Представлены результаты изучения показателей сердечно-сосудистой системы девушек 15–18 лет г. Тюмень в динамике 4 лет регулярных занятий волейболом. Показано, что многолетние регулярно проводимые дозированные физические нагрузки при занятиях волейболом способствуют формированию у девушек адекватных нагрузкам реакций центральной гемодинамики за счет более экономичных и совершенных регуляторных механизмов.
Ключевые слова:девушки, тренировочный процесс в волейболе, сердечно-сосудистая система.
Актуальность исследования. Изучение механизмов адаптации к физическим нагрузкам является одной из основных проблем современной физиологии и спортивной медицины, поскольку в процессе жизнедеятельности организм человека постоянно сталкивается с изменениями гомеостаза, возникающими в процессе выполнения движений [3, 8]. Спортивная деятельность часто сопряжена с предельными по интенсивности и длительности физическими нагрузками, которые связаны с мобилизацией физиологических функций систем, определяющих общую физическую работоспособность и спортивный результат [4]. Важно учитывать возрастные и половые резервные и адаптационные возможности функциональных систем человека [5, 8, 9, 10, 11], особенно в современных условиях школьного образования [1].
Развитие массовой физической культуры и спорта требует научно обоснованной информации об индивидуальных физических и функциональных возможностях занимающихся физкультурой и спортом. Здесь важно подчеркнуть, что информация об уровне физической работоспособности крайне важна для динамического контроля эффективности занятий физической культурой и спортом. В этой связи «человек как предмет познания» [2] предоставляет безграничные возможности для всестороннего изучения на различных методологических уровнях, тем более что состояние здоровья учащихся уже на протяжении ряда лет оставляет желать много лучшего [6], особенно при различных уровнях учебной нагрузки [12].
Оценка функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы у здоровых людей в связи с их занятиями спортом — важная проблема спортивной физиологии и кардиологии. Она необходима для выработки методики спортивной тренировки и, при необходимости, внесения коррекции в тренировочный процесс.
Цель исследования: изучить динамику возрастных изменений в деятельности сердечно-сосудистой системы девушек 15–18 лет г. Тюмень в многолетнем учебно-тренировочном процессе при занятиях волейболом.
Материал и методы исследования.
Исследование проводились с сентября 2012 года по март 2014 года в четыре этапа, в течение которых выполнено 6 срезовых показателей центральной гемодинамики. В исследованиях принимали участие 16 девушек 15–18 лет, из которых 11 человек занимаются волейболом более 5 лет, 4 человека — 4 года и одна девушка свыше трех лет.
В динамическом исследовании были изучены:
1. частота сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин), определенная пальпаторным методом на лучевой артерии;
2. систолическое артериальное давление (САД, мм рт. ст.), определенное по методу Короткова на правом плече;
3. диастолическое артериальное давление (ДАД мм. рт. ст.);
4. пульсовое артериальное давление (ПД мм рт. ст.), рассчитываемое по формуле: ПД = САД - ДАД
5. Двойное произведение (ДП, ед.), являющееся объективным отражением регуляторных процессов в сердце,рассчитывали по формуле:
Оценка (по Г. Л. Апанасенко): высокий уровень менее 70 у. е., выше среднего — 71–75 у. е., средний — 76–85 у. е., ниже среднего — 86–95 у. е.
Определение ЧСС, САД, ПД позволило вычислить коэффициент выносливости (КВ, у. е.), коэффициент экономичности кровообращения (КЭК, у. е.) и вегетативный индекс Кердо (ВИК, у.е.).
6. Величину КВ, характеризующую степень тренированности сердечно-сосудистой системы, определяли по формуле А. Квааса:
7. Коэффициент экономичности кровообращения определяли по формуле: КЭК = (САД - ДАД) ´ ЧСС
8. Вегетативный индекс Кердо рассчитывался по формуле:
ВИК = (1 - ДАД / ЧСС) ´ 100
ВИК отражает степень приспособления организма к окружающим условиям, при котором отклонение от нулевой линии рассматривается как показатель нарушения адаптационных механизмов.
9. Расчет систолического объема крови (СОК) проводился по Старру:
СОК = 40 + 0,5 ПД — 0,6 ДАД + 3,2 В,
где: СОК — систолический объем крови, мл; ПД — пульсовое давление, мм. рт. ст; ДАД — диастолическое артериальное давление, мм. рт. ст.; В — возраст, лет.
