МЕТОД ОЦЕНКИ АДАПТАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ К СИЛОВЫМ НАГРУЗКАМ Российский патент 2009 года по МПК A61B5/02 

Данный метод функциональной диагностики относится к области естественных наук - медицине, разделе спортивной физиологии.

В настоящее время полноценных аналогов данному методу функциональной диагностики для определения уровня степени адаптации к силовым нагрузкам нет. Существуют только разрозненные функциональные пробы, односторонне характеризующие степень адаптации сердечно-сосудистой системы к силовым нагрузкам. Настоящие способы оценки функционального состояния спортсменов не могут в совокупности оценить воздействие на сердечно-сосудистую систему основных стрессовых факторов, возникающих при выполнении силовых упражнений (натуживание, большая изометрическая работа).

Прототипом данного метода явилось исследование «Реакция на натуживание у тяжелоатлетов по данным измерения артериального давления и частоты сердечных сокращений», в котором А.Ф.Синяков, С.В.Степанова используют пробу с натуживанием следующего содержания: у спортсмена в положении сидя регистрируется электрокардиограмма, по которой определяется частота сердечных сокращений по 5-секундным интервалам в течение 20 секунд. Затем измеряется артериальное давление. После этого спортсмен, сделав глубокий вдох, имитирует выдох в резиновую трубку с мундштуком, соединенную с аппаратом Рива-Роччи, с таким усилием, чтобы давление поддерживалось в диапазоне от 40 до 60 мм рт.ст. в течение 20 сек. Частота сердечных сокращений регистрируется в период натуживания и в продолжении 20 секунд после окончания натуживания. Артериальное давление измеряется сразу после натуживания, затем через 40 секунд после прекращения натуживания [8].

В работе «Применение функциональных проб для оценки адаптации сердечно-сосудистой системы к статической деятельности») [1, 2] академик К.Г.Адамян, М.Г.Агаджанян применили такое сочетание функциональных проб:

1) проба с изометрической нагрузкой заключалась в сжатии кистевого динамометра левой рукой в течение 3 мин с силой в 50% от предельной;

2) проба с натуживанием производилась по общепринятой методике, использованной в исследовании А.Ф.Синякова и С.В.Степановой,заключающейся в 20-секундном натуживании.

До и после проб производится эхокардиографическое исследование с изучением конечно-диастолического и конечно-систолического объемов, ударного объема, минутного объема сердца, фракции выброса, общего периферического сосудистого сопротивления и показателя соотношения скоростей раннего и позднего наполнения.

Анализируя функциональные пробы, использованные авторами в своих работах можно сказать, что данные методы не в полной мере отвечают требованиям, предъявляемым к методам оценки функционального состояния. Мышечная работа, производимая во время выполнения этих проб, носит преимущественно локальный характер (изометрическая проба с кистевым динамометром - сгибатели предплечья, проба с 20-секундным натуживанием - дыхательные мышцы), это приводит к недостаточной вовлеченности систем вегетативного обеспечения, вследствие чего предлагаемая физическая нагрузка перестает соответствовать работе, которая выполняется во время силовых движений. В совокупности все эти факторы мешают моделированию тренировочной ситуации и снижают степень информативности проводимых исследований.

Метод оценки адаптационного потенциала сердечно-сосудистой системы к силовым упражнениям, предложенный нами, включает в себя две функциональные пробы:

1) проба с натуживанием;

2) изометрическая проба.

Основным требованием к условиям проведения было проведение их в первой половине дня без предшествующего утомления при нормальных условиях.

Проба с натуживанием. Испытуемый выполняет с использованием станового динамометра тягу 80% от максимальной произвольной силы, определенной накануне, и удерживает ее в течение 10 секунд с задержкой дыхания на вдохе.

У испытуемого до нагрузки фиксируется электрокардиограмма, снимаются показатели частоты сердечных сокращений и артериального давления. После нагрузки также фиксируется электрокардиограмма, снимаются показатели частоты сердечных сокращений и артериального давления на 1-, 2-, 3-, 4-, 5-й минуте после окончания пробы в фазе восстановления.

После восстановления показателей частоты сердечных сокращений и артериального давления до исходных величин испытуемый выполняет вторую функциональную пробу с изометрической нагрузкой.

Изометрическая проба. Испытуемый выполняет с использованием станового динамометра тягу 50% от максимальной произвольной силы, определенной накануне, и удерживает ее в течение одной минуты без значительных задержек дыхания.

