На правах рукописи

КУЗИКОВ МИХАИЛ МИХАЙЛОВИЧ

ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ

СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

И СТАТОКИНЕТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ

СПОРТСМЕНОВ, ЗАНИМАЮЩИХСЯ УШУ

03.03.01 – физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Челябинск 2013 1 Диссертация выполнена в ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (НИУ) (г. Челябинск)

Научный руководитель:

Быков Евгений Витальевич, доктор медицинских наук, профессор

Официальные оппоненты:

Камскова Юлиана Германовна, доктор медицинских наук, профессор, зав.

кафедрой теоретических основ физической культуры ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет»;

Малафеева Светлана Николаевна, кандидат биологических наук, профессор, зав. кафедрой анатомии, физиологии и валеологии ФГБОУ ВПО «Уральский государственный педагогический университет» (г.Екатеринбург)

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет физической культуры и спорта» (г. Омск)

Защита состоится «27» декабря 2013 года в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.295.03, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» по адресу:

454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 69, ауд. 116.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет».

Автореферат разослан « 26 » ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук П.А. Байгужин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время вопросы управления учебно-тренировочным процессом, спортивного отбора, выбора спортивной специализации, позволяющих спортсменам добиваться высоких результатов без ущерба для их здоровья, остаются одними из самых важных для каждого вида спорта. Высокий уровень спортивных достижений требует мобилизации физических, технических, психологических, функциональных возможностей спортсмена [М.М. Булатова, 1996; Дж.X. Уилмор с соавт., 2001;

В.Н. Платонов, 2004; Н.Д. Граевская с соавт., 2005; Ю.Г. Камскова с соавт., 2007]. Очевидно, что основой современной спортивной подготовки должен быть принцип адекватности тренировочной нагрузки функциональному состоянию спортсмена, т.е., ее индивидуализация.

Систематическая напряженная мышечная деятельность обусловливает комплекс ответных реакций, дифференцированных преобразований с формированием функциональных и структурных изменений, обеспечивающих адаптацию к специфике нагрузок в том или ином виде спорта в зависимости от направленности физических нагрузок, спортивного стажа, состояния здоровья, возраста занимающихся и других факторов [Ф.З. Меерсон с соавт., 1988; А.С. Солодков, 1990; А.Г. Дембо, 1991;

Г.А. Макарова, 2003; Э.Р. Румянцева, 2005; Ю.Г. Камскова с соавт., 2007;

Ю.В. Корягина, 2010 и др.]. Развитие тренированности представляет собой процесс, вмещающий несколько взаимозависящих друг от друга компонентов. Спортивная форма предполагает сбалансированность регулирующих систем, обеспечивающих гемодинамические, метаболические и энергетические реакции при мышечной деятельности [А.П. Исаев с соавт., 2004; Е.В. Октябрьская c cоавт., 2004; В.Д. Сонькин, 2007; Ю.Л. Веневцева с соавт., 2011; О.Н. Кудря, 2013]. Повышение адаптационных резервов организма при занятиях спортом связано с улучшением интеграционных взаимосвязей внутри организма. Нагрузки, превышающие возможности спортсмена, особенно в сложно-координационных видах спорта, ведут к развитию утомления, что, прежде всего, сказывается на нарушениях техники (дифференцировки тонких движений), обусловленных процессами в ЦНС (центральный механизм утомления), рассогласованием стереотипа устойчивых механизмов регуляции [Э.В. Земцовский, 2008; А.М. Перхуров с соавт, 2008Б.А. Поляев с соавт., 2008; Л.Р. Шафикова, 2009].

В спортивной деятельности эффекты от мышечных и вестибулярных нагрузок часто суммируются и оказывают существенное влияние на его работоспособность, которая, в свою очередь, зависит от вегетативных реакций, в частности – сердечно-сосудистой системы [Е.В. Быков с соавт., 1998, 2005; А.М. Вейн, 2000; А.Д. Викулов с соавт. 2005; Н.А. Агаджанян с соавт., 2006; Н.И. Шлык, 2009; С.П. Левушкин, 2011; K. Zlatev et al., 1989].

Вестибулярная (статокинетическая) устойчивость – способность точно и стабильно выполнять двигательные действия в условиях вестибулярных раздражений (кувырков, бросков, поворотов), что важно для спортсменов, имеющих нагрузки сложно-координационного характера [В.И. Лях с соавт., 2002; В.Н. Болобан с соавт., 2003; С.С. Слива с соавт., 2004; В.Л. Ботяев с соавт., 2011; Н.Д. Овчинников с соавт., 2011]. В комплекс углубленного медико-биологического обследования спортсменов, включая сборные команды России, входят оценка ССС, нервно-мышечного аппарата, системы дыхания, ЭЭГ, РЭГ [С.В. Ходарев, 2008], но при этом практически не используется оценка функционального состояния вестибулярного аппарата;

малочисленны данные стабилометрических исследований у спортсменов, имеющих нагрузки сложно-координационного характера; нет работ, посвященных оценке взаимосвязей функционального состояния сердечнососудистой и вестибулярной систем.

