимающихся футболом, носит волнообразный характер. При этом у мальчиков контрольной группы симпатические влияния на сердечный ритм достоверно возрастают к концу учебного года. Степень вовлечения центрального контура регуляции снижается от начала к концу учебного года, причем такая динамика характерна для обеих исследуемых групп. На втором году эксперимента стабильность таких показателей сердечного ритма, как вариационный размах, АМо отмечается для всех испытуемых. Тенденцию к снижению имеет ИН у мальчиков, занимающихся футболом. Анализ динамики изменения параметров сердечного ритма за два года показывает, что у мальчиков контрольной группы усиливаются парасимпатические влияния, ослабляются симпатические влияния, и это соответствует зоне адаптивных изменений в регуляции сердечного ритма. У мальчиков 10-12 лет, занимающихся футболом, по совокупности динамики параметров сердечного ритма к концу второго года исследования отмечается снижение функциональных возможностей организма.

У детей 6-9 лет возникает состояние относительного равновесия между влияниями обоих отделов ВНС на СР, что является следствием более значительного повышения тонуса парасимпатической иннервации. В 10 лет и старше парасимпатические влияния на СР становятся доминирующими, несмотря на то, что в этот период еще наблюдается некоторое повышение активности симпатического отдела ВНС.

Таким образом, в подростковом возрасте и в период наступления половой зрелости организма формируется иной, нежели в детском возрасте, тип регуляции СР, характеризующийся преобладанием парасимпатического звена ВНС на фоне достаточно выраженного тонуса симпатической иннервации сердца. Такой вариант регуляции СР является оптимальным для организма, т.к. он способствует повышению его адаптационных возможностей и наиболее эффективному использованию функциональных резервов ССС (Р.М. Баевский и др., 1997).

Стадия завершения формирования ВНС начинается с годовалого возраста и продолжается до конца 1-го десятилетия жизни. В этот период нарастает плотность холинэргических и адренергических нервных сплетений, образуется обширный рецепторный аппарат во внутренних органах, в том числе в сердце, формируются вегетативные центры. Параллельно с этим изменяется регуляция синусового ритма сердца. В течение 1-го десятилетия жизни происходит наиболее значительное замедление сердечного ритма, а также регистрируется высокий темп роста мощности дыхательных волн СР, что свидетельствует об усилении парасимпатических влияний на СР (М.В. Кутепова, 1999).

В возрасте 12-14 лет у мальчиков, не занимающихся спортом, выявленные изменения значений вариационного размаха, гуморального канала и симпатической регуляции сердечного ритма классифицируются как состояние нормы. Однако по величине индекса напряжения в конце второго года исследования 10% учащихся имеют неудовлетворительную адаптацию, а у 50% выявлено напряжение механизмов адаптации. На второй год исследования среди этих детей количество ваготоников значительно увеличилось к концу учебного года. При этом среди мальчиков 12-14 лет, не занимающихся спортом, появилась группа симпатикотоников, которые составили 21,05% в начале и 15% в конце второго года исследования.

Результаты наших исследований указывают, что у мальчиков 12-14 лет,

занимающихся футболом, динамика таких показателей вариационной пульсометрии, как Мо, АМо, практически не отличалась от показателей детей контрольной группы. Выявленные изменения значений вариационного размаха у мальчиков 12-14 лет, занимающихся футболом, классифицируются как состояние напряжения механизмов адаптации: количество детей с напряжением механизмов адаптации по данному показателю составило 40%, с неудовлетворительной адаптацией - 20%, с истощением механизмов адаптации - 20%. Анализ индивидуальных данных АМо в течение второго года исследования показал увеличение процента учащихся с напряжением механизмов адаптации от 46,67% до 57,14%. Средние значения индекса напряжения у юных футболистов в начале первого учебного года исследования указывали на состояние напряжения адаптационных механизмов, а к концу второго года исследования - на снижение функциональных возможностей организма. При индивидуальной оценке ИН выявлено, что в конце второго года исследования 21,42% учащихся имеют неудовлетворительную адаптацию. На второй год исследования количество ваготоников в этой группе составило 80% в начале и 78,57% в конце учебного года.

По данным Е.А. Соболевой (1984), у детей 11-13 лет существует равновесие между симпатическими и парасимпатическими влияниями на ритм сердца, а в 14-15 лет авторы наблюдали выраженное преобладание парасимпатических влияний на СР.

Внаших исследованиях у мальчиков 14-16 лет, не занимающихся спортом, выявленные изменения значений вариационного размаха, Мо, АМо, ИН классифицируются как состояние нормы. В то же время градация ИН по Р.М. Баевскому (1968) показала, что среди мальчиков 14-16 лет, не занимающихся спортом, наряду с ваготониками и нормотониками появилась группа симпатикотоников, на долю которых приходилось на второй год исследования 25% в начале и 11% в конце года. Начиная с середины первого учебного года и на протяжении второго года исследования по величине вариационного размаха у юных футболистов наблюдалось напряжение механизмов адаптации. Индивидуальная оценка амплитуды моды выявила в течение второго учебного года учащихся с неудовлетворительной адаптацией. Вместе с тем от начала к концу второго года исследования среди юных футболистов увеличивается процент детей с нормальными значениями АМо от 45,45% до 54,55%, уменьшается процент учащихся с напряжением механизмов адаптации от 45,45% до 36,36%.

Вподростковом возрасте и у молодых людей преобладание парасимпатической регуляции СР существует на фоне достаточно высокого уровня симпатических влияний.

