Вікова динаміка особливостей функціонування серцево-судинної системи людини при циклічних фізичних навантаженнях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вікова динаміка особливостей функціонування серцево-судинної системи людини при циклічних фізичних навантаженнях

Проблеми адаптації до важких фізичних навантажень інтенсивно вивчаються протягом останніх десятиріч (Волков В.М., Филин В.П., 1983; Иорданская Ф.А., Юдинцева М.С., 1999). Сучасний спорт є унікальною ареною дослідження адаптаційних можливостей організму людини, де з'ясувалося, що прояви адаптації при різних фізичних навантаженнях досить різноманітні (Велитченко В.К., 1981; Граевская Н.Д., 1987). Особливістю адаптації при цьому є різноманітність дії умов зовнішнього середовища, які по різному впливають на людину і постійно ускладнюються. Кожний черговий етап фізичного вдосконалення пред'являє особливі вимоги до організму (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988; Меерсон с соавт., 1986).

Дослідження в спортивній фізіології довели, що адекватна рухова діяльність сприяє розвитку фізичного здоров'я (Агаджанян Н.А., Шабатура Н.Н.1989; Амосов Н.М., Бендет Я.А.,1989; Kujala U.M. et al., 1997 ), розширює функціональну здатність організму ( Меерсон Ф.З., 1993; Panton L.B. et al., 1996 ), а фізичні вправи мають велике значення при знятті втоми, лікуванні та фізичній реабілітації (Апанасенко Г.Л., с соавт., 1987; Булич Є.Г. з співав., 1997; Клапчук В.В., Дзяк Г.В.,1995; Riley R.E., 1999 та інші). Є дані, що найбільший оздоровчий потенціал має фізичне навантаження, яке направлене на розвиток витривалості (Тхоревский В.И. с соавт., 1998; Trappe S.W. et al., 1997 ). Тобто вивчення механізмів адаптації організму до аеробної м'язевої діяльності є однією з актуальних задач фізіології.

Серцево - судинна система найбільш оперативно реагує на м'язеві зусилля і лімітує працездатність організму ( Карпман В.Л. с соавт., 1988; Козупица Г.С., 1993; McInnes S.E. et al., 1996). Тому механізми адаптаційних змін серцево-судинної системи внаслідок регуляторних спортивних навантажень мають практичне та теоретичне значення. В даному напрямку в спортивній фізіології активно проводять дослідження, але багато питань є не достатньо вивченими. Особливо це стосується проблем в яких були б прослідковано адаптаційні зміни серця на тривалих відрізках онтогенезу, в підлітковому та юнацькому віці, коли відбувається інтенсивний розвиток функціональних можливостей організму і серцево-судинної системи в першу чергу (Шеина Т.П..,1999). Невелика кількість робіт присвячена змінам морфо -фукціонального стану серця, регуляції серцевого скорочення, оптимізації різних ланцюгів серцево - судинної системи в процесі адаптації до фізичних навантажень у жінок ( Веретельник Е.Н., 2000; Иорданская Ф.А.,1999 ).

На сьогодні існує значна кількість наукових праць, в яких вивчення функцій серця проводилися як у стані спокою, так і в при фізичних навантаженнях з використанням стандартизованих функціональних проб, а також інших регламентованих навантажень (Аронов Д.М., Лупанов В.П. 2002; Витрук С.К., 1990; Тупицын И.О. 1982).

В літературі зустрічається незначна кількість праць, яка присвячена вивченню показників діяльності серця спортсменів в різні періоди тренувального циклу протягом року (макроцикл) ( Веретельник Е.Н., 2000; Фахрисламова Л.Г., 1998; Меркулова Р.А. с соавт. 1989). Значну зацікавленість викликають дослідження функцій серця спортсменів, які займаються циклічними видами спорту, в різні етапи тренувань протягом року, де зміни показників діяльності серця відбуваються в залежності від об'єму та інтенсивності фізичного навантаження.

Постійні фізичні навантаження суттєво впливають на серцево-судинну систему (ССС) людини. Контроль над адаптивними реакціями організму при важких фізичних навантаженнях дозволяє раціонально організувати тренувальний процес, уникнути порушень і перевантажень в діяльності серцево-судинної системи (Волков В.М., 1987; Запорожанов В.А.,1988; Мотылянская Р.Е., 1980 ).

Відомо, що потреба в значному збільшенні систолічного і хвилинного об'ємів крові при фізичних навантаженнях і пов'язана з цим гіперфункція серця приводять до його гіпертрофії (Белоцерковский З.Б., Лыхмус А.А., 1987; Граевская Н.Д., с соавт., 1998; Калугина Г.Е., 1983). Визначення типу гемодинаміки з використанням функціональних показників, розрахованих на основі морфологічних характеристик, які вимірюються за допомогою ехокардіографії, може служити адекватним критерієм ефективності адаптації серця до фізичних навантажень (Козупица Г.С., 1993; Лыткин Ю.М., 1983; Феліпова О.Ю., 2003).

