ГЕМОДИНАМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ПРИ МАЛЫХ НАГРУЗКАХ НА ТРЕНАЖЕРЕ МЫШЦ ПЛЕЧЕВОГО ПОЯСА

ГЕМОДИНАМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ПРИ МАЛЫХ НАГРУЗКАХ НА ТРЕНАЖЕРЕ МЫШЦ ПЛЕЧЕВОГО ПОЯСА

Орел В.Р., Головина Т.Б.,
ПНИЛ, каф. спортивной медицины

Занятия на силовых тренажерах пользуются все возрастающей популярностью особенно среди молодежи и юношества. Однако научно-обоснованные рекомендации по эффективному и не вредящему здоровью использованию тренажеров практически отсутствуют. Также на сегодняшний день и проблема нормирования физических нагрузок на силовых тренажерах пока изучена совершенно недостаточно.

При велоэргометрии с достаточной точностью и воспроизводимостью возможно задание нагрузок, выполняемых с определенной механической мощностью (кгм/мин, Вт) при должном контроле за правильностью выполнения упражнения. Ряд силовых тренажеров также допускает подобное мощностное нормирование циклических тренировочных и тестирующих нагрузок.

Одним из путей к адекватному обоснованию планирования и дозирования физических нагрузок на силовых тренажерах может служить исследование реакций показателей центральной гемодинамики при выполнении испытуемыми специально подобранных типов тренажерных упражнений.

В работе [1] рассматривались изменения основных показателей центральной гемодинамики при выполнении статических (удержание груза) и динамических (поднимания груза в заданном темпе) нагрузок на тренажере мышц плечевого пояса (ТМПП). Одновременно определялись величины периферического и эластического сосудистых сопротивлений артериальной системы, которые в условиях малых нагрузок (при минутном кровотоке ниже 12 л/мин) являются доминирующими в формировании постнагрузки (afterload) левого желудочка сердца у спортсменов [5, 6].

Ниже проведено сопоставление реакций основных показателей центральной гемодинамики и системных сосудистых сопротивлений при работе на ТМПП с изменениями этих же показателей при работе на велоэргометре [4, 5, 6]. По кривым усредненных зависимостей показателей гемодинамики и сосудистых сопротивлений от мощности велоэргометрической нагрузки удается определить для каждого показателя величину той эквивалентной мощности работы на велоэргометре, при которой достигается то же значение этого показателя, что и при работе на ТМПП.

Методика исследования.

В исследованиях принимали участие 25 студентов и аспирантов. Эксперименты проводились на базе лаборатории спортивной кардиологии и проблемной лаборатории РГАФК.

Все испытуемые выполняли по два упражнения на ТМПП с поднятиями грузов 15 и 20 кг на высоту около 15 см (поворотом рычага тренажера на 90°). Частота подниманий (один подъем за 2 с) также была одинаковой для всех испытуемых. Подъемы выполнялись одной рукой, а на свободной руке аускультативно измерялось артериальное давление. Средняя мощность механической работы в таких упражнениях составляет 135 и 180 кгм/мин соответственно. Время выполнения одного подхода было 2 минуты. Время отдыха между двумя упражнениями составляло 5-7 минут.

Показатели центральной гемодинамики определялись с помощью программно-измерительного комплекса "РЕОДИН" (Медасс, г. Москва), основанного на методе тетраполярной реографии центрального пульса [3]. Обработка дифференциальной реограммы (ДР), регистрируемой комплексом "РЕОДИН", производилась на ПК программой "Импекард". Величины частоты серджечных сокращений (ЧСС), ударного объенма (УО) и минутного объема (МО) крови определялись в результате программной обработки c усреднением данных, полученных обычно на 10 кардиоциклах из выделенного отрезка ДР. Систолическое (Ps) и диастолическое (Pd) значения артериального давления измерялись по методу Короткова и вводились в режиме диалога в память комплекса перед записью соответствующего фрагмента ДР. Вместе с фрагментом кривой ДР и данными об артериальном давлении в базе данных комплекса "РЕОДИН" сохранялось также и точное время их регистрации.