Анализ индивидуальных значений центрального контура регуляции сердечного ритма

умальчиков 14-16 лет, занимающихся спортом, показал, что в конце второго года исследования, как и в начале первого учебного года, появляется группа учащихся (9,09%), которые имеют неудовлетворительную адаптацию. При этом нормальные значения ИН выявлены у 36,36% детей, а у 54,55% учащихся выявлено напряжение механизмов адаптации. Градация ИН показала, что среди мальчиков 14—16 лет, занимающихся спортом, к концу первого учебного года значительно увеличивается количество ваготоников - 72,73%. При этом на долю нормотоников приходилось 27,27%. На второй год исследования количество ваготоников составило 73% в начале и 63,64% в конце учебного года. При этом нормотоники и симпатикотоники составили соответственно 9% и 18%, а в конце года на долю нормотоников и симпатикотоников приходилось соответственно 27,27% и 9,09% (рис. 1).

В возрасте 16-17 лет анализ значений индекса напряжения у юношей, не занимающихся спортом, указывает на напряжение регуляторных механизмов сердечной деятельности. В конце первого и на протяжении второго года исследования средние величины индекса напряжения у юношей контрольной группы находились в пределах значений, которые классифицируются как состояние нормы. У юношей 16-17 лет, занимающихся футболом, начиная с середины первого учебного года и на протяжении второго, по динамике вариационного размаха наблюдалось напряжение механизмов адаптации. Средние величины Мо, характеризующие гуморальный канал регуляции сердечного ритма у юношей 16-17 лет, занимающихся футболом, на протяжении первого и второго года исследования находились в пределах значений, которые классифицируются как состояние нормы. Наряду с этим у юношей-спортсменов к концу первого учебного года наблюдалось усиление симпатических влияний на сердечный ритм, что указывало на напряжение механизмов адаптации, но в течение второго года исследования средние значения АМо приближались к значениям нормы. Вместе с тем при анализе индивидуальных значений АМо количество учащихся с нормальной реакцией составило 50%, со значениями, соответствующими напряжению механизмов адаптации, - 33,33%, с неудовлетворительной адаптацией - 16,67%. Средние величины

индекса напряжения у юношей 16-17 лет, занимающихся футболом, в начале первого учебного года исследования указывали на напряжение регуляторных механизмов сердечной деятельности.

Вконце первого и на протяжении второго года исследования средние величины индекса напряжения у юношей этой группы находились в пределах значений, которые классифицируются как состояние нормы. Анализ индивидуальных значений ИН показал, что на начало второго учебного года исследования на долю юношей с напряжением механизмов адаптации приходилось 83,33%, а остальные 16,67% учащихся имели неудовлетворительную адаптацию. В конце второго года исследования нормальные значения ИН выявлены у 66,66% юношей, у 16,67% учащихся выявлено напряжение механизмов адаптации, а еще у 16,67% - неудовлетворительная адаптация. Примечательно, что на этом фоне в данной группе в начале второго года исследования было выявлено 16,67% симпатикотоников, а в конце года такой процент учащихся составляли нормотоники (см. рис. 1).

Как показывают проведенные нами исследования и данные литературы, одной из важнейших интегральных характеристик индивидуальных особенностей является баланс активности симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы (ВНС), в соответствии с которым выделяют ряд групп лиц c разным типом ВНС (симпато-, нормо- и ваготоников), обладающих определенными функциональными особенностями (Р.М. Баевский и соавт., 1984).

Исследования на взрослых спортсменах показывают, что с ростом тренированности независимо от пола и возраста спортсменов достоверно увеличиваются средние величины показателей, характеризующих активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, и уменьшается активность симпатического отдела вегетативной нервной системы (В.И. Воробьев, 1996; А.М. Голубчиков, 1987; В.Н. Коновалов, А.Ю. Хромов, 1996; Т.Г. Цыганова, Л.Г. Ковтун, 1996). Проведение исследований непосредственно в процессе мышечной деятельности, в частности при разных методах тренировки, наглядно выявляет возрастные различия в адаптации сердечно-сосудистой системы к физической нагрузке (В.И. Воробьев, 1996; Н.И. Шлык, 1991; 1992; А.П. Жужгов, Н.И. Шлык, 1996; 1998; 1999).

Вработах В.И. Воробьева (1978; 1980; 1996) говорится о том, что при нарастании тренированности организма преобладает автономный контур регуляции, наблюдается децентрализация регуляторных механизмов сердечного ритма и ослабление тонуса симпатической нервной системы, а также усиление центральных механизмов управления кардиоритма при перетренированности. Кроме этого, имеются данные о том, что с повышением уровня тренированности как у юных, так и у взрослых спортсменов периоды и амплитуды медленных волн 1-го и 2-го порядка имеют тенденцию к уменьшению, что свидетельствует о снижении центральных регуляторных влияний на синусовый узел сердца спортсменов (В.И. Воробьев, 1996; Р.Е. Мотылянская, В.Н. Артамонов, 1982).

Уподростков с умеренно выраженной ваготонией отмечается экономизация функционирования сердечно-сосудистой системы в условиях относительного покоя, выше уровень физической работоспособности в аэробном режиме. Организм спортсменов с повышенной активностью симпатоадреналовой системы работает в более напряженном режиме, что свидетельствует об ограниченных адаптационных резервах основных физиологических систем.

Результаты исследования школьников и юных спортсменов в возрасте 10-17 лет представлены в таблице 2. Здесь отражены различия между сравниваемыми группами по наиболее информативным параметрам сердечного ритма.

Степень напряжения регуляторных систем есть интегральный ответ организма на весь комплекс воздействующих на него факторов не зависимо от того, с чем они связаны. Даже в условиях покоя напряжение регуляторных систем может быть