У испытуемого до нагрузки фиксируется электрокардиограмма, снимаются показатели частоты сердечных сокращений и артериального давления. После нагрузки также фиксируется электрокардиограмма, снимаются показатели частоты сердечных сокращений и артериального давления на 1-, 2-, 3-, 4-, 5-й минуте после окончания пробы в фазе восстановления.

Далее проводится анализ изменения параметров центральной гемодинамики и электрокардиограммы.

Целью нашего метода является оценка уровня адаптационного потенциала сердечно-сосудистой системы спортсменов к силовым нагрузкам.

Задачи предлагаемого изобретения:

1) выявление изменений в центральной гемодинамике и структуре сердечного цикла в ответ на натуживание и изометрическую нагрузку;

2) определение типа реакции сердечно-сосудистой системы на различные факторы силовых нагрузок (натуживание, изометрическая работа).

Ожидаемый результат

Будут получены данные об особенностях реакции сердечно-сосудистой системы на натуживание и изометрическую нагрузку у испытуемого, что поможет в диагностировании и профилактике состояний перетренированности у спортсменов.

Будут даны рекомендации, оптимизирующие учебно-тренировочный процесс и повышающие эффективность спортивного отбора в видах спорта, где основным условием является проявление силовых качеств.

В метод включено две пробы с целью повышения качества оценки изменений, происходящих в работе сердечно-сосудистой системы с учетом таких стресс-факторов, как натуживание и изометрическая нагрузка, которые возникают во время выполнения силовых упражнений и являются специфичными, проявляющимися преимущественно только при таком виде деятельности.

Данный метод прост в организации, по биомеханической структуре упражнение, используемое в обеих функциональных пробах (становая тяга), точно моделирует ситуацию выполнения силовых упражнений. При выполнении проб вовлекается наибольшее количество мышечных групп с адекватной нагрузкой на системы вегетативного обеспечения, совершается мышечная работа глобального характера, что дает возможность объективно оценить уровень адаптационного потенциала сердечно-сосудистой системы спортсмена к силовым нагрузкам.

Пример применения данного метода функциональной диагностики в ходе тренировочного процесса у спортсменов, занимающихся силовым троеборьем.

Таблица 1 Реакция показателей гемодинамики в подготовительном периоде Показатели Изометрическая нагрузка Натуживание До После До После ЧСС 67,7±0,6 145,6±1,9 68,1±1,3 84,3±2,1 САД 120,0±2,3 128,6±2,2 122,0±2,0 130,3±1,9 ДАД 82,1±2,5 86,0±1,6 81,4±1,2 76,4±1,4 ПАД 37,9±1,5 41,7±2,1 40,6±1,9 53,9±2,4 СДД 94,7±1,7 100,5±2,1 94,9±1,5 94,3±2,4 УО 53,4±2,4 52,9±2,6 55,3±1,8 65,3±2,3 МОК 3,62±0,14 7,71±0,29 3,76±0,18 5,51±0,28 УПС 46,6±2,2 23,2±1,6 44,8±2,6 30,5±2,4 СИ 2,03±0,09 4,32±0,2 2,11±0,13 3,09±0,24

Показатели гемодинамики в ответ на изометрическую нагрузку изменились следующим образом (см. табл.1):

- Увеличились

Частота сердечных сокращений (ЧСС) на 115%, систолическое артериальное давление (САД) на 7,1%, диастолическое (ДАД) на 4,7%, пульсовое (ПАД) на 10%, среднединамическое (СДД) на 6%, ударный объем (УО) остался без изменений, минутный объем кровообращения (МОК) на 112,9%, сердечный индекс (СИ) на 112,8%.

- Снизились

Удельное перефирическое сопротивление (УПС) на 50,2%.

В ответ на натуживание произошли изменения следующего характера:

- Увеличились

ЧСС - 23,7%, САД - 6,8%, ПАД - 32,7%, СДД - б/и, УО - 18%, МОК - 46,5%, СИ - 46,4%.

- Снизились

ДАД - 6,1%, УПС - 31,9%.

Анализ полученных данных позволяет охарактеризовать изменения в гемодинамике, в ответ на изометрическую работу и натуживание, как происходящие в пределах нормы.

