На правах рукописи

Попов Сергей Геннадьевич

УСТОЙЧИВОСТЬ ЦЕНТРАЛЬНОЙ И ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ

ГЕМОДИНАМИКИ К ОРТОСТАТИЧЕСКОМУ

ВОЗДЕЙСТВИЮ У СПОРТСМЕНОВ ПОСЛЕ

АЭРОБНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

03.03.01 – физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Архангельск – 2014 2

Работа выполнена на кафедре физического воспитания ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского»

доктор биологических наук, профессор, Научный заведующий кафедрой физического воспитания руководитель:

ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского»

Мельников Андрей Александрович Официальные Лукошкова Елена Владимировна оппоненты: доктор биологических наук, вед. науч. сотрудник лаборатории экспериментальной патологии сердца ИЭК ФГБУ РКНПК Минздрава РФ, Москва Абзалов Ринат Абзалович доктор биологических наук, профессор, ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет» профессор кафедры теории физической культуры Института физической культуры, спорта и восстановительной медицины ГБОУ ВПО «Ивановская государственная Ведущая медицинская академия» Министерства организация здравоохранения РФ, г. Иваново

Защита диссертации состоится « 24 » июня 2014 г. в 14 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.008.04 на базе Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова по адресу: 163045, Архангельск, проезд Бадигина, д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГАОУ ВПО «Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова» и на сайте www.narfu.ru

Автореферат разослан « » 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Старцева Лариса Федоровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. При переходе тела из горизонтального в вертикальное положение, или в ортостаз, под влиянием сил гравитации происходит аккумуляция крови в венозной системе нижней части тела, что ведет к снижению венозного возврата, систолического и минутного объемов крови, провоцируя уменьшение артериального давления и мозгового кровотока (Л.И. Осадчий, 1982). Если механизмы регуляции сердечно-сосудистой системы не срабатывают в должной мере, церебральный кровоток может нарушиться, приводя, в конечном итоге, к ортостатическому обмороку (J.J. Van Lieshout, et al., 2003; D. Robertson, 2008; J.M. Stewart, 2013). Несмотря на «ежедневную ортостатическую тренировку» в повседневной жизни синдром ортостатической неустойчивости достаточно распространен среди населения. Например, в США на 1999 год выявлено около полумиллиона лиц с симптомами ортостатической неустойчивости в форме ортостатической тахикардии (D.

1999). Таким образом, проблема ортостатической Robertson, неустойчивости человека является достаточно актуальной.

Физическая тренировка обеспечивает совершенствование механизмов регуляции и производительность аппарата кровообращения во время мышечной деятельности (В.Л. Карпман, Б.Г.Любина, 1982; Ф.З.

Меерсон, М.Г. Пшенникова, 1988; Р.А. Абзалов, Р.Р. Нигматуллина, 1999;

V.A. Convertino, 1987; B.D. Levine, 1993), однако побочным эффектом может быть снижение кардиососудистой устойчивости к ортостазу у спортсменов с высоким уровнем развития максимального потребления кислорода (B.D. Levine, 1993; P.B. Raven and J.A. Pawelczyk, 1993). Более того, проблема ортостатической неустойчивости существенно обостряется на фоне утомления, после длительных физических нагрузок (H. Bjurstedt et al, 1983; C. Murrell et al., 2007; S.J. Lucas et al, 2008). Так, показано, что до 30% участников марафона после забега испытывают синдром ортостатической неустойчивости в виде предобморочных симптомов во время активного ортотеста (G. Gratze et al., 2005; 2008).

Факторы, которые способствуют развитию ортостатической неустойчивости при регулярных физических тренировках, а также ортоустойчивости, у спортсменов полностью не изучены. Еще меньше исследованы механизмы ортостатической неустойчивости после аэробных нагрузок, знание которых имеет большое значение в спортивной физиологии и медицине, а также в практике спортсменов.

Цель работы – определить устойчивость центральной и периферической гемодинамики к ортостатическому воздействию у спортсменов до и после аэробной физической нагрузки.

Задачи исследования:

1. Определить устойчивость центральной и периферической гемодинамики к ортостатическому воздействию у спортсменов с разным уровнем физической работоспособности в исходном состоянии, до физической нагрузки.

2. Установить особенности центральной и периферической гемодинамики во время пассивного ортостатического теста у спортсменов сразу после аэробной нагрузки.

3. Изучить восстановление устойчивости центральной и периферической гемодинамики к ортостатическому воздействию у спортсменов в течение двух часов после аэробной нагрузки.

Впервые для оценки периферической гемодинамики и перераспределения кровотока в пользу шейно-головного региона во время ортостатического воздействия использован новый методический подход – полисегментная импедансметрия, позволяющая одновременно определять кровенаполнение, а также пульсовой и региональный объемы крови в обеих руках и ногах, абдоминальном и шейно-головном регионе. Впервые показано, что у спортсменов эффективность перераспределения кровотока в пользу обеспечения шейного региона во время тилт-теста повышена за счт ограничения кровотока в нижних конечностях и абдоминальном регионе. В работе установлено, что депонирование крови в нижних регионах тела: нижних конечностях и абдоминальной части туловища, у спортсменов с высокой работоспособностью не отличается от контроля и не является причиной более значительного снижения минутного объема крови в ответ на тилт-тест.

Выявлены новые данные о снижении ортостатической устойчивости в первые минуты после аэробной физической нагрузки. В частности показано, что у нетренированных лиц значительно снижается способность поддерживать артериальное давление за счет ослабления периферической вазоконстрикции, а у высоко работоспособных спортсменов во время ортостаза в большей мере снижается шейный кровоток при сохранении исходной реакции центральной гемодинамики.

