Abstract CHANGES OF HEART'S PUMP FUNCTION INDICES IN ATHLETES AND NON-ATHLETES WHEN MUSCLES LOADING OF THE INCREASING POWER R.A. Abzalov, dean of the physical culture faculty, Honoured Scientist of Republic Tatarstan Dr. Hab. Biol., professor R.R. Nigmatullina, Dr. Biol., lecturer Kazan State Pedagogical University, Kazan Key words: impedance rheography, athletes, muscles loads, pump function of heart, contractibility of myocardium. The aim of this study was to analyze the pump function of a heart in athletes and non-athletes when performing the muscle loads of an increasing power. As the result of the research it had been concluded: the method of the impedance rheography allows to value the pump function of a heart - when working with the increasing power; indices of the pump functions of a heart change in dependence on the level of athletes sports trainingness, age and sex.
|
ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАСОСНОЙ ФУНКЦИИ СЕРДЦА У СПОРТСМЕНОВ И НЕСПОРТСМЕНОВ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ МЫШЕЧНЫХ НАГРУЗОК ПОВЫШАЮЩЕЙСЯ МОЩНОСТИ Декан факультета физической
культуры, заслуженный деятель науки Pеспублики
Татарстан, Кандидат биологических наук, доцент Р.Р. Нигматуллина Казанский государственный педагогический университет, Казань Ключевые слова: импедансная реография, спортсмены, мышечные нагрузки, насосная функция сердца, сократимость миокарда. Организация и методы исследования. Обследовали людей следующих групп: I - лыжники мс, кмс 19-20 лет; II - легкоатлеты-бегуны на средние дистанции - мс, кмс 21-22 лет; III - юноши-лыжники 1-го разряда 16-17 лет; IV - девушки-лыжницы 1-го разряда 16-17 лет. Контрольные группы: V - юноши-неспортсмены 17-18 лет; VI - юноши-неспортсмены 15 лет; VII - девушки-неспортсменки 15 лет. Физическую работоспособность определяли по тесту PWC170, испытуемые выполняли две мышечные нагрузки продолжительностью по 5 мин. Мощность первой нагрузки дозировалась из расчета 1-1,5 Вт/кг массы тела, а мощность второй нагрузки была в 2-2,5 раза выше первой. После выполнения первой нагрузки испытуемые отдыхали в течение 3 мин. Максимальное потребление кислорода (МПК) находили расчетным способом: МПК = 1,7, PWC170 + 1240. Используя метод импедансной реографии, определяли показатели насосной функции сердца в течение последних 20-30 с выполнения мышечных нагрузок на велоэргометре. Осуществляли синхронную регистрацию объемной и дифференцированной реограмм, ЭКГ в течение всего времени выполнения нагрузок. Использовали АЦП MacLab/4e фирмы ADinstruments, реоплетизмограф 4РГ-2М, ЭКГ-усилитель фирмы ADinstruments, компьютер Power Macintosh. Схема подсчета амплитудно-временных характеристик реограмм описана нами в статье [3]. Определяли скорость быстрого изгнания крови из левого желудочка сердца делением амплитуды дифференцированной реограммы на время быстрого изгнания крови. Время максимального систолического изгнания крови определяли относительно длительности кардиоцик лов и выражали в процентах. Диастолический индекс рассчитывали отношением амплитуды диастолической волны объемной реограммы к амплитуде ее систолической волны и выражали в процентах. Индекс периферического сопротивления сосудов определяли делением амплитуды инцизуры объемной реограммы на амплитуду систоличес кой волны и выражали в процентах. Результаты исследований обрабатывали, используя программу Сhart. Достоверность различий определяли по t-критерию Стъюдента. Результаты исследований, их обсуждение. Как и следовало ожидать, физическая работоспособность у юношей-лыжников 1-го разряда выше, чем у девушек-лыжниц 1-го разряда (табл.1), разница составляет 330,8 кгм/мин (р<0,05). В наших исследованиях наибольшая работоспособность (1741,8 кгм/мин) выявлена у лыжников мс, кмс, и она на 365,9 кгм/мин больше, чем у юношей-лыжников 1-го разряда (р<0,01). Физическая работоспособность у девушек-неспортсменок 15 лет является самой низкой - 459,7 кгм/мин, а у юношей 15 лет она выше на 368,1 кгм/мин (р<0,01). Работоспособность у юношей-неспортсменов 17-18 лет больше, чем у юношей-неспортсменов 15 лет, на 217,3 кгм/мин (р<0,05). Наиболее высокие показатели МПК (4,2 л/мин) наблюдаются у лыжников мс, кмс. У девушек-лыжниц 1-го разряда МПК на 0,56 л/мин меньше, чем у юношей-лыжников 1-го разряда (р<0,05). Этот показатель у юношей-неспортсменов 15 лет составляет 2,6 л/мин и он больше, чем у девушек-неспортсменок 15 лет, на 0,62 л/мин и меньше по сравнению с юношами-неспортсменами 17-18 лет (р<0,05). МПК на единицу массы тела является наиболее высоким у лыжников мс, кмс (61 л/мин/кг) и существенно не отличается от показателей у легкоатлетов мс, кмс. Этот показатель у девушеклыжниц 1-го разряда на 4,8 л/мин/кг меньше, чем у юношей-лыжников 1-го разряда (р<0,05). Вместе с тем МПК на единицу массы тела уменьшается на 6,2 л/мин/кг по мере увеличения возраста юношей от 15 до 17-18 лет. При первой мышечной нагрузке происходит повышение частоты сердечных сокращений (ЧСС) во всех группах испытуемых. Однако выраженность реакции ЧСС зависит от уровня тренированности . Самая низкая реакция ЧСС (29,1 уд/мин) наблюдается у лыжников мс, кмс. Выраженность реакции одинакова у легкоатлетов мс, кмс и лыжников 1-го разряда и составляет 54-56 уд/мин (р<0,001). Наибольшее повышение ЧСС (на 63,5 уд/мин) наблюдается у девушек-неспортсменок 15 лет (р<0,001). У юношей-неспортсменов 15 лет ЧСС увеличивается на 50,9 уд/мин, а у юношей-неспортсменов 17-18 лет - на 44 уд/мин (р< 0,001). Во время выполнения второй нагрузки ЧСС повышается в группе лыжников мс, кмс на 61,4 уд/мин. Более выраженные изменения происходят у лыжников 1-го разряда: у девушек реакция составляет 81,9 уд/мин, а у юношей - 72,6 уд/мин. При выполнении второй мышечной нагрузки показатели ЧСС у девушек-лыжниц выше, чем у юношей-лыж ников 1-го разряда (р<0,05). Самые высокие величины ЧСС (171 уд/мин во время второй нагрузки) зарегистрированы у девушек-неспортсменок 15 лет, что на 13,3 уд/мин выше, чем у юношей-неспортсменов 15 лет (р< 0,01). При выполнении первой нагрузки на велоэргометре не выявлено увеличения ударного объема крови (УОК) в группе лыжников мс, кмс. Вместе с тем у легкоатлетов мс, кмс и лыжников 1-го разряда наблюдается повышение УОК соответственно на 19,8 и 20,7 мл (р<0,05). При этом выраженность изменений УОК примерно одинаковая у девушек-лыжниц 1-го разряда и неспортсменок 17-18 лет. В данных условиях у девушек-неспортсменок 15 лет УОК увеличивается на 10,2 мл (р<0,05). Во время выполнения первой мышечной нагрузки показатели УОК у юношей и девушек-лыжниц 1-го разряда не различаются и составляют 108-110 мл. При этом величины УОК у девушек и юношей-неспортсме нов 15 лет также находятся на одном уровне - 81,8-83,6 мл. Нами не выявлены половые различия в показателях УОК при выполнении первой мышечной нагрузки. Наиболее выраженное увеличение показателей УОК (на 55,8 мл) происходит в группе лыжников мс, кмс при выполнении второй мышечной нагрузки. В данных условиях в группе девушек-неспортсменок 15 лет увеличения УОК не выявлено. Это свидетельствует о том, что уже при выполнении первой нагрузки у девушек происходит выраженное увеличение сократительной мощности миокарда. Незначительный рост показателей УОК при выполнении второй нагрузки в данной группе может быть вызван и тем, что ЧСС увеличивается до 170 уд/мин, и при этом становится недостаточным диастолическое наполнение желудочков. У легкоатлетов при выполнении второй нагрузки УОК увеличивается на 30,8 мл (р<0,001). В данных условиях у юношей и девушек-лыжниц 1-го разряда выявлен рост УОК соответственно на 32,6 и 29,7 мл (р<0,001). УОК у юношей-неспорт сменов 15 и 17-18 лет при этом увеличивается на 27,3 и 21,9 мл (р< 0,01). Наиболее высокие показатели УОК при выполнении второй мышечной нагрузки наблюдаются у лыжников мс, кмс. Вместе с тем величины УОК в данных условиях примерно равны у легкоатлетов мс, кмс, юношей и девушек-лыж ниц 1-го разряда. Кроме того, во время выполнения второй нагрузки