Дослідження фізіологічних характеристик організму молоді при дозованих фізичних навантаженнях важливі для визначення ступеня готовності організму до даних навантажень з різним ступенем важкості і є дуже актуальними. Такі фізіологічні характеристики можуть бути використані при направленому відборі осіб з певними їх значеннями для циклічних видів спорту (що є теж професійним відбором). Крім того, відповідні фізіологічні характеристики можна використати, як показники, які підходять до оцінки ступеня впливу фізичних навантажень на функціональний стан організму та здоров'я підлітків, а також як зворотний зв'язок, що треба враховувати при визначенні оптимальних фізичних навантажень для осіб з певними індивідуальними, функціональними, статевими та віковими особливостями. Віковий діапазон 14-22 роки, це період інтенсивного розвитку функцій серця та становлення від новачків до спортсменів високих розрядів в циклічних видах спорту, тренувальний процес в яких направлений на витривалість. Межа між фізіологічними адаптивними морфо-функціональними та патологічними змінами в діяльності серця при великих фізичних навантаженнях є не чіткою тому дослідження вікових особливостей цих змін було і залишається актуальною проблемою.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана згідно з планом науково-дослідних робіт (НДР) Херсонського державного університету і є фрагментом НДР “Актуальні проблеми підготовки вчителів сучасної школи”, (реєстраційний номер держреєстрації 0198U007532). Тема проводилась за зведеним планом НДР України по темі 1.3.1.03. “Обґрунтування диференційованого програмування фізкультурно-оздоровчих занять”, індекс УДК 796.093.52-053.8, № держреєстрації 910036146.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи було встановлення закономірностей адаптаційних та функціональних змін морфо-функціональних показників серця в онтогенезі у спортсменів молодого віку при заняттях циклічними видами спорту, тренувальний процес, яких направлений на витривалість.

Для досягнення зазначеної мети були поставлені наступні завдання:

Виявити вікові та статеві морфологічні зміни функціональних особливостей серцево-судинної системи у спортсменів віком 14-22 років, при заняттях циклічними видами спорту, тренувальний процес, яких направлений на витривалість.

Зробити порівняльну характеристику вікових та статевих морфо-функціональних змін серця у спортсменів та не тренованих.

Охарактеризувати морфометричні особливості діяльності серця та зміни показників центральної гемодинаміки при важких фізичних навантаженнях та визначити особливості вікової динаміки функціонального стану серцево-судинної системи у спортсменів 14-22 років, що займаються циклічними видами спорту.

Вивчити вікові та статеві аспекти ехокардіографічних змін інтракардіальної гемодинаміки, морфофункціональних змін лівого шлуночку серця, та механізми регуляції серцевої діяльності у спортсменів, що займаються циклічними видами спорту в процесі адаптації організму до фізичних навантажень, направлених на розвиток витривалості.

Виявлення параметрів, які дозволяють визначити ступінь адекватності та оптимальності впливу фізичних навантажень різної сили на індивідуальні особливості молодих спортсменів.

Об'єкт дослідження - морфо -функціональні характеристики серцево-судинної системи спортсменів, які займаються циклічними видами спорту (на прикладі академічного веслування), в залежності від віку і стажу занять при циклічних фізичних навантаженнях.

Предмет дослідження - особливості змін функціональних характеристик серцево-судинної системи та структурно-функціональних параметрів лівого шлуночка, показників центральної гемодинаміки, електричної активності серця при фізичних навантаженнях різної сили, при заняттях циклічними видами спорту.

Методи дослідження: контроль за динамікою частоти серцевих скорочень, артеріального тиску; електрокардіографія (ЕКГ) в стані спокою та при фізичних навантаженнях; ехокардіографія (ЕхоЕКГ) в стані спокою; велоергометричні навантаження.

Наукова новизна одержаних результатів. Встановлено, що динаміка адаптаційних змін морфологічних структур серця залежить не тільки від стажу занять спортом, але й від того, в якому віковому періоді впливає фізичне навантаження на дані структури. Показано, що зміни параметрів кардіогемодинаміки, пов'язані з пубертатним періодом, у спортсменів настають пізніше, ніж у фізично не тренованих підлітків.

Відмічено вікове збільшення скоротливої здатності міокарду у молодих спортсменів, що обумовлено перш за все регулярними заняттями спортом. Даний параметр є домінуючим при забезпечені вікової активізації інтракардіальної гемодинаміки.