В работе впервые показаны различия в механизмах развития постнагрузочной гипотензии у спортсменов и не спортсменов, а также более высокая скорость восстановления этих гемодинамических сдвигов у спортсменов.

Впервые установлено, что совокупность признаков в виде повышенной тахикардии, большей степени снижения систолического АД и УОК, уменьшения способности поддерживать ОПСС и шейный кровоток во время тилт-теста характеризует снижение ортостатической устойчивости в постнагрузочный период. Наибольшая степень снижения устойчивости центральной гемодинамики и шейного кровотока наблюдается в первые 20 минут после нагрузки, а период полного восстановления исходного состояния кардиогемодинамики превышает два часа.

Теоретическая и практическая значимость Полученные результаты существенно расширяют теоретические знания об особенностях и механизмах снижения устойчивости центральной гемодинамики, а также о компенсаторных механизмах поддержания мозгового кровотока во время ортостатического воздействия у спортсменов. Новые сведения можно использовать при написании учебных курсов и пособий по физиологии кровообращения у спортсменов, а также по физиологии восстановления центральной и периферической гемодинамики после аэробных физических нагрузок. Результаты работы создают важные предпосылки к новым исследованиям, посвященным изучению эффекта физической тренировки различной направленности на ортостатическую устойчивость, а также механизмов ее снижения под влиянием острых физических нагрузок различной интенсивности у спортсменов.

кардиогемодинамики на ортостатическое воздействие у спортсменов до и после аэробной физической нагрузки, сделанные выводы и практические рекомендации должны быть учтены в практической деятельности спортивных тренеров с целью предотвращения появления ортостатической неустойчивости у спортсменов.

Результаты исследований внедрены в учебный процесс на кафедре теории физической культуры и кафедре физического воспитания ФГБОУ ВПО «ЯГПУ им. КД Ушинского» (акт внедрения от 21.01.2014), кафедре физической подготовки филиала Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского (г. Ярославль) (акт внедрения от 15.01.2014), а также кафедре физического воспитания и спорта ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова» (акт внедрения от 17.03.2014).

Основные положения, выносимые на защиту 1. Долговременная адаптация к аэробным физическим нагрузкам ведет к повышению эффективности перераспределения кровотока в пользу шейноголовного региона за счет большего ограничения периферического кровотока.

2. Степень депонирования крови в нижних регионах тела во время ортостатического воздействия у спортсменов как до, так и после аэробной нагрузки не отличается от лиц, не занимающихся спортом.

3. Аэробная физическая нагрузка снижает кардиогемодинамическую устойчивость к ортостазу. Это проявляется в повышении реакции ЧСС, выраженном уменьшении систолического АД и УОК, снижении прироста ОПСС и уменьшении шейного кровотока во время тилт-теста по сравнению с их реакцией до нагрузки.

4. Период наименьшей устойчивости основных кардиогемодинамических параметров к ортостазу после аэробной нагрузки составляет 20 мин, однако полное восстановление ортостатической устойчивости превышает два часа.

Степень достоверности и апробация результатов Достоверность полученных результатов определяется достаточным количеством обследованных высоко квалифицированных спортсменов и автоматизированных методик исследования; применением современных методов математической статистики для обработки первичных данных; а также широкой апробацией результатов в рецензируемых изданиях.

Результаты диссертации доложены и обсуждены на: научнопрактической конф. "Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы" (Москва, 2012); 5-ой Всеросс. с межд.

участием школе-конф. по физиологии кровообращения (Москва, 2012); XII Всеросс. научно-техн. конф. «Медицинские информационные системы»

(Таганрог, 2012); 7-ом межд. науч. школе «Наука и инновации – 2012 ISS SI-2012» (Йошкар-Ола, 2012); 7-ой Всеросс. с межд. участием школеконференции по физиологии мышц и мышечной деятельности (Москва, 2013); XVth Intern. Conf. on Electrical Bio-Impedance and the XIVth Conf. on Electrical Impedance Tomography (Heilbad Heiligenstadt, Germany, 2013);

XXII съезде Физиологического общества имени И.П. Павлова. (Волгоград, 2013); III Всеросс. молодежной школе-семинаре «Инновации и перспективы медицинских информационных систем» (Ростов-на-Дону, 2013).

По результатам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 5 в журналах списка ВАК РФ, и 1 в международном издании базы “Scopus” Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на страницах и состоит из введения, обзора литературы (3 подглавы), главы, описывающей организацию и методы исследования, 5 подглав с изложением собственных результатов, обсуждения (3 подглавы), выводов, практических рекомендаций и списка литературы, который включает отечественных и 185 иностранных источников. Диссертация содержит рисунок и 12 таблиц.

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Испытуемые. В эксперименте на добровольной основе обследованы 30 высоко квалифицированных спортсменов (возраст: 21±4 лет), занимающихся лыжными гонками (n=14), бегом на средние дистанции (n=10) и футболом (n=6). Все спортсмены имели общий спортивный стаж 4-8 лет и тренировались в последний месяц 10-15 часов в неделю.

Контрольная группа включала мужчин, не занимающихся спортом (группа К, n=22, 20±3 лет). Спортсмены разделялись на две подгруппы в соответствии с индексом PWC170. В подгруппу с высокой работоспособностью (группа ВР, n=12) вошли лица с PWC170270 Вт.

Остальные спортсмены составили группу со средним уровнем работоспособности (группа СР, n=18). Спортсмены ВР не отличались от контроля по росту и весу, а также рассчитанным объемам основных периферических регионов: головы, рук, абдоминального региона, только