у юношей-неспортсме нов 15 лет УОК на 27,6 мл выше , чем у девушек-неспортсменок (р<0,01). Эти данные свидетельствуют о том, что увеличение УОК у лыжников мс, кмс происходит при выполнении второй мышечной нагрузки. В остальных группах испытуемых УОК значительно увеличивается при первой нагрузке и существенно не изменяется при увеличении мощности нагрузки. При выполнении мышечной нагрузки происходит увеличение минутного объема кровообращения (МОК) у испытуемых всех групп. Вторая мышечная нагрузка вызывает увеличение МОК до 26 л/мин у лыжников мс, кмс. Реакция МОК у легкоатлетов мс, кмс почти в 2 раза меньше, чем у лыжников мс, кмс. Во время второй нагрузки у лыжников 1-го разряда и юношей-неспортсменов 17-18 лет МОК достигает 17-19 л/мин. У девушек-не спортсменок 15 лет реакция МОК на вторую нагрузку такая же, как и на первую. Наибольшие величины МОК во время второй нагрузки нами установлены у лыжников мс, кмс, т.е. показатели МОК в данной группе испытуемых почти в 2 раза выше, чем у юношей-неспортсменов 15 лет. Имеются данные о том, что при выполнении неспортсменами аэробной мышечной нагрузки продолжительностью 5 мин происходит увеличение УОК, ЧСС, индекса сократимости по сравнению с величинами в покое [9]. M.Y. Hopkins и др. [8] отмечают, что при увеличении мощности нагрузки до максимальной сердечный выброс и УОК у спортсменов выше, чем у неспортсменов. Сердечный индекс при выполнении первой мышечной нагрузки увеличивается у всех испытуемых. Наибольшее изменение (с 4,05 до 8,41 л/мин/м2) происходит у девушек-лыжниц 1-го разряда (р<0,001). Реакция данного показателя на вторую нагрузку более значительна, прирост (с 4,97 до 14,17 л/мин/м2) наблюдается у лыжников мс, кмс (р<0,001). Показатели сердечного индекса у юношей и девушек-лыжниц 1-го разряда при второй нагрузке существенно не различаются. Объемная скорость изгнания крови, рассчитываемая делением ударного объема крови на длительность периода изгнания крови из левого желудочка сердца, увеличивается при мышечных нагрузках. Наибольший рост данного показателя (на 173,2 мл/с) происходит у легкоатлетов мс, кмс (р<0,001), а у юношей и девушек-лыж ниц 1-го разряда реакция соответственно составляет 145,9 и 124,3 мл/с (р<0,05). Объемная скорость изгнания крови у легкоатлетов мс, кмс, лыжников 1-го разряда и неспортсменов 17-18 лет при выполнении первой мышечной нагрузки находится в пределах 478-493 мл/с (р>0,05). Наивысшим этот показатель является у лыжников мс, кмс и составляет 609 мл/с, а самые низкие его величины характерны для девушек и юношей-неспортсменов 15 лет - 380-400 мл/с. Во время второй мышечной нагрузки объемная скорость изгнания крови у лыжников мс, кмс увеличивается на 477 мл/с (р<0,001), т.е. прирост в 4 раза выше, чем при первой нагрузке. Сдвиги данного показателя у легкоатлетов мс, кмс и юношей-лыжников 1-го разряда соответственно составляют 266 и 285 мл/с (р<0,001). Менее выраженные изменения объемной скорости изгнания крови наблюдаются у девушек-лыжниц 1-го разряда, неспортсменок 17-18 и 15 лет. Объемный кровоток, который рассчитывается делением минутного объема кровообращения на объем грудной клетки, при выполнении нагрузки увеличивается во всех группах испытуемых. Самая низкая реакция (с 13,3 до 20,4 л/мин/см3) выявлена у лыжников мс, кмс (р<0,05). У легкоатлетов мс, кмс и юношей-лыжников 1-го разряда при выполнении первой нагрузки объемный кровоток увеличивается соответственно до 19,9 и 23,8 л/мин/см3. Однако у девушек-лыжниц 1-го разряда данный показатель достигает 28 л/мин/см3 (р<0,001). Изменение объемного кровотока у девушек-не спортсменок 15 лет выше, чем у юношей-неспорт сменов 15 лет, реакции соответственно составляют 13,5 и 9,8 л/мин/см3. Во время второй мышечной нагрузки
увеличение объемного кровотока более выраженно,
чем при первой. В наших исследованиях самые
большие величины объемного кровотока - 40,89
л/мин/смы наблюдаются у лыжников мс, кмс и
прирост на вторую нагрузку у них почти в 4 раза