Вышесказанное определяет актуальность комплексных исследований, направленных на поиск эффективных методов диагностики функционального состояния и механизмов регуляции деятельности ведущих систем организма спортсменов с различной направленностью физических нагрузок, что позволит повысить эффективность управления учебно-тренировочным процессом спортсменов.

Цель работы: выявить особенности функционального состояния сердечно-сосудистой системы, статокинетической устойчивости и их взаимосвязей в качестве критериев адаптации к физическим нагрузкам спортсменов высокой квалификации, занимающихся ушу.

Задачи исследования:

1. Оценить функциональное состояние сердечно-сосудистой системы и механизмов регуляции ее деятельности у спортсменов, занимающихся ушу.

2. Определить влияние занятий спортивным ушу на статокинетическую устойчивость спортсменов.

3. Выявить особенности взаимосвязей функционального состояния сердечно-сосудистой системы и статокинетической устойчивости спортсменов, занимающихся ушу, в зависимости от степени толерантности к гипоксии и активности сегментарного и надсегментарного уровней регуляции ритма сердца.

функционального состояния сердечно-сосудистой системы и статокинетической устойчивости при адаптации к сложно-координационным физическим нагрузкам скоростно-силовой направленности спортсменов высокой квалификации, занимающихся спортивным ушу:

формирование эукинетического типа кровообращения с повышением сократительной функции и периферического кровотока, снижением частоты сердечных сокращений и артериального давления;

повышение степени толерантности к гипоксии;

наличие у спортсменов высокой квалификации в состоянии покоя ненапряженного вегетативного баланса (ОНЧВЧ) и преобладание значимости сегментарного уровня регуляции ритма сердца, надсегментарного уровня и гуморально-метаболических факторов – в регуляции сократительной функции, тонуса крупных и мелких сосудов;

нормальный тип вегетативного обеспечения деятельности сердечнососудистой системы при ортопробе;

повышение статокинетической устойчивости с ростом спортивной квалификации спортсменов, степени толерантности к гипоксии и с преобладанием доли высокочастотных или низкочастотных колебаний в структуре медленноволновой вариабельности ритма сердца в состоянии покоя.

Теоретическая и практическая значимость исследования заключаются в расширении представлений об особенностях долговременной адаптации сердечно-сосудистой и нервной систем спортсменов, занимающихся ушу, к специфике применяемых физических нагрузок, что позволяет использовать полученные модельные характеристики сердечнососудистой системы, медленноволновой вариабельности показателей кардиогемодинамики, статокинетической устойчивости в коррекции учебнотренировочного процесса, при осуществлении спортивного отбора и при оценке эффективности восстановительных мероприятий.

Полученные результаты используются в работе детско-юношеских спортивных школ г.г. Челябинска и Москвы; врачебно-физкультурных диспансеров для оценки функционального состояния систем организма спортсменов и результатов восстановительных мероприятий; в учебном процессе при преподавании курсов спортивной медицины, спортивной физиологии на кафедре спортивной медицины и физической реабилитации Уральского государственного университета физической культуры.

Положения, выносимые на защиту:

1. Повышение уровня функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсменов при занятиях ушу определяется адаптационными перестройками центральной и периферической гемодинамики и механизмов регуляции их деятельности.

2. Уровень статокинетической устойчивости связан со степенью толерантности к гипоксии, активностью сегментарного уровня регуляции, спортивной квалификацией. Наиболее значимыми при оценке статокинетической устойчивости являются скоростные и векторные показатели (средняя линейная скорость, скорость изменения площади векторограммы, площадь эллипса), полученные при проведении функциональных проб с закрытыми глазами и «Мишень».

диссертационного исследования доложены и обсуждены на V Международной научной конференции по вопросам состояния и перспективам развития медицины в спорте высших достижений СпортМед– 2010 (Москва), III Международной научно-практической конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2010), I Российском конгрессе с международным участием «Медицина для спорта» (Москва, 2011), Международной научно-практической конференции, посвященной 15-летию факультета физической культуры и спорта Южно-Уральского государственного университета (Челябинск, 2011), II Всероссийской научнопрактической конференции (Уфа, 2010), научных конференциях факультета физической культуры и спорта ЮУрГУ (Челябинск, 2012, 2013).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ (в том числе 5 в лицензированных ВАК изданиях).

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 137 страницах печатного текста, состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, и списка литературы (цитируется 237 источников).

Работа иллюстрирована таблицами и 25 рисунками.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Организация и методы исследования. Исследования проводились на базе детско-юношеской спортивной школы ГБОУ Центр образования «Московская экспериментальная школа» и научной лаборатории факультета физической культуры и спорта Южно-Уральского государственного университета (2010–2012 г.г.) В исследованиях принимали участие спортсмены мужского пола 18– лет, занимающиеся ушу, со стажем тренировок более 5 лет, имеющие первый спортивный разряд и выше (основная гр., n=39). Все спортсмены имеют допуск врача к тренировкам, не имеют хронических заболеваний, систематически проходят медицинский осмотр в объеме врачебноконтрольной карты физкультурника, форма №227 (2 раза в год).