Встановлено, що більш швидкі темпи вікового збільшення розмірів серця та об'єму кровообігу у чоловіків на відміну від жінок в процесі адаптації до фізичних навантажень, є наслідком більш швидкого збільшення розмірів тіла у чоловіків в онтогенезі.

Встановлено, що віковою зоною ризику при інтенсивних фізичних навантаженнях є пубертатний період. Це має велике значення при плануванні інтенсивності та об'єму м'язевих навантажень у спортсменів підліткового віку, що тренуються на витривалість.

Практичне значення отриманих результатів

Виділені показники інтракардіальної гемодинаміки, які корелюють з рівнем функціональної підготовленості спортсменів, що має велике практичне значення при контролі за ефективністю тренувального процесу.

Виявлені експериментальні дані про механізми регуляції серцевої діяльності під час м'язевої роботи, мають застосування при контролі за функціональним станом серця при оптимізації фізичних навантажень та при плануванні тренувального процесу.

Одержані особливості змін серцево-судинної системи молодих спортсменів в залежності від віку, статі, фізичної та функціональної підготовки, можуть мати застосування при плануванні навчально-тренувального процесу, прогнозуванні спортивних досягнень та відборі для занять циклічними видами спорту, тренувальний процес яких направлений на витривалість. Отримані у дисертації експериментальні дані використовуються у курсах лекцій “Спортивна морфологія”, “Вікова фізіологія та шкільна гігієна”, “Фізіологія людини та тварин”, які викладаються у Херсонському державному університеті.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем особисто проведено патентно-інформаційний пошук, опрацьована наукова література за темою дисертації. З огляду на актуальність і ступінь вивчення проблеми аргументовано основні етапи дослідження, сформульовано мету і задачі, обґрунтовані методичні рішення. Автором самостійно проведений підбір та дослідження спортсменів і груп контролю різного та статі віку, самостійно виконано експериментальну частину роботи, а саме ехокардіографічне обстеження, електрокардіографічне обстеження, відбір і проведення функціональних проб. Автором проведена статистична обробка і проведено аналіз отриманих результатів.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації були представлені на: науково-методичних семінарах та засіданнях кафедри біології людини психолого-природничого факультету Херсонського державного університету (Херсон, 2000-2003); конференціях викладачів та молодих вчених Херсонського державного університету (Херсон, 2000-2003); Міжнародних науково-методичних конференціях “Культура здоров'я, як предмет освіти” (Херсон, 2000, 2002); Всеукраїнській науково-методичної конференції “Актуальні проблеми теорії і практики спеціальної педагогіки і психології” (Херсон, 2002); Республіканській науковій конференції “Індивідуальні психофізіологічні особливості людини і професійна діяльність” (Київ-Черкаси, 2001, 2003); “Аспірантський колоквіум” (Херсон, 2001); VI міжнародній науково-практичній конференції “Актуальные вопросы развития иновационной деятельности” (Сімферополь, 2002); Всеукраїнській науковій конференції, присвяченої 160-річчю кафедри фізіології людини і тварини Київського національного університету імені Тараса Шевченка (Київ, 2002); XVI з'їзді Українського фізіологічного товариства (Вінниця,2002); Всеукраїнській науково-практичній конференції “Довкілля і здоров'я” (Тернопіль, 2003); 11-th and 12-th International Symposium of Polish Network of Molecular and Cellular Biology UNESCO/PAS “Molecular and Physiological Aspects of Regulatory Processes of the Organism” (Cracov,2002,2003).

Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано 19 наукових робіт: 13 статей (з них 4 надруковані у фахових виданнях, затверджених ВАК України за біологічним напрямком) та 5 тези доповідей.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 166 сторінках машинописного тексту і складається зі вступу, 5 розділів: огляду літератури, методики досліджень, результати власних досліджень та їх обговорення, узагальнення і висновків. Список літератури включає 346 найменувань, серед яких 138 видань іноземними мовами. Робота містить 25 таблиць та ілюстрована 30 діаграмами.

Матеріали та методи дослідження

Для дослідження ми обрали практично здорових людей 14-22 років, спортсменів циклічного виду спорту (академічне веслування), тренувальний процес яких направлений перш за все на розвиток витривалості. Крім того було досліджено контрольну групу, практично здорових осіб цієї ж вікової групи.

Відповідно до мети роботи, яка передбачає вивчення особливостей прояву антропометричних та функціональних показників у підлітків та молоді, крім групи спортсменів академічного веслування, які використовують циклічні фізичні навантаження направлені на витривалість (n=110), були сформовані контрольні групи підлітків у загальноосвітніх школах м. Херсону та студентів Херсонського державного університету (n=114). В експериментальній та контрольній групах був проведений розподіл за статевими ознаками.

