ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКОМ НАГРУЗКИ НА ПАРАМЕТРЫ СПЕКТРАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ЛЕГКОАТЛЕТОВ ПРИ ШИРОТНОМ ПЕРЕМЕЩЕНИИ
УДК/UDC 796.01
Поступила в редакцию 20.05.2015 г.
Доктор биологических наук, профессор С.И. Логинов1 О.Н. Шимшиева1
1 Сургутский государственный университет, Сургут
EFFECT OF EXERCISE ON THE PARAMETERS OF HRV POWER SPECTRUM OF TRACK AND FIELD ATHLETES AT LATITUDINAL RELOCATION
Dr.Biol., Professor S.I. Loginov1 O.N. Shimshieva1
1 Surgut state university, Surgut
Информация для связи с автором: apokin_vv@mail.ru
Аннотация
В исследовании с участием 15 юношей и 15 девушек-легкоатлетов 15-18 лет изучены особенности изменения спектральных характеристик вариабельности сердечного ритма (ВСР) до и после дозированной физической нагрузки (ДФН) в виде высокоинтенсивного 30-секундного бега на месте при перелете из Сургута в Кисловодск на 2-недельный тренировочный сбор и обратно. Данные ВСР анализировали методом вариационной статистики с позиций стохастики и методом многомерных фазовых пространств на основе теории хаоса и самоорганизации. Установлено, что в Сургуте для оценки влияния ДФН у юношей необходимо контролировать параметры порядка и ИР, на юге - У1Р, по возвращении на север - ИР. У девушек в Сургуте наиболее информативен 1Р, на юге и по возвращении на север - У1Р, что и составляет особенность реагирования организма юных легкоатлетов на дозированную физическую нагрузку в изменяющихся условиях.
Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, дозированная физическая нагрузка, спортсмены-легкоатлеты, девушки, юноши, возраст 15-18 лет, стохастика, метод многомерных фазовых пространств, теория хаоса-самоорганизации, широтное перемещение.
Annotation
Changes in the spectral characteristics of heart rate variability (HRV) before and after step load presented by high-intensity 30-second run in place were studied in 15 young men and 15 young women aged 15-18 years during the flight from Surgut to Kislovodsk to a 2-week training camp and back. HRV data were analyzed by means of variation statistics with regard to stochastics and using the method of multidimensional phase spaces on the basis of the chaos and self-organization theory. It was found that in Surgut to assess the impact of step load the characteristics of the order of LF and HF, VLF - in the south and HF components on return to the north should be controlled in young men. As for girls LF is the most informative index in Surgut and VLF - in the South and on their return to the North, and this is the feature of the response to step load of the body of young track and field athletes in a changing environment.
Keywords: heart rate variability, step load, track and field athletes, young women, young men, age of 15-18 years, stochastics, method of multidimensional phase spaces, chaos-self-organization theory, latitudinal relocation.
Введение. Биоинформационный анализ тренировочных эффектов физических нагрузок на организм человека становится объективной необходимостью [6]. На урбанизированном Югорском Севере тренировочный процесс спортсменов осуществляется в дискомфортных природно-климатических условиях, имеющих хаотическую динамику проявления [5], что вынуждает легкоатлетов сборных команд ХМАО периодически выезжать на юг России для проведения учебно-тренировочных сборов. При перемещении в другие географические широты организм спортсменов претерпевает серьезные физиологические изменения, которые на сегодняшний день изучены недостаточно.
Цель исследования - сравнительное изучение динамики функционального состояния организма девушек и юношей - легкоатлетов под влиянием физической нагрузки при широтных перемещениях по данным спектральной мощности вариабельности сердечного ритма с позиций детерминистско-стохастического подхода (ДСП) и теории хаоса-самоорганизации (ТХС).
Методика и организация исследования. В работе приняли участие 30 девушек и юношей в возрасте 15-18 лет, специализирующихся в спринтерских видах легкой атлетики. Все они - члены сборной ХМАО-Югры и имеют квалификацию I спортивного разряда. Спектральные характеристики вариабельности сердечного ритма (ВСР) до и после дозированной физической нагрузки (ДФН) в виде 30-секудного бега на месте с высоким подниманием бедра изучали с помощью пульсоксиметра «ЭЛОКС-01 С2» (Самара, РФ). Пульсограм-му регистрировали в течение 5 мин в положении сидя в состоянии относительного покоя и после ДФН. Было получено 4 блока данных, обозначенных нами как «Сургут-отъезд», «Кисловодск-приезд», «Кисловодск-отъезд», «Сургут-приезд». Всего выполнено 120 измерений. Статистические расчеты выполняли с помощью программы Statistica 6.0 StatSoft, США). Для оценки различий использовали критерий Уилкоксона для групп с непараметрическим распределением. Рассчитывали медиану и 0,95 доверительный интервал. Проверку соответствия данных закону нормального распределения выполняли
D
и
£
■О с
го ^
0
01
на основе вычисления критерия Шапиро-Уилкса. Альтернативно полученные данные обрабатывали методом многомерных фазовых пространств [4].