боль Период изгнания крови из левого желудочка сердца при выполнении мышечных нагрузок уменьшается. Наибольшее снижение данного показателя (на 0,063) с выявлено у девушекнеспортсменок 15 лет. Во время выполнения второй нагрузки период изгнания крови еще более уменьшается. Снижение данного показателя на 0,073-0,071 с выявлено у девушек-неспортсменок 15 лет и у девушек-лыжниц 1-го разряда (р< 0,001). Менее выраженное уменьшение периода изгнания крови (на 0,045 с и на 0,048 с) наблюдается у юношей-неспортсменов 15 и 17-18 лет. При выполнении второй нагрузки период изгнания крови у девушек и юношей-неспортсменов 15 лет значительно меньше, чем у спортсменов. Амплитуда ДРГ при выполнении мышечных нагрузок увеличивается. Однако у лыжников мс, кмс изменение амплитуды ДРГ при первой нагрузке незначительное, а при второй - самое высокое и составляет 0,76 Ом/с (р<0,001). Вместе с тем у девушек-неспортсменок 15 лет при первой нагрузке реакция самая высокая - 0,45 Ом/с, а при второй она ниже - 0,41 Ом/с (р<0,001). В остальных группах испытуемых при второй мышечной нагрузке происходит большее увеличение амплитуды ДРГ, чем при первой. Увеличение скорости быстрого изгнания крови при первой нагрузке на 14,8 Ом.с2 наблюдается у девушек-неспортсменок 15 лет, при второй нагрузке у них реакция примерно такая же (табл. 1). Однако у лыжников мс, кмс при первой нагрузке изменение скорости быстрого изгнания крови незначительное, а при второй - самое высокое среди всех групп и составляет 18,2 Ом.с2 (р<0,001). В остальных группах испытуемых скорость быстрого изгнания крови увеличивается с повышением мощности выполняемых нагрузок. Это происходит на фоне повышения амплитуды ДРГ и снижения времени быстрого изгнания крови. При выполнении мышечной нагрузки максимальная скорость сокращения желудочков и относительный вклад предсердий в заполнение желудочков возрастают [10]. Это ведет к увеличению УОК за счет повышения сократимости миокарда и, вероятно, возросшего венозного возврата [9]. Однако, как в исходном состоянии, так и при выполнении мышечных нагрузок сократительная способность миокарда у спортсменов выше, чем у неспортсменов. Таблица 1. Индексы сократительной способности миокарда левого желудочка спортсменов и неспортсменов во время выполнения мышечных нагрузок
Примечание. Таблица 2. Амплитудные индексы реограмм у спортсменов и неспортсменов во время выполнения мышечных нагрузок
При выполнении мышечных нагрузок время максимального систолического изгнания крови увеличивается у лыжников мс, кмс и юношей-лыжников 1-го разряда соответственно на 5,2 и 5,7% (см. табл. 1). Более выраженное изменение данного показателя (на 8,6 и 8,2%) происходит у девушек-лыжниц 1-горазряда и девушек-неспортсменок 15 лет. При выполнении второй нагрузки у девушек и юношей-неспортсменов 15 лет время максимального систолического изгнания крови увеличива ется на 11,1 и 11,3%, а у лыжников мс, кмс и легкоатлетов мс, кмс реакция ниже и составляет 9 и 6,5%. Следовательно, с повышением мощности мышечных нагрузок время, затрачиваемое левым желудочком сердца на максимальное систоличес кое изгнание крови, увеличивается, т.е. составляет все большую часть от длительности кардиоциклов. Вместе с тем во время выполнения мышечных нагрузок повышающейся мощности время максимального систолического изгнания крови из левого желудочка сердца у спортсменов высокой квалификации меньше, чем у неспортсменов. Вероятно, это приводит к тому, что при мышечной нагрузке фаза быстрого заполнения желудочков у тренированных людей больше, чем у нетренированных [8]. Диастолический индекс при выполнении мышечных нагрузок снижается (табл. 2). Если у лыжников мс, кмс в исходном положении диастоличе ский индекс составляет 63,3%, то при выполнении первой нагрузки - 49,7%, а второй - 43,9%. Следовательно, у лыжников и легкоатлетов кмс и мс диастолический индекс уменьшается при первой и второй нагрузках на одинаковую величину. Вместе с тем в остальных группах испытуемых этот индекс при первой нагрузке снижается