Для вивчення стану і змін серцево-судинної системи при циклічних фізичних навантаженнях використовувалися наступні методи дослідження: динамічний контроль за частотою серцевих скорочень, артеріальним тиском, електрокардіограмою (ЕКГ), ехокардіографія (ЕхоКГ), визначали фізичну працездатність та максимальне споживання кисню.

Реєстрація електрокардіограми (ЕКГ) проводилася за допомогою електрокардіографа ЕКГМ-4Т. Електрокардіограма реєстрували у грудних відведеннях по Небу-Бутченко. Аналізувалися такі показники ЕКГ: інтервали R-R, P-Q, Q-T, S-T, шлуночків комплекс QRS до та після дозованих навантажень.

Дозовані фізичні навантаження в наших дослідженнях виконувалися на велоергометрі ВЭ-02 в положенні сидячи. Сидіння велоергометра встановлювали на такому рівні, щоб у нижньому положенні педалі нога досліджуваного була повністю випрямлена в колінному суглобі. Виконувалося два навантаження по 5 хв кожне, з інтервалом між ними 3 хв. Частота педалювання контролювалася тахометром і становила 60 об.•хв-1. Розрахунок потужності першого і другого навантажень здійснювали з урахуванням маси тіла. Перше навантаження з розрахунку 1 Вт (6 кгм•хв-1) на 1 кг маси тіла, а друге - 2 Вт (12 кгм • хв-1) на 1 кг маси тіла. У кінці першого і другого навантаження за методом електрокардіографії реєструвалася ЧСС, при цьому датчики були розташовані за методом Небом-Бутченко. У кінці п'ятої хвилини при першому навантаженні ЧСС становила 100-120 уд.•хв-1, а при другому 140-160 уд.•хв-1 .

Дослідження проводили за допомогою ехокардіографа Brjuel & Kjal в М-режимі. Цей режим забезпечує реєстрацію зміни структур серця в реальному часі. Зображення формується з безперервним розгортанням у часі і одночасно з розгортанням за глибиною. М - режим часто використовують одночасно з записом електрокардіограми (ЕКГ), фонокардіограми (ФКГ) та інших біосигналів.

Цим методом ми вивчали наступні показники: кінцево-діастолічний розмір, кінцево-систолічний розмір, кінцево-діастолічний об'єм, кінцево-систолічний об'єм, ударний об'єм, хвилинний об'єм кровотоку, фракцію викиду, ступінь скорочення передньо-заднього розміру лівого шлуночку в систолу, ударний індекс, серцевий індекс, масу міокарду лівого шлуночку, задню стінку лівого шлуночку, міжшлункову перетинку в діастолу.

Статистичну обробку даних здійснювали методами варіаційної статистики за допомогою комп'ютерної програми STATISTIKA - 5.0 for Windows. Вірогідність різниці між контрольними і піддослідними групами оцінювали за t - критерієм Ст'юдента. Вірогідною вважали різницю між порівнюваними серіями досліду при р < 0,05.

Результати досліджень та їх обговорення

В розділі “Функціональні особливості і адаптація організму юнаків та молоді при циклічних фізичних навантаженнях”, проведені антропометричні дослідження людей молодого віку при циклічних фізичних навантаженнях дані показують, що під впливом фізичних тренувань різної інтенсивності та циклічності суттєво змінюються та поліпшуються функції органів і систем, що найчастіше призводить до виражених позитивних змін у стані фізичного та психічного здоров'я. Наші дослідження антропометричних характеристик молоді при циклічних фізичних навантаженнях багато в чому підтвердило відомі літературні дані, але були відміченні і суттєві особливості (табл. 1). Які підтвердженні на репрезинтативній вибірці, дослідження проводилися на 110 спортсменах веслувальників (60 -чоловіків та 50 -жінок ) і в контролі на 114 особах (59 - чоловіки та 55 - жінок), які не займаються спортом.

При цьому ми враховували, що фізичний розвиток дівчат та юнаків має свої особливості. Параметри тіла людини (довжина і маса тіла) в значній мірі генетично детерміновані. Проте раціонально організована фізична активність може впливати на їх вікові зміни у широких межах. За допомогою фізичних вправ в значній мірі можна впливати на масу тіла. Але вага у спортсменів збільшується в основному не за рахунок жирового компоненту (табл. 1). А у осіб, які не займаються спортом збільшення ваги з віком відбувається в значній мірі за рахунок збільшення кількості жиру. Ми хотіли б відмітити, що особливо інтенсивний приріст знежиреної маси відзначається у спортсменів-веслувальників: у хлопчиків у віці 14-15 років (табл. 1) і у дівчаток - в 14-15 років. Інтенсивність збільшення маси стає більш вираженою при збільшенні стажу спортивних тренувань у спортсменів академічного веслування (табл.1). Тренування суттєво впливають на організм і чим старший вік і більший спортивний стаж, тим помітніше наступають кількісні зміни ваги тіла під впливом занять спортом (табл. 1.).