Обследованные спортсмены являются членами сборной России по ушу (мастера спорта и мастера спорта международного класса, n=17 – 1-я группа), либо кандидатами в сборную, победителями и призерами региональных и всероссийских соревнований (n=22 чел., 1-й разряд, кандидаты в мастера спорта – 2-я группа). Ведущие спортсмены, входящие в состав сборных команд России, тренировались по индивидуальной программе, предусматривавшей широкую вариативность тренировочных средств с привлечением акробатических и хореографических упражнений, стретчинга;

в процессе тренировочных занятий осуществлялось «перераспределение»

объема нагрузок на различные группы мышц во избежание переутомления с использованием идеомоторных упражнений («психофизическое воздействие» на определенные группы мышц, непосредственно задействованных в осуществляемом или разучиваемом движении).

Обследование проводилось в подготовительном периоде учебнотренировочного процесса.

Группу контроля составили студенты мужского пола ЮУрГУ 18– лет, отнесенные к основной группе для занятий физической культурой, не занимающиеся в спортивных секциях (3-я группа, n=30).

В указанных группах был проведен комплекс исследований, включавших оценку функционального состояния сердечно-сосудистой системы, определение вегетативного статуса, активности различных уровней нейровегетативной регуляции деятельности ССС в покое (лежа) и при различных пробах (активная ортостатическая, проба Штанге), а также статокинетической устойчивости (пробы с открытыми глазами, с закрытыми глазами и «Мишень»).

Исследование показателей гемодинамики проведено методом импедансной реографии (сертифицированная компьютерная система «Кентавр» фирмы «Микролюкс», г. Челябинск) в горизонтальном и вертикальном положении (проба активного ортостаза). Показатели деятельности сердца представлены величинами ударного объема (мл), частоты сердечных сокращений (уд/мин.), минутного объема кровообращения (л/мин.), сердечного индекса (л/мин/м ), Хитер-индекса (ед.), фракции выброса (%). О степени напряжения работы и кислородном запросе миокарда судили по величине «двойного произведения». Показатели периферической гемодинамики и сосудистого тонуса определялись по величине амплитуды реоволны сосудов пальца стопы (АРП, мОм), диастолической волны наполнения сердца (ДВНС, мОм), значениям артериального давления (мм рт. ст.).

Проведен спектральный анализ медленноволновых колебаний ритма сердца, артериального давления, ударного объема, фракции выброса, амплитуды реоволны сосудов пальца стопы в четырех диапазонах спектра:

ультранизкочастотном (УНЧ-колебания до 0,025 Гц); очень низкочастотном (ОНЧ, 0,025–0,075 Гц); низкочастотном (НЧ, 0,075–0,15 Гц);

высокочастотном (ВЧ, 0,15–0,5 Гц). Запись велась на протяжении кардиоциклов. Определялись в абсолютных единицах общая мощность и мощность колебаний в диапазонах спектра, а также процентный вклад каждой из четырех составляющих спектра; рассчитывались индекс централизации (ОНЧ+НЧ/ВЧ) и индекс вагосимпатического взаимодействия (НЧ/ВЧ) согласно рекомендациям (Heart rate variability, 1996; Р.М. Баевскоий с соавт., 2003).

При исследовании вегетативной нервной системы определялись исходный вегетативный тонус и вегетативное обеспечение деятельности согласно рекомендациям А.М. Вейна (2000) и А.Д. Соловьевой с соавт.

(2000). Для оценки исходного вегетативного тонуса использованы показатели вегетативного индекса Кердо (ВИК) и индекса напряжения (ИН) по Р.М. Баевскому.

Оценка статокинетической устойчивости проведена с помощью стабилоанализатора с биологической обратной связью «Стабилан-01» ЗАО «ОКБ «Ритм» (г. Таганрог). Характер движения тела в процессе поддержания вертикальной позы отражает векторный анализ статокинезиграммы. Для проведения его статокинезиметрический сигнал квантуется с частотой 40- Гц. С помощью векторного анализа вычисляются линейная и угловая скорости перемещения тела, период и амплитуда их вариации, а также коэффициенты асимметрии.

Исследование проводилось в 3 этапа по 30 секунд. Первые два этапа – это модернизированный тест Ромберга, адаптированный к методам компьютерной стабилографии; дается оценка реакции человека на ограничение потока внешней информации при закрытых глазах. На третьем этапе испытуемому следует удерживать маркер, отображающий центр давления испытуемого, в мишени на экране монитора.

Математическая обработка результатов исследования проводилась при помощи программного обеспечения Microsoft Excel 2003 и STATISTICA v.6 с использованием общепринятых методов вариационной статистики, корреляционного и факторного анализа [Г.Ф. Лакин, 1990]. Определение степени достоверности различий абсолютных показателей проводилось при помощи критерия Стьюдента (t), относительных показателей – по критерию Фишера (F). Различия считались статистически значимыми при р0,05 >0,