10. Для интегральной оценки состояние аппарата кровообращения вычисляли минутный объем крови (МОК) по формуле: МОК = СОК ´ ЧСС,
Полученные данные просчитаны на персональном компьютере с использованием математической обработки по общепринятым методам вариационной статистики. Статистический анализ проводили на основе расчета средних арифметических (М) и их ошибок (±m). О достоверности различий средних значений показателей судили по t-критерию Стьюдента, с определением уровня значимости достоверности полученных различий по таблицам Г. Ф. Лакина [7]. Достоверными считали различия при уровне значимости р < 0,01; р < 0,05, принятых в медико-биологических исследованиях.
Исследования выполнены в соответствии с Приказом МЗ РФ № 226 от 19.06.2003 «Правила клинической практики в РФ». Соблюдены принципы добровольности, прав и свобод личности, гарантированных статьями 21 и 22 Конституции РФ.
Результаты и обсуждение.
Частота сердечных сокращений. Установлена физиологически обусловленная закономерность, заключающаяся в том, что за период от 15 до 18 лет ЧСС достоверно (p<0,05) уряжалась (табл. 1).
Таблица 1
Динамика возрастных изменений центральной гемодинамики девушек 15–18 лет г. Тюмень в многолетнем цикле тренировочного процесса по волейболу (M±m)
|
Период обследования |
|||||
|
Сентябрь 2011 |
Март 2012 |
Сентябрь 2012 |
Март 2013 |
Сентябрь 2013 |
Март 2014 |
|
Частота сердечных сокращений |
|||||
|
78,3±1,4 |
71,6±1,3 |
71,2±1,2 |
70,4±1,2 |
68,7±1,1 |
66,5±1,1 |
|
Систолическое артериальное давление |
|||||
|
110,6±2,4 |
114,2±2,3 |
115,3±2,1 |
116,7±2,3 |
117,2±2,2 |
119,0±1,9 |
|
Диастолическое артериальное давление |
|||||
|
66,1±1,2 |
64,6±1,3 |
64,8±1,3 |
64,2±1,1 |
65,5±1,4 |
65,8±1,3 |
|
Пульсовое давление |
|||||
|
44,5±1,3 |
49,6±1,6 |
50,5±1,5 |
52,5±1,8 |
51,7±1,7 |
53,2±1,8 |
|
Среднее динамическое давление |
|||||
|
80,93±2,3 |
81,13±2,5 |
81,63±2,4 |
82,20±2,9 |
82,73±2,7 |
83,53±2,8 |
|
Ударный объем крови |
|||||
|
53,59±1,8 |
57,04±1,6 |
53,77±1,9 |
58,13±1,8 |
56,35±1,53 |
56,70±1,7 |
|
Минутный объем крови |
|||||
|
4196,1 ±38,3 |
4084,1 ±42,7 |
3828,4 ±34,1 |
4092,3 ±40,4 |
3871,2 ±36,5 |
3779,5 ±33,9 |
|
Двойное произведение (Индекс Робинсона) |
|||||
|
48,78 |
46,25 |
46,13 |
45,71 |
44,99 |
43,75 |
|
Коэффициент выносливости |
|||||
|
1,6584 |
1,4435 |
1,4099 |
1,3410 |
1,3288 |
1,2500 |
|
Коэффициент экономичности кровообращения |
|||||
|
3484,35 |
3551,36 |
3595,60 |
3696,00 |
3551,79 |
3537,80 |
|
Вегетативный индекс Кердо |
|||||
|
15,58 |
9,00 |
8,99 |
8,81 |
4,66 |
1,05 |
Так, если в сентябре 2011 ЧСС в состоянии физиологического покоя у девушек 15 лет была равна 78,3±1,4 уд/мин, то у девушек 18 лет в марте 2014 года — 66,5±1,1 уд/мин, что статистически достоверно (p<0,05). Таким образом, за период с сентября 2011 года по март 2014 года в абсолютных значениях ЧСС (рис. 1) у девушек стала реже на 11,8 уд/мин.
Рис. 1. Динамика возрастных значений частоты сердечных сокращений у девушек 15–18 лет в многолетнем учебно-тренировочном процессе занятий волейболом.