При дослідженні антропометричних показників у спортсменів академічного веслування та в контролі з'ясували, що ріст, вага та динамометрія правої та лівої руки вірогідно збільшуються причому закономірно і у вікової динаміці (табл.1). Достовірна зміна цих значень у спортсменів спостерігається як на перших етапах спортивних навантажень так і на більш високих рівнях спортивної майстерності. Результати представлених досліджень дозволяють вважати, що більші розміри тіла у спортсменів на відміну від однолітків, спочатку були генетично детерміновані, а потім є результатом занять спортом і залишалися таким ж внаслідок інтенсивних занять спортом, що підтверджує дані літератури. Як відомо, у пубертатному періоді проходять суттєві зміни фізіологічних функцій, в тому числі і функцій апарату руху і його важливою складовою частиною - м'язевої системи. Максимальний приріст відносної сили (сила на 1кг маси тіла) відмічається до 14-15 років. Саме в цьому віці показники відносної сили м'язів дівчаток значно поступаються відповідним показникам хлопчиків. Досліджуючи вікові зміни м'язевої витривалості у дівчаток, що не займаються спортом ми знайшли, що в період з 14-15 до 16,18 років вони вірогідно посилюються, найвищий показник відмічений у дівчат спортсменок 18, 19-22 роки.

адаптаційний спортсмен серцевий

Таблиця 1. Вікова динаміка антропометричних показників зросту, ваги, динамометрія у чоловіків спортсменів (n=60) та в контролі (n=59) і у жінок спортсменок (n=50) та в контролі (n=55)

В процесі вивчення абсолютних показників встановлено динамометрією правої та лівої руки, що кистьова динамометрія виявляє тенденцію до збільшення силових показників із віком у чоловіків спортсменів академічного веслування, ніж у чоловіків контролю (табл. 1.). У спортсменів академічного веслування чітко простежуються збільшення як показників кистьової динамометрії правої руки, так і лівої руки. На відмінну від чоловіків контролю, які не займаються спортом. Ми спостерігали статистично достовірні більші параметри абсолютних показників кистьової динамометрії правої та лівої кисті у спортсменів - веслувальників по відношенню до контролю, як у чоловіків так і у жінок.

Відомо, що життєва ємність легень (ЖЕЛ), як антропометричний показник, в значній мірі залежить від фізичного розвитку, віку, статі, тренованості людини та ін. Наші дослідження показали, що до початку підліткового віку (14-15 років) у дівчаток резервний об'єм повітря складає 23,3 % загальної та 27,7 % життєвої ємності легень, а резервний об'єм повітря юнаків складає 14-15 років 47,4% загальної і 58,6% життєвої ємності легень. З віком резервні об'єми видиху та вдиху відносно загальної ємності легень збільшуються, а дихальний і залишковий об'єми зменшується. В пубертатному періоді з'являються суттєві статеві відмінності ЖЄЛ. ЖЄЛ у дівчаток 14 років помітно менша, ніж у юнаків. Природно, що у дівчат і жінок життєва ємність легень менша, ніж у юнаків і чоловіків. Найбільша величина цих показників досягає до 25-30 років.

Дослідження фізичної працездатності спортсменів та контролю за допомогою велоергометричного тесту PWC170 показали, що в наших дослідженнях у спортсменів академічного веслування середні показники абсолютної величини навантаження при PWC170 складають 1454 кгм / хв, а відносна величина навантаження дорівнює 48,3 кгм /хв кг у чоловіків, а у жінок спортсменів в свою чергу становить 1074 кгм / хв, а відносна величина навантаження 44 кгм / хв кг. Тест PWC170 застосовують для обстеження висококваліфікованих спортсменів, але разом з тим він має своє застосування при вивченні індивідуальної працездатності у новачків та у молодих спортсменів. Максимальне споживанню кисню ми розраховували після визначення величини навантаження при PWC170. Існування високої кореляції між величинами МСК і PWC170 (коефіцієнт кореляції за даними різних дослідників, рівний 0,7-0,9) дозволяє визначити розрахунковим методом МСК. Максимальне споживання кисню відображає максимальну аеробну потужність організму при фізичних навантаженнях. Ця величина характеризує верхню межу доступного організмові рівня окислювальних процесів, максимально підсилених м'язевою роботою.