Расчеты периферического (R) и эластического (E) сопротивлений артериальной системы, а также статистическая обработка результатов выполнялись на EXEL-97 с использованием VBA. Расчеты системных сосудистых сопротивлений R и Е основываются на теоретических результатах [5, 6] и используют гемодинамические показатели, содержащихся в памяти комплекса "РЕОДИН". Дополнительно по имеющимся в памяти комплекса фрагментам ДР производилось (вручную) определение длительности периода изгнания, величина которого необходима для вычисления системных сопротивлений. Статистическая обработка результатов включала определение средних величин, стандартных отклонений, а также вычисления коэффициентов корреляции между изучаемыми показателями.

Результаты и обсуждение.

В табл.1 представлены средние величины основных гемодинамических показателей и системных сосудистых сопротивлений в условиях покоя и при выполнении подниманий грузов 15 (1-я нагрузка) и 20 кг (2-я нагрузка). Величины ЧСС и МО достоверно растут с увеличением нагрузочности упражнений. Важной особенностью [1] реакции центральной гемодинамики на малые нагрузки при работе на ТМПП одной рукой является увеличение МО только за счет роста ЧСС при практически неизменном в среднем УО (и даже несколько снизившемся по сравнению с данными покоя: p < 0,05). Это отличие гемодинамической реакции системы кровообращения при упражнениях на ТМПП от малых велоэргометрических нагрузок [4], когда рост МО происходит при одновременном увеличении ЧСС и УО, обусловлено существенным влиянием эффектов натуживания, повышающих внутригрудное давление.

С ростом нагрузки величина R незначительно снижается в полном соответствии с реально малыми величинами мощности нагрузок (< 200 кгм/мин). При этом давление Ps и сопротивление Е достоверно увеличиваются в более значительной мере (как при работе на велоэргометре с мощностью свыше 650 кгм/мин). Одновременный же рост давления Pd принципиально отличает сосудистые реакции при работе на ТМПП [1] от велоэргометрии [4, 5]. Следовательно, даже при малых нагрузках, выполняемых на ТМПП (табл.1), наблюдается выраженная гипертоническая реакция с опережающим ростом жесткости (Е) стенок сосудов артериальной системы.

Таблица 1

Основные показатели центральной гемодинамики и сосудистые сопротивления в покое и при занятиях силовыми упражнениями на ТМПП (±).

Показатель Покой 1-я нагрузка 2-я нагрузка
ЧСС, уд/мин 69 ± 5,6 114 ± 8,5 127 ± 9,7
УО, мл 76,8 ± 6,9 71,9 ± 5,7 72,2 ± 6,3
МО, л/мин 5,3 ± 0,8 8,2 ± 1,1 9,1 ± 1,2
Ps, мм рт.ст. 124 ± 7,6 159 ± 9,5 175 ± 10,4
Pd, мм рт.ст. 78 ± 5,6 105 ± 6,7 114 ± 7,3
E, дин·см-5 1079 ± 118 1405 ± 158 1627 ± 167
R, дин·с·см-5 1594 ± 131 1279 ± 106 1242 ± 98

С целью сравнения нагрузочности ТМПП со значительно более изученными [4] нагрузками на велоэргометре для каждого физиологического показателя определялись две эквивалентные велоэргометрические мощности, при выполнении которых (к концу 3-й минуты педалирования) данный показатель принимал бы именно то значение, что и при упражнении на ТМПП (по данным табл.1). На рис.1 представлена диаграмма таких эквивалентных мощностей велоэргометрических нагрузок. Гемодинамические показатели и системные сопротивления расположены по горизонтальной оси диаграммы в порядке возрастания их эквивалентых велоэргометрических мощностей. Для наглядности первые два столбца диаграммы соответствуют средним мощностям работы на ТМПП в двух нагрузках (135 и 180 кгм/мин).

Если для R и МО величины эквивалентных мощностей довольно близки (рис.1) к выполненным на ТМПП, то для остальных показателей наблюдается выраженный рост эквивалентной мощности по отношению к реально выполненной. Отметим, что само периферическое сопротивление локализовано именно на периферии артериальной системы - в капиллярном русле тканевого резервуара. То же можно сказать и о минутном объеме кровообращения. Величина МО сильно отличается от быстро меняющегося за сердечный цикл объемного потока крови в аорте и крупных артериях. Величина МО весьма близка к величине слабо пульсирующего объемного кровотока в капиллярном русле.