На наш взгляд, это, во-первых, свидетельствует об экономизации кровообращения в связи с регулярно проводимыми физическими нагрузками на растущий женский организм. Во-вторых, физиологически обусловленным возрастным снижением функциональной нагрузки на сердце.
Динамика возрастных значений величины систолического артериального давления. Одним из интегральных показателей центральной гемодинамики является артериальное давление. Исследованием установлено (рис. 2), что систолическое артериальное давление по мере увеличения возраста девушек имело достоверную тенденцию к повышению (p<0,05).
Рис. 2. Динамика возрастных значений систолического артериального давления у девушек 15–18 лет в многолетнем учебно-тренировочном процессе занятий волейболом.
Так, в сентябре 2011 года САД находилось на уровне 110,6±2,4 мм. рт. ст., тогда как в марте 2014 года — 119,0±1,9 мм. рт. ст. Таким образом, возрастной прирост абсолютных значений САД у девушек за период с сентября 2011 года по март 2014 года составил 8,4 мм рт. ст.
Динамика возрастных значений диастолического артериального давления. Знакомство с доступной медицинской литературой позволяет заключить, что величинам кровяного давления уделяется большое внимание, но о т. н. «верхнем» давлении информации больше. Минимальное (или диастолическое) давление — это наименьшая величина давления крови в конце диастолического периода. Принято считать, что высота ДАД в основном определяется степенью проходимости системы прекапилляров. Чем больше сопротивление прекапилляров, тем выше ДАД. Стойкое повышение минимального давления — более неблагоприятный признак, чем повышение максимального давления. Минимальное давление тем выше, чем больше сопротивление прекапилляров, чем ниже эластическое сопротивление крупных сосудов и чем больше частота пульса. В норме у здоровых людей уровень минимального артериального давления колеблется в пределах 65±10 мм рт. ст. В возрасте 19–50 лет наиболее часто диастолическое давление бывает 70–79 мм рт. ст., а 50–70 лет — 80–89 мм рт. ст., отмечал выдающийся отечественный терапевт А. Л. Мясников.
Характеризуя ДАД, можем отметить, что в абсолютных значениях оно мало подвергалось возрастным изменениям (рис. 3) в течение всего многолетнего тренировочного процесса.
Рис. 3. Динамика возрастных значений диастолического артериального давления у девушек 15–18 лет в многолетнем учебно-тренировочном процессе занятий волейболом
За четырёхлетний период динамического изучения ДАД у девушек мы отмечаем, что оно в абсолютных значениях снизилось с 66,1 до 65,8 мм. рт. ст., т. е. на 0,3 мм. рт. ст.
Динамика возрастных значений пульсового артериального давления. Выдающийся отечественный врач-терапевт, академик АМН СССР Георгий Фёдорович Ланг еще в 1950 году обратил внимание на большую величину ПД как фактора прогностически неблагоприятного. В норме пульсовое давление равно в среднем 35±10 мм рт. ст. В многолетнем учебно-тренировочном процессе занятий волейболом девушек нами, во-первых, установлено, что ПД находилось в полном соответствии со значениями систолического и диастолического артериального давления. Во-вторых, динамика возрастных изменений изучаемого показателя свидетельствовала о его некотором возрастном повышении. В-третьих, это повышение величины ПД носило равномерный характер (рис. 4).
Рис. 4. Динамика возрастных значений пульсового артериального давления у девушек 15–18 лет в многолетнем учебно-тренировочном процессе занятий волейболом.
Так, вначале научно исследовательской работы в сентябре2011 года величина ПД составила у девушек в возрасте 15 лет 44,5±1,3 мм рт. ст., то к марту 2014 года ПД находилось на значениях 53,2±1,8 мм рт. ст., что статистически достоверно (p<0,05). В абсолютных значениях повышение ПД в многолетнем учебно-тренировочном процессе за период с сентября 2011 года по март 2014 года составило 8,7 мм рт. ст.
Динамика возрастных значений среднего динамического давления. Касаясь истории изучения центральной гемодинамики у человека, хочется отметить, что выдающиеся ученые России И. М. Сеченов и И. П. Павлов придавали большое значение среднему динамическому давлению. В норме среднее давление составляет 80–90 мм рт. ст., однако следует учитывать возраст обследуемого. Среднее динамическое давление в возрасте до 45 лет составляет в среднем 80 мм рт. ст., с пределами колебаний 75–92 мм рт. ст.; старше 45 лет — 85–95 мм рт. ст., а в более пожилом возрасте в некоторых случаях достигает 100–110 мм рт. ст. Ни у одной девушки в процессе многолетнего исследования не было отклонений в возрастных значениях среднего динамического давления (табл. 5).