Оскільки існують суперечливі відомості щодо рівня й вікових особливостей аеробної продуктивності молоді при фізичних навантаженнях, нами були проведені дослідження, які дозволили об'єктивно оцінити аеробну продуктивність організму представників чоловічої і жіночої статі віком від 14 до 22 років. Для вивчення вікової динаміки показників аеробної продуктивності обстежувані поділялися на п'ять вікових груп: І група - 14-15 років, ІІ - 16 років, ІІІ - 17 років, ІV - 18 рік, V - 19 - 22 роки.

Як видно з таблиці 2 чоловіки контролю мають достовірно нижчі показники PWC170 по всіх вікових категоріях, ніж спортсмени академічного веслування, які у 19-22 роки досягають найбільших результатів на відмінну від контролю. Значення PWC170 у не тренованих стає зрозумілим, тому що серед чоловіків контролю були особи з різними розмірами тіла, мали неоднаковий руховий досвід, і вели різний за фізичною активністю спосіб життя. Показники змін максимального споживання кисню при віковому порівнянню спортсменів та чоловіків контролю прямо пропорційно відображають показники змін величини навантажень при PWC170 (табл.2).

Треба відмітити, що фізична працездатність в значній мірі залежить від кваліфікації спортсменів. Так у новачків спортсменів величина PWC170 коливається в межах 1200 - 1500 кгм/хв, у спортсменів міжнародного класу дана величина сягає 2000 кгм/хв. Таким чином, тільки заняття циклічними видами спорту, тренувальний процес, яких направлений в першу чергу на витривалість пов'язано, з підвищенням аеробної продуктивності, що призводить до росту показника PWC170 . У контролі у юнаків спостерігаються достовірно менші показники фізичної працездатності. Так у юнаків 14 -15 років в контролі зафіксовано значення фізичної працездатності 835,05±42,15 кгм/хв, і закономірно збільшується, в 19-22 дорівнює 1195,6±67,90 кгм/хв, тоді як у спортсменів академічного веслування починаючи з 14-15 років PWC170 становить 1248,13±52,71 кгм/хв, і в 19-22 ми отримали результати 1726,67±92,91 кгм/хв.

Фізичні можливості організму жінок розвинені інакше і менше, ніж у чоловіків, тому що жінки виконують менше механічної роботи, відповідно, вони мають значно менші показники фізичної працездатності. Всі дослідженні значення при PWC170 у жінок закономірно нижчі, ніж у чоловіків як в контролі, так і в спортсменів. Як видно з таблиці 2 при обстеженні жінок, які не займаються спортом, величини PWC170 коливаються в межах від 621,50±39,30 до 831,20±50,50 кгм/хв. А у спортсменок, які займаються циклічним видом спорту показники PWC170 значно вищі, тобто, в 14-15 років ми отримали 803,33±30,47 кгм/хв, а в 19-22 роки на піку їх спортивної кваліфікації спостерігали 1257,78±95,04 кгм/хв. (табл.2). Індивідуальні коливання величини PWC170 у жінок визначаються таким ж факторами, як і у чоловіків: особливості конституції, рівнем фізичної активності.

Як відомо, найбільшої величини МСК людина досягає до 18-20 років, після 25-30 років МСК знижується і до 70 років становить близько 50% від колишнього у віці 20 років. В наших дослідженнях у спортсменок, які займаються циклічними видами спорту достовірно вищі показники МСК на відмінну від показників МСК у жінок, що не займаються спортом. Відповідно у спортсменок в 19-22 роки МСК дорівнює 50,26±1,53 мл/хв/кг, а в контролі 39,07±1,26 мл/хв/кг (табл.2). У 14-15, 16, 17 ,18 років величина МСК жінок спортсменів вірогідно нижча, ніж у чоловіків. Але у 19-22-річних чоловіків показник максимального споживанню кисню нижчий, ніж у жінок того ж віку. Це пов'язано з тим, що при перерахунку на 1 кг маси тіла відносні величини PWC170 у чоловіків одержують дані відносно невеликі значення, тому що чоловіки спортсмени академічного веслування мають велику вагу тіла. Звідси випливає, що відмінності в МСК між чоловіками і жінками спортсменами практично зникають, якщо МСК співвідносять із вагою тіла. Порівняльний аналіз показників аеробної продуктивності організму у спортсменів та спортсменок академічного веслування дає підстави стверджувати, що абсолютна величина максимального споживання кисню в усі досліджувані вікові періоди в чоловіків значно вища, ніж у жінок.

Суттєвих вірогідних змін ЧСС та АД у спортсменів при PWC170 при порівнянні з контролем не спостерігаються, оскільки тестові фізичні навантаження (в даному випадку PWC170) не є суттєвими, вони не наблизилися до того обсягу та інтенсивності навантажень, які спортсмени мають при тренувальному процесі.