Результаты исследования и их обсуждение. Динамика показателей спектральной мощности ВСР в покое и после дозированной физической нагрузки в разных местах пребывания (на севере и юге) носит сложный и разнонаправленный характер. Тем не менее анализ абсолютных величин показателей спектральной мощности (СМ) во всех трех диапазонах выявил определенные закономерности. Сравнение показателей СМ сердечного ритма до и после ДФН в Сургуте до отъезда (СО) показало увеличение VLF (с 1486 до 2622 мс2), тогда как другие показатели менялись незначительно: LF уменьшался с 2431 до 1913 мс2, HF увеличивался с 1367 до 1726 мс2, Total также незначительно увеличивался с 6633 до 6948 мс2.
После перелета из Сургута в Кисловодск у девушек в ответ на ДФН абсолютные значения волн в очень низкочастотном диапазоне (VLF) увеличивались в 2 раза (с 5108 до 10709 мс2), мощность волн в низкочастотном диапазоне (LF) почти не менялась (3349 против 3669 мс2), мощность волн в высокочастотном диапазоне (HF) увеличивалась несущественно (с 3354 до 4089 мс2), общая СМ (Total) возрастала с 11811 до 18467 мс2.
В конце учебно-тренировочного сбора (УТС) в Кисловодске по сравнению с началом (КП) показатели VLF в покое уменьшились в 2 раза (с 10709 до 5581 мс2), LF - с 3669 до 2793 мс2, HF - в 1,5 раза (4089 до 2682 мс2), Total снизился в 2 раза (с 26092 до 13502 мс2). По сравнению с реакцией на нагрузку до отъезда достоверных изменений не наблюдалось, в связи с чем можно предположить, что по данным показателям организм практически вернулся к исходному состоянию (до отъезда на УТС). В Сургуте по сравнению с окончанием сбора достоверно увеличивались: VLF и LF - в 3 раза, HF -в 1,5 раза, Total - в 2 раза.
В общей СМ (Total) процентные доли VLF, LFи HF до нагрузки в Сургуте составляли 37, 45, 18 у девушек и 28, 46, 26 у юношей, а после ДФН - 54, 29, 17 и 42, 31, 28 соответственно (рис. 1).
Данные, приведенные на рисунке, наглядно свидетельствуют, что в кластере СО у девушек и юношей в покое доминировала мощность спектра в LF диапазоне (45 и 46 % от Total соответственно). В ответ на ДФН наиболее динамично реагировала очень низкочастотная область спектра VLF: (54 и 42 %> от Total соответственно). Перемещение в Кисловодск (КП) ознаменовался у девушек увеличением доли HF с 16 до 29 %>, а у юношей VLF с 28 до 42 %> по сравнению с Сургутом. На нагрузку девушки и юноши реагировали одинаково - увеличением VLF до 58 и 54 % от текущей Total соответственно. Окончание УТС (кластер КО) в покое у девушек и юношей сопровождалось повышением процентной доли LFс 28 до 45 % и с 37 до 49 % по сравнению с КП соответственно (см. рис. 1).
Изменение процентных долей спектральной мощности сердечного ритма в разных местах пребывания наглядно отображает стохастическую динамику рабочих структур центрального и автономного контуров регуляции. Однако ритм сердца не является строго стохастическим процессом с эр-годическими свойствами [1-3]. Вариабельность сердечного ритма отражает управляющие влияния различных структур с нелинейным характером поведения, которое необходимо рассматривать с позиций ТХС.
Меру хаотичности представляет объем квазиаттрактора (ОКА), своеобразное облако точек в системе фазовых координат. ОКА спектральных показателей под влиянием ДФН в СО у девушек увеличивался в 4,4 раза (с 5,7х1012 до 25,1х1012 усл. ед.). ДФН, проведенная в первые дни в Кисловодске (КП), вызывала незначительное уменьшение ОКА (с 7,26х1012 до 5,77х1012
Рис. 1. Изменение спектральных показателей ВСР под влиянием ДФН.
Условные обозначения: СО - Сургут-отъезд, КП - Кисловодск-приезд, КО - Кисловодск-отъезд, СП - Сургут-приезд. Процентные доли спектра мощности: VLF - спектральная мощность волн в очень низкочастотном диапазоне, LF - мощность волн в низкочастотном диапазоне, Ь^ - мощность волн в высокочастотном диапазоне
усл. ед.). После двухнедельного пребывания, перед отъездом из Кисловодска (КО), проведение ДФН сопровождалось уменьшением ОКА в 3 раза (с 19,8х1012 до 6,31х1012 усл. ед.) (табл. 1). Это уменьшение свидетельствует о снижении степени хаотичности реакций организма девушек в ответ на дозированную физическую нагрузку и имеет адаптационно-приспособительный характер. По приезде в Сургут объем КА значительно увеличился, но под влиянием ДФН почти не изменился (87,01х1012 против 81,21 х1012 усл. ед.). В связи с этим можно предположить, что обратное перемещение на Север сопровождалось повторной активацией функциональных систем организма девушек, отражающейся в спектральных параметрах вариабельности сердечного ритма.
У юношей ОКА в покое после перемещения в Кисловодск вырос в 4 раза, то есть система реагировала на широтное перемещение увеличением хаотичности. В конце УТС система практически не изменилась. Можно предположить, что приспособительные изменения в организме спортсменов, произошедшие после перелета, имели устойчивый характер и практически не изменились к концу сбора. Сразу после перелета обратно (кластер СП) ОКА в покое уменьшился в 13 раз,
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.