Далее следует (рис.1) эквивалентная мощность, отвечающая эластическому сопротивлению. Здесь различия уже более значимы. Но и Е локализовано не на периферии артериальной системы. Эластическое сопротивление равно объемному модулю упругости [5] аорты и крупных артерий, окончания которых удалены от устья аорты. Эквивалентные мощности для Е в 2,04 и 2,54 раза соответственно превышают мощности двух нагрузок на ТМПП.

Еще более значительные отличия от мощностей упражнений на ТМПП (рис.1) наблюдаются для эквивалентных велоэргометрических мощностей по ЧСС. Частота сердечных сокращений одинакова и в центре системы кровообращения и на периферии, но формируется в основном центральными механизмами с учетом гемодинамических свойств дистальных областей артериальной системы.

Наибольшее отличие по эквивалентной велоэргометрической мощности (рис.1) наблюдается для систолического артериального давления, которое отражает реальное давление крови в восходящей аорте и "наиболее удалено" от периферического русла. Эквивалентная велоэргометрическая мощность для Ps превышает номинальную мощность на ТМПП при двух нагрузках соответственно в 3,6 и 3,9 раза.

Такие отличия между реальной мощностью работы на ТМПП и эквивалентными велоэргометрическими мощностями (рис.1) для Ps связаны с тем, что объем мышц, выполняющих работу при велоэргометрии, значительно выше, чем при работе одной рукой на ТМПП. Но для того, чтобы должным образом наполнить капиллярную сеть мышц, задействованных при работе одной рукой, необходимо значительно повысить артериальное давление во всей системе. Это вполне объяснимо, если учесть, что регулирующее величину МО периферическое сопротивление достаточно велико (табл.1) и при работе на велоэргометре отвечало бы мощности эквивалентной нагрузки (рис.1), составлявшей лишь 80% от мощности работы на ТМПП (причем для обеих нагрузок).

Выводы

1. Важной особенностью реакции центральной гемодинамики при малых нагрузках на ТМПП является увеличение МО только за счет роста ЧСС при практически неизменном в среднем УО.

2. При упражнениях малой мощности на ТМПП эквивалентные (по реакции того или иного гемодинамического показателя) велоэргометрические нагрузки тем сильнее отличаются от фактически выполняемых на тренажере, чем ближе ко входу в аорту локализована "зона действия" соответствующего показателя гемодинамики.

3. При малых мощностях работы на ТМПП одной рукой периферическое сопротивление артериальной системы оказывается таким же, что и при выполнении мышечной работы на велоэргометре практически той же мощности.

Литература:

1. Головина Т.Б., Орел В.Р., Щесюль А.Г., Подгорнов Е.В. Сосудистая нагрузка сердца при работе на тренажере мышц плечевого пояса // Сборник трудов ученых РГАФК - 1999 г. - М.: РГАФК - 1999. - С. 18-23.

2. Иберла К. Факторный анализ: пер. с нем. - М.: Статистика, 1980. - 398 с.

3. Инструментальные методы исследования в кардиологии (Руководство)/ Ред.: Сидоренко Г.И. - Минск, 1994. - 272 с.

4. Карпман В.Л., Любина Б.Г. Динамика кровообращения у спортсменов. - М.: Ф и С, 1982. - 135 с.

5. Карпман В.Л., Орел В.Р. Артериальный импеданс у спортсменов // В сб.: Труды ученых ГЦОЛИФК. 75 лет. Ежегодник - М.: ГЦОЛИФК - 1993. - С. 262-271.

6. Карпман В.Л., Орел В.Р., Кочина Н.Г. и др. Эластическое сопротивление артериальной системы у спортсменов // В сб.: Клинико-физиологические характеристики сердечно-сосудистой системы у спортсменов. - М.: РГАФК. - 1994. - С.117-129.


 Home На главную  Forum Обсудить в форуме  Home Translate into english up

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

Орел, В.Р. Гемодинамические реакции при малых нагрузках на тренажере мышц плечевого пояса / Орел В.Р., Головина Т.Б. // Сборник трудов ученых РГАФК. - М., 2000. - С. 177-183.