Адаптаційні реакції серцево-судинної системи на фізичні навантаження за даними електрокардіографії. Електрокардіограму реєстрували у грудних відведеннях по Небу-Бутченко. Аналізувалися такі показники ЕКГ: інтервали R-R , P-Q , Q-T, S-T, шлуночків комплекс QRS до та після дозованих фізичних навантажень. При цьому отримані дані порівнювалися з нормою.

Атріовентрикулярна провідність, яка оцінюється за тривалістю інтервалу P-Q, знаходиться в межах норми - від 0,12 до 0,20 хв і в середньому дорівнює 0,165 хв. Тривалість комплексу QRS коливається від 0,07 до 0,10 с (в середньому 0,084 с), що є межею норми, і тільки в невеликої кількості спортсменів величина комплексу QRS складала 0,12 с. При цьому спостерігалися ознаки часткової блокади правої ніжки Гіса - тобто утворюється комплекс rSr / в право грудних відведеннях. Аналогічні зміни, але без розширення комплексу QRS, спостерігали ще у 13,5% спортсменів академічного веслування. Більшість авторів трактують дане явище у спортсменів як варіант норми і ми підтримуємо цю думку.

Існує достовірна різниця між інтервалами R-R, всі інші показники ЕКГ (P-Q, Q-T, S-T та QRS комплекс) мають сталі значення. Адекватність чи неадекватність адаптації міокарду визначається величиною та тривалістю навантажень, а також індивідуальними особливостями функціонування серця.

Треба відмітити, що в період максимальних фізичних навантажень значно збільшується ризик розвитку патологічного стану, спостерігається гостре фізичне перенапруження, що проявляється різкою слабкістю, головокружінням, змінами ЕКГ (двофазні зубці Т у відведеннях V4 , різке зниження амплітуди зубців Т у відведеннях V5-6), реєструються поодинокі політопні (шлуночкові та передсердні) екстрасистоли. Рання діагностика, використання медикаментозних засобів та корекція тренувального режиму дає можливість швидко ліквідувати перед патологічні зміни.

Наші дослідження показали скорочення електричної систоли (Q-T) у 14-15 річних спортсменів після фізичних навантажень та збільшення її тривалості у 16 та 19-22-річних до та після тренувальних навантажень. Можливо, що скорочення інтервалу електричної систоли або незначними змінами (Q-T) у 14-15 річному віці пов'язано з недостатньою тренованості і, очевидно, також з віковими особливостями функцій серця. Збільшення тривалості механічної і електромеханічної систоли виявлено у 14-15 річних спортсменів академічного веслування, що свідчать про помітні зміни в біоелектричній активності міокарду під впливом короткочасних швидкісних та силових навантажень.

При порівнянні тривалості інтервалу P-Q виявлені наступні зміни: у 14-15 річних спортсменів академічного веслування тривалість інтервалу збільшилася, що збігається з вираженою брадікардією і подовженням систоли, а у 16, 17, 19-22-річних спортсменів під впливом фізичних навантажень тривалість цього інтервалу суттєво не змінилися. Відносне подовження інтервалу P-Q та брадікардія розглядається як фізіологічна особливість серця тренованих осіб, що зумовлено підвищенням тонусу блукаючого нерву. В ході дослідження ми не виявили закономірного зв'язку між тривалістю інтервалу P-Q та тривалістю серцевого циклу.

На основі порівняльного аналізу зубців електрокардіограми (ЕКГ), виявлені наступні закономірності. До фізичних навантажень спортсменів та в контрольної групи амплітуда зубця P з віком майже не змінюється. Після навантаження амплітуда зубця P виявляє тенденцію до підвищення у юних спортсменів 14-15 років, що, очевидно, пов'язано з характером та тривалістю фізичних навантажень. Амплітуда зубця R у підлітків контрольної групи з віком до 14-15 років дещо знижується, а з 16 років підвищується. Вище згаданих закономірностей у юних спортсменів нами не виявлено. До фізичних навантажень у порівнянні з контрольною групою амплітуда зубця R 14-15 років дещо нижча, у 16, 17 річних спортсменів, амплітуда зубця R в порівнянні з контрольною групою майже не змінилася. Після фізичних навантажень амплітуда зубця R зростає починаючи з 14-15 років. Отже, наші дані, як і дані літератури свідчать про те, що зміни амплітуди зубця R залежать від характеру фізичних навантажень і вікових особливостей функцій серця.

За одержаними даними у 16,17,18-річних спортсменів тривалість комплексу QRS змінюється незначно, а у 14-15-річних спостерігається подовження (особливо в грудних відведеннях) розглядається нами як варіант початкового впливу фізичних навантажень. Комплекс QRS змінюється у спортсменів високої кваліфікації в процесі регулярних фізичних навантажень.

Одержані дані дають підставу стверджувати, що тривалі фізичні навантаження - веслування, відбивається на характері реагування серцево-судинної системи на тривалі фізичні навантаження у різних вікових групах визначається, очевидно, вихідним станом організму, індивідуальними особливостями функціонування серця. Кількісні значення змін інтенсивності серцевого компоненту у більшості піддослідних груп за час виконання фізичного навантаження були адекватними в залежності від сили та тривалості навантажень. У деяких осіб спостерігалися також відхилення від попереднього висновку, тобто були не адекватними. Дослідження продемонстрували той факт, що забезпечуючи енергетичну та динамічну діяльність серцева функція є надзвичайно реактивною та інформативною до навантажень різної тривалості.

В четвертому розділі проведенні ехокардіографічні дослідження центральної гемодинаміки і морфометричних показників серця при циклічних фізичних навантаженнях. За результатами дослідження спостерігається, що у юнаків спортсменів в 14-15 років серцевий викид має найбільше максимальне значення. Серцевий викид збільшується пропорційно потужності фізичного навантаження. В інших групах 16, 17, 18 років серцевий індекс кровотоку зростає більш повільніше, а в 19-22 роки навіть зменшується Це пов'язано з тим, що перший етап адаптації до фізичних навантажень (фоновий) відбувається складніше і з більшим напруженням. І на вершині навантаження відбулася диференціація величин СІ. Тобто представлені відмінності, пов'язані з спортивним стажем та віком.

Перебудові морфологічній структурі лівого шлуночку сприяє зміни інтракардіальної геодинаміки: хвилинний об'єм кровотоку достовірно збільшується з ростом тренованості досліджених спортсменів. Але на більш високому етапі адаптації ХОК зменшується на відмінну від рівня стійкої адаптації. Разом з тим серцевий індекс достовірно збільшується лише на етапі стійкої адаптації. Відповідно, приріст об'єму кровотоку в процесі тривалої адаптації до фізичних навантажень характеризує переважно збільшення довжини тіла. Серцевий викид в процесі переходу з одного рівня адаптації на інший регулюється змінами ударного об'єму: збільшення ХОК відповідає збільшення УОК та СІ. Збільшення ударного об'єму при досягненні більш високого рівня фізичної підготовки обстежених свідчить про ріст сили серцевого скорочення.

Особлива роль належить насосній функції серця у розвитку віковій динаміці лівого шлуночку серця у спортсменів та не тренованих. Результати дослідження стану інтракардіальної гемодинаміки показують, що ХОК з віком збільшується в обох групах обстежених (у спортсменів після пубертатного періоду величини ХОК були достовірно більші, ніж у групі не тренованих). СІ, навпаки, зменшується, причому більш інтенсивно у осіб, що займаються спортом. З одного боку, це є показником економізації функції, а з іншої, те, що перевага величин ХОК у спортсменів є результатом великих розмірів тіла. Відміченні зміни ХОК досягалися збільшенням УОК у всіх обстежених, особливо з 14-15-річного віку, це пов'язано з інтенсивністю фізичного навантаження. В зв'язку з тим, що ударний індекс між групами достовірно не розрізняється, можемо зробити висновок, що перевага збільшених величин УОК у спортсменів є також результатом великих розмірів тіла. Найбільш суттєвим з всіх гемодинамічних показників для діагностики спортивної підготовки є ударний об'єм серця в стані спокою, який тісно пов'язаний з спортивним результатом в обох групах обстежених.

З віком та ростом спортивної кваліфікації УОК (табл.3) у чоловіків спортсменів закономірно збільшується, і має тенденцію (у чоловіків) до більш високих показників, на відмінну від спортсменів жіночої статі. Дана тенденція переходить в закономірність починаючи з 14-15 років. Ударний індекс при цьому змінюється мало. Перш за все з віком збільшується робота та індекс ударної роботи серця у всіх обстежених, досягає максимальних величин в 18 років. Причому у чоловіків робота лівого шлуночку завжди була більша, ніж у жінок. Тому можна вважати, що в процесі вікової адаптації до фізичних навантажень у чоловіків та жінок активізується інтракардіальна гемодинаміка, і найбільше вона виражена у чоловіків.

Показники %ДS та ФВ,% в обох групах також з віком достовірно змінюються. При цьому пульс зменшувався в обох групах обстежених, в більшому ступені у осіб чоловічої статі та хвилеподібно у жінок. Отже, в процесі вікової адаптації до фізичних навантажень у спортсменів як чоловічої так і жіночої статі збільшується сила серцевих скорочень. Збільшення скоротливої здатності міокарду з віком більше виражено у чоловіків, ми це пов