Таблица 2 Реакция показателей гемодинамики в предсоревновательном периоде Показатели Натуживание Статическая нагрузка До После До После ЧСС 77,3±2,3 90,0±3,1 78,3±2,3 143,0±1,7 САД 124,3±2,6 130,9±2,9 125,3±2,9 137,2±2,0 ДАД 87,1±2,9 82,7±2,2 87,6±3,2 87,9±2,8 ПАД 37,2±2,6 48,2±2,1 37,7±2,1 49,3±2,5 СДД 99,5±2,9 98,7±3,7 100,1±2,0 104,3±2,3 УО 50,2±1,8 58,6±2,4 50,2±1,5 56,3±2,3 МОК 3,88±0,18 5,28±0,3 3,93±0,26 8,05±0,21 УПС 49,2±2,1 33,0±1,9 48,9±1,1 22,9±1,9 СИ 2,02±0,16 2,98±0,14 2,04±0,13 4,55±0,15

В ответ на натуживание (см. табл.2):

- Увеличились

ЧСС - 16,4%, САД - 5,3%, ПАД - 29,5%, СДД - б/и, УО - 16,7%, МОК - 36%, СИ - 47,5%.

- Снизились

ДАД - 5%, УПС - 32,9%.

В ответ на изометрическую нагрузку:

- Увеличились

ЧСС - 82,6%, САД - 9,4%, ДАД - б/и, ПАД - 30,7%, СДД - 4,1%, УО - 12,1%, МОК - 104,8%, СИ - 123%.

- Снизились

УПС - 53,1%.

Анализ полученных данных позволяет охарактеризовать изменения в гемодинамике, в ответ на изометрическую работу и натуживание, как положительные, так как в результате выполнения обеих проб произошло значительное увеличение ударного объема как основного показателя эффективности работы сердца, и снижение удельного перефирического сопротивления.

Таблица 3 Продолжительность зубцов и интервалов ЭКГ после натуживания Показатели Подготовительный период Предсоревновательный период До нагрузки После нагрузки До нагрузки После нагрузки R-R 0,8±0,01 0,47±0,01 0,77±0,02 0,45±0,03 Р 0,1±0,003 0,08±0,002 0,1±0,004 0,08±0,003 P-Q 0,2±0,011 0,12±0,006 0,2±0,01 0,12±0,004 QRS 0,1±0,002 0,1±0,004 0,1±0,003 0,11±0,003 S-T 0,1±0,005 0,06±0,002 0,1±0,003 0,04±0,002 Т 0,13±0,007 0,09±0,003 0,12±0,006 0,09±0,002 T-P 0,27±0,013 0,1±0,005 0,25±0,014 0,09±0,003 Q-T 0,33±0,016 0,25±0,009 0,32±0,014 0,24±0,01

Подготовительный период (см. табл.3):

- Уменьшилась продолжительность

R-R - 41,2%, P - 20%, P-Q - 40%, QRS - б/и, S-T - 40%, T - 23%, T-P - 62,9%, Q-T - 24,2%.

Предсоревновательный период:

- Уменьшилась продолжительность

R-R - 41,5%, Р - 20%, P-Q - 40%, S-Т - 60%, T - 25%, T-P - 64%, Q-T - 25%.

- Увеличилась продолжительность

QRS - 10%

Анализ продолжительности зубцов и интервалов ЭКГ показал: под действием натуживания нагрузки произошла перестройка структуры сердечного цикла в пределах нормы; нарушений ритма сердца выявлено не было как в подготовительном, так и предсоревновательном периоде.

Таблица 4 Продолжительность зубцов и интервалов ЭКГ после изометрической работы Показатели Подготовительный период Предсоревновательный период До нагрузки После нагрузки До нагрузки После нагрузки R-R 0,8±0,02 0,48±0,02 0,76±0,03 0,45±0,01 Р 0,1±0,002 0,08±0,003 0,1±0,006 0,06±0,002 P-Q 0,18±0,004 0,21±0,018 0,18±0,007 0,21±0,012 QRS 0,1±0,003 0,1±0,005 0,1±0,003 0,11±0,004 S-T 0,1±0,004 0,05±0,001 0,1±0,006 0,04±0,002 Т 0,13±0,003 0,08±0,004 0,12±0,007 0,05±0,001 T-Р 0,27±0,011 0,06±0,003 0,24±0,006 0,04±0,001 Q-T 0,33±0,015 0,21±0,008 0,32±0,011 0,2±0,013

Подготовительный период (см табл.4):

- Уменьшилась продолжительность

R-R - 40%, Р - 20%, QRS - б/и, S-T - 50%, T - 38, 4%, T-P - 77%, Q-T - 36,3%.