Рис. 5. Динамика возрастных значений среднего динамического давления у девушек 15–18 лет в многолетнем учебно-тренировочном процессе занятий волейболом.
Тем не менее, можем отметить следующее. Во-первых, в связи с увеличением возраста среднее динамическое давление в абсолютных значениях повышалось. Так, в начале исследования его значения составили 80,93±2,3 мм. рт. ст., то в конце — 83,53±2,8 мм. рт. ст., хотя статистически достоверных различий нет (p>0,05). Во-вторых, его возрастное повышение носило равномерный характер. В-третьих, его значения коррелировали с показателями систолического артериального давления.
Динамика возрастных значений ударного объёма крови. Объем крови нагоняемый каждым желудочком в магистральный сосуд (аорту или легочную артерию) при одном сокращении сердца обозначается как систолический или ударный объем крови. Ударный объемкрови характеризует силу и эффективность сердечных сокращений. В состоянии физиологического покоя объем крови, выбрасываемой из желудочков, составляет от 60 до 80 мл. Из доступных литературных источников установлено, что величина систолического объема зависит от возраста, пола, уровня физической подготовки, тренированности, положения тела. Так, у детей в 6–9 лет систолический объем составляет 32 мл, в 10–12 лет — 44 мл, в 13–17 лет — 60 мл, у взрослых — от 60 до 80 мл.
Отметим, что УОК рассчитан нами в состоянии физиологического покоя. На начальном этапе исследования ударный объём крови составил 53,59±1,8 мл, тогда как в марте 2014 года 56,70±1,7 мл. Следовательно, за период с сентября 2011 года по март 2014 года УОК в абсолютных значениях увеличился на 5,54 мл (рис. 6), причем его увеличение, практически всегда, носило равномерный характер и не выходило за пределы нормативных значений.
Рис. 6. Динамика возрастных значений ударного объёма крови у девушек 15–18 лет в многолетнем учебно-тренировочном процессе занятий волейболом
Динамика возрастных значений минутного объёма крови. Минутный объем крови, или сердечный выброс, — количество крови, выбрасываемое левым желудочком в аорту за 1 мин, то есть произведение ударного объёма крови на частоту сердечных сокращений в 1 мин. МОК зависит от:
1) количества крови, возвращающегося к правому предсердию (венозный возврат); чем больше венозный возврат, тем больше МОК;
2) сократительной способности миокарда;
3) ЧСС (выраженная тахикардия или брадикардия приводит к уменьшению МОК);
4) преобладающего влияния симпатической (увеличение МОК) и парасимпатической (уменьшение МОК) частей вегетативной нервной системы.
Рис. 7. Динамика возрастных значений минутного объёма крови у девушек 15–18 лет в многолетнем учебно-тренировочном процессе занятий волейболом
Измеряется минутный объем крови в миллилитрах (или литрах) в минуту и является одним из важнейших параметров, отражающих состояние сердечно-сосудистой системы. Величина МОК в покое колеблется в пределах 2,5–4,5 литра в минуту, а при физической нагрузке большой мощности возрастает до 20–40 литров в минуту.
На начальном этапе исследования в сентябре 2011 года минутный объём крови девушек составил 4196,1±38,3 мл, тогда как в марте 2014 года 3779,5±33,9 мл. Следовательно, за изучаемый период минутный объем крови в абсолютных значениях увеличился 416,6 мл (рис. 7). У обследованных девушек минутный объем крови, во-первых, не выходил за пределы физиологически обусловленных значений и, во-вторых, свидетельствовал об экономизации кровообращения.
Динамика возрастных значений двойного произведения. Двойное произведение (индекс Робинсона) является объективным отражением регуляторных, т. е. обменно-энергетических процессов, происходящих в сердце. Научные исследования свидетельствуют о том, что значения индекса могут иметь различные значения. Низкий уровень протекания регуляторных процессов в сердечной мышце — когда значения превышают 111 у.е., ниже среднего — 110–95 у.е., средний — 94–85 у.е., выше среднего — 84–70 у.е., высокий — менее 70 у.е.
Можно с уверенностью утверждать, что регулярно проводимые занятия волейболом благоприятно отражаются на функциональном состоянии сердца девушек 15–18 лет (рис. 8).
Рис. 8. Динамика возрастных значений индекса Робинсона у девушек 15–18 лет в многолетнем учебно-тренировочном процессе занятий волейболом.
Выводы:
1. Многолетние регулярно проводимые дозированные физические нагрузки при занятиях волейболом способствуют формированию у девушек 15–18 лет адекватных нагрузкам реакций центральной гемодинамики. При этом частота сердечных сокращений имеет тенденцию к уряжению, тогда как систолическое артериальное давление медленно повышается, что свидетельствует об экономизации кровообращения. Диастолическое артериальное давление и среднее динамическое давление мало подвергается возрастным изменениям и является относительно консервативным показателями.
2. В связи с увеличением возраста и регулярными многолетними физическими нагрузками ударный и минутный объём крови, изученные расчетным методом в состоянии физиологического покоя, повышались, причем это увеличение носило равномерно поступательный характер и не выходило за пределы нормативных физиологических значений. Судя по значениям индекса Робинсона можно утверждать, что многолетние занятия волейболом благоприятно отражаются на функциональном состоянии сердца девушек 15–18 лет.
3. За период с 15 до 18 лет у всех девушек было физиологически обоснованное снижение расчетного значения ВИК, что свидетельствует об уменьшении симпатического влияния вегетативной нервной системы на сердечнососудистую систему.
4. Занятия волейболом способствуют: повышению как показателей функционального состояния сердечно-сосудистой системы, выражающихся в экономичности её функционирования; обеспечивают совершенную деятельность сердечно-сосудистой системы за счет более экономичных регуляторных механизмов, позволяющих поддерживать оптимальную жизнедеятельность организма.
Литература:
1. Айзман Р. И., Герасёв А. Д. Здоровье и безопасность — ключевые задачи образования в современных условиях //Формирование культуры здоровья как основы развития здоровой личности в условиях инновационного образовательного процесса: матер. всеросс. науч-практ. конфер. с междунар. участием 27–28 апреля 2012. — Тюмень, 2012. — С. 9–14.
2. Ананьев В. Н. Человек как предмет познания. — Л.: Наука, 2009. — 336 с.
3. Бальсевич В. К. Онтокинезиология человека. — М.: Теория и практика физической культуры, 2000. — 275 с.
4. Ванюшин М. Ю. Адаптация кардиореспираторной системы спортсменов к физической нагрузке повышающейся мощности: дис.... канд. биол. наук. — Казань, 2003. — С. 141.
5. Горбанёва, Е. П. Качественные характеристики функциональной подготовленности спортсменов. — Саратов, 2008. — 145 с.
6. Ефимова Н. В., Шибков А. А. Региональные антропометрические константы организма детей на начальном этапе адаптации к обучению в школе //Формирование культуры здоровья как основы развития здоровой личности в условиях инновационного образовательного процесса: матер. всеросс. науч-практ. конфер. с междунар. участием 27–28 апреля 2012. — Тюмень, 2012. — С. 44–46.
7. Лакин Г. Ф. Биометрия: Учебное пособие /Г. Ф. Лакин. — М.: Высшая школа, 1990. — 352 с.
8. Мищенко В. С. Функциональные возможности спортсменов /В. С. Мищенко. — Киев: Здоров¢я, 1990. — 200 с.
9. Соколов Е. В., Кузнецова Т. Д., Самбурова И. П. Возрастное развитие резервных и адаптивных возможностей системы дыхания. //Физиология развития ребенка. — Москва, 2000. — С. 167–184.
10. Физиология развития ребенка: теоретические и прикладные аспекты. /Под. ред. Безруких М. М., Фарбер Д. А. М.:, 2000. — 319 с.
11. Фролов А. Ф., Автухович А. И., Щетинкина Л. П. Особенности адаптации юных спортсменов в ациклических видах спорта // Теория и практика физической культуры. — 2007. — № 10. — С. 29–32.
12. Хренкова В. В., Бондин В. И., Абакумова Л. В. Комплексная оценка функционального состояния организма школьниц с разным уровнем учебной нагрузки //Формирование культуры здоровья как основы развития здоровой личности в условиях инновационного образовательного процесса: матер. всеросс. науч-практ. конфер. с междунар. участием 27–28 апреля 2012. — Тюмень, 2012. — С.90–93.