в большей мере, чем при второй. Индекс периферического сопротивления сосудов при выполнении мышечных нагрузок снижается (см. табл. 2). У легкоатлетов мс, кмс происходит уменьшение данного индекса на 28,6% при первой нагрузке и на 21,2% - при второй (р<0,01). Наиболее выраженное снижение данного индекса (на 35,4%) при первой нагрузке происходит у девушек-лыжниц 1-го разряда (р<0,01). В данной группе испытуемых индекс периферического сопротивления сосудов при второй нагрузке снижается в меньшей мере (на 21,6%). О снижении периферического сопротивления сосудов на 13% во время циклической работы свидетельствуют данные A.C. Nоbrega и др. [12]. Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы: 1. Метод импедансной реографии дает возможность оценить насосную функцию сердца во время выполнения мышечных нагрузок повышающейся мощности. 2. При выполнении мышечных нагрузок происходит увеличение скорости быстрого изгнания крови. Чем выше уровень тренированности спортсменов, тем больше увеличивается скорость быстрого изгнания крови во время выполнения мышечной нагрузки. 3. При повышении мощности мышечных нагрузок время максимального систолического изгнания крови у девушек-лыжниц увеличивается в большей мере, чем у юношей-лыжников. Увеличение времени максимального систолического изгнания крови у лыжников 1-го разряда более выраженно, чем у лыжников мс, кмс. Следовательно, чем более тренирован спортсмен, тем меньше у него увеличивается время максимального систолического изгнания крови при выполнении мышечных нагрузок. Таким образом, показатели насосной функции сердца при мышечных нагрузках изменяются в зависимости от уровня спортивной подготовленности , возраста и пола испытуемых. Литература 1. Абзалов Р.А. Движение и развивающееся сердце.: Учебн. пос. М., 1985. - 95 с. 2. Абзалов Р.А., Абзалов Р.Р. Особенности экстракардиальной регуляции функций сердца в переходных периодах от физиологического покоя к мышечным нагрузкам //Теор. и практ. физ. культ. 1998, № 3, с. 14-16. 3. Абзалов Р.А., Нигматуллина Р.Р., Абзалов Р.Р. Амплитудно-временные характеристики дифференцированной реограммы при десимпатизации крыс //Бюлл. экспер. биол. и мед. 1998, т.125, № 1, с. 116-120. 4. Абзалов Р.А., Ситдиков Ф.Г. Развивающееся сердце и двигательный режим. Казань, 1998. - 98 с. 5. Акулова Ф.Д. Реография //Инструментальные методы исследования сердечно-сосудистой системы. - М.: Медицина, 1986, с. 340-363. 6. Меркулова Р.А., Хрущев С.В., Хельбин В.Н. Возрастная кардиогемодинамика у спортсменов. - М.: Медицина, 1989. 7. Bhambhani Y., Norris S., Bell G. Prediction of strоke volume from oxygen pulse measurements in untrained and trained men //Can. J. Appl. Physiol. 1994, № 1, р. 49-59. 8. Hopkins M.G., Spina R.J., Ehsani A.A. Enhanced beta-adrenergic-mediated cardiovascular responses in endurance athletes //J. Appl. Physiol. 1996, № 2, р. 516-521. 9. Ketelhut R., Losem C.J., Messerli F.H. Is a decrease in arterial pressure during long-term aerobic exercise caused by a fall in cardiac pump function? //Am. Heart. J. 1994, № 3, р. 567-571. 10. Meyer M., Rahmel A., Marconi C. et al. Adjustment of cardiac output to step exercise in heart transplant recipients //Z. Kardiol. 1994, v. 83, suppl 3, p.103-109. 11. Niess A., Roecker K., Mayer F. et al. Effect of combined parasympathetic and sympathetic blockade on left ventricular relaxation at rest and during exercise in trained and untrained men //Int. J. Sports Med. 1996., № 3, s. 180-183. 12. Nobrega A.C., Williamson J.W., Friedman D.B. et al. Cardiovascular responses to active and passive cycling movements //Med. Sci. Sports Exerc. 1994, № 6, p. 709-714. 13. Percy R.F., Conetta D.A. Comparison of velosity and volumetric indexes of left ventricular filling during increased heart rate with exercise and amyl nitrite //J. Am.Soc. Echocardiogr. 1994, № 7, p. 388-393. На главную В библиотеку Обсудить в форуме При любом использовании данного материала ссылка на журнал обязательна!
Реклама:
|