- Увеличилась продолжительность

P-Q - 16%.

Предсоревновательный период:

- Уменьшилась продолжительность

R-R - 40,7%, P - 40%, S-T - 60%, T - 58,3%, Т-Р - 83,3%, Q-T - 37,5%.

- Увеличилась продолжительность

P-Q - 16,6%, QRS - 10%.

Анализ продолжительности зубцов и интервалов ЭКГ показал, что под действием изометрической работы произошла перестройка структуры сердечного цикла со значительным укорочением фазы диасталы желудочков в предсоревновательном периоде, что говорит о снижении экономичности работы миокарда. Нарушений ритма сердца выявлено не было.

Таблица 5 Реакция сердечно-сосудистой системы на изометрическую нагрузку Время восстановления Подготовительный период Предсоревновательный период ЧСС САД ДАД ЧСС САД ДАД До нагрузки 67,7±0,6 120,0±2,3 82,1±2,5 78,3±3,2 125,3±2,8 87,6±1,9 1 - минута 145,6±1,9 128,3±2,2 86,0±1,6 143,0±3,9 137,2±1,7 87,9±2,9 2 - минута 133,9±3,7 132,0±2,5 89,7±2,9 125,8±2,2 134,2±2,8 94,3±3,6 3 - минута 123,3±2,8 122,1±3,6 84,1±2,1 102,4±3,2 127,1±2,8 86,2±2,9 4 - минута 97,8±2,3 125,5±3,5 85,4±2,8 93,6±2,5 127,2±3,1 86,0±3,0 5 - минута 72,6±1,6 123,1±2,7 83,9±2,3 80,2±2,1 125,9±3,0 85,4±2,4

Тип реакции сердечно-сосудистой системы на изометрическую нагрузку (см. табл.5):

- Подготовительный период - нормотонический тип реакции на физическую нагрузку. К 5-ой минуте восстановление завершилось.

- Предсоревновательный период - нормотонический тип реакции на физическую нагрузку. К 5-ой минуте восстановление завершилось.

Таблица 6 Реакция сердечно-сосудистой системы на натуживание Время восстановления Подготовительный период Предсоревновательный период ЧСС САД ДАД ЧСС САД ДАД До нагрузки 68,1±1,3 122,0±2,0 81,4±1,2 77,3±2,7 124,3±3,6 87,1±2,4 1 - минута 84,3±2,1 130,3±1,9 76,4±1,4 90,0±2,5 130,9±3,4 82,7±2,7 2 - минута 166,3±4,3 148,1±2,8 93,9±2,3 174,0±4,1 162,4±2,8 115,4±2,3 3 - минута 135,9±3,3 130,8±2,9 91,0±2,4 148,5±2,7 148,5±3,2 96,9±2,2 4 - минута 120,3±2,5 126,4±2,3 91,4±2,1 115,0±2,2 139,2±3,8 96,0±2,3 5 - минута 85,7±2,3 123,7±2,9 85,5±2,2 96,5±2,8 135,7±3,1 96,1±2,4

Тип реакции сердечно-сосудистой системы на натуживание (см. табл.6):

- Подготовительный период - гипертонический тип реакции на физическую нагрузку. Полного восстановления за 5 мин не произошло.

- Предсоревновательный период - более выраженный, чем в подготовительном периоде, гипертонический тип реакции на специфическую нагрузку. Полного восстановления за 5 мин не произошло.

Вывод

1. Хотя показатели гемодинамики имеют положительную тенденцию, выявлено снижение адаптационного потенциала сердечно-сосудистой системы у спортсменов в предсоревновательном периоде, на что указывают изменения в электрокардиограмме, а именно укорочение фазы диастолы. Это говорит о том, что положительные изменения в гемодинамике произошли за счет вовлечения дополнительных ресурсов миокарда, что в дальнейшем может привести у спортсменов к состоянию перетренированости и говорит о несоответствии предлагаемых тренировочных нагрузок функциональным возможностям организма спортсменов и недостаточной эффективности восстановительных мероприятий.

2. В ходе тренировочного процесса адаптации к натуживанию не возникло, так как сердечно-сосудистая система в ходе тренировок только усилила свой гипертонический тип реакции на физическую нагрузку, а скорость восстановления после этого специфического вида нагрузки не увеличилась.

Рекомендации: пересмотрение объема и интенсивности тренировочной нагрузки и замена используемых восстановительных мероприятий на более эффективные.

Список литературы

1. Агаджанян Н.А. Материалы VIII междунар. симп. "Эколого-физиологические проблемы адаптации". М. 1998. С.2-6.

2. Адамян К.Г., Оганесян Л.С. Современные методы функциональных исследований сердечно-сосудистой системы. Ереван. 1990.

3. Баевский Р.М. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний / Р.М.Баевский, А.П.Берсенева - М.: Медицина, 1997. - 235 с.

4. Белоцерковский З.Б. Сократительная функция миокарда левого желудочка сердца и артериальное давление у спортсменов при изометрической нагрузке / Белоцерковский З.Б., Любина Б.Г. // Юбилейный сборник трудов ученых РГАФК, посвященный 80-летию академии. - М.: 1998. - Т.4. - С.180-185.

5. Карпман В.Л. Исследование физической работоспособности у спортсменов / В.Л.Карпман, З.Б.Белоцерковский, И.А.Гудков. - М.: Физкультура и спорт, 1974. - 95 с.

6. Карпман В.Л. Сердце и работоспособность спортсмена / Карпман В.Л., С.В.Хрущев, Ю.А.Борисова. - М.: Физкультура и спорт, 1978. - 120 с.

7. Карпман В.Л. Тестирование в спортивной медицине / В.Л.Карпман, З.Б.Белоцерковский, И.А.Гудков. - М.: Физкультура и спорт, 1988. - 104 с.

8. Реакция на натуживание у тяжелоатлетов по данным измерения артериального давления и частоты сердечных сокращений / Синяков А.Ф., Степанова С.В. // Клинико-физиологические характеристики сердечно-сосудистой системы у спортсменов: Сб., посвящ. двадцатипятилетию каф. спорт. медицины им. проф. В.Л.Карпмана / РГАФК. - М., 1994. - С.79-82.

9. Fishman E.Z., Embon P., Pines A. Tenenbaum A. et al. - Am. J. Cardiol., 1997. Feb.1. V.79 (3). P.355-359.

10. Lind A.R., Taylor S.A., Humphreys P.W. et al. Clin. Sci., v.27, p.229-244.

11. Heitanen E. - Cardiovascular responses to static exercise. Scand. J. Work Environ. Health, 1984. v.10, p.397-402.

12. Haykowsky M.J., Gillis R., Quinney A. et al. - Am. J. Cardiol. 1993. V.72. P.1045-1054

Изобретение относится к медицине, а именно к спортивной физиологии. Предложенный метод включает в себя две функциональные пробы: пробу с натуживанием и изометрическую пробу. У испытуемого до и после нагрузки фиксируется электрокардиограмма, снимаются показатели частоты сердечных сокращений и артериального давления. Полученные данные подвергаются статистической обработке. Способ позволяет рационально планировать учебно-тренировочный процесс, выявлять состояние перетренированности. 6 табл.

Способ оценки адаптационного потенциала сердечно-сосудистой системы к силовым нагрузкам, включающий две функциональные пробы с натуживанием и изометрической работой, до и после проб регистрируется электрокардиограмма, артериальное давление и частота сердечных сокращений, отличающийся тем, что у испытуемого до нагрузки фиксируется электрокардиограмма, снимают показатели частоты сердечных сокращений и артериального давления, проводят пробу с натуживанием с использованием станового динамометра с тягой 80% от максимальной произвольной силы, определенной накануне, и удерживают ее в течение 10 с с задержкой дыхания на вдохе, после нагрузки также фиксируют электрокардиограмму, снимают показатели частоты сердечных сокращений и артериального давления на 1-, 2-, 3-, 4-, 5-й минуте после окончания пробы в фазе восстановления, после восстановления показателей частоты сердечных сокращений и артериального давления до исходных величин проводят пробу с изометрической нагрузкой, для чего испытуемый выполняет с использованием станового динамометра тягу 50% от максимальной произвольной силы, определенной накануне, и удерживает ее в течение одной минуты без значительных задержек дыхания, после чего фиксируют электрокардиограмму, снимают показатели частоты сердечных сокращений и артериального давления на 1-, 2-, 3-, 4-, 5-й минуте после окончания пробы в фазе восстановления, далее проводят анализ изменения параметров центральной гемодинамики и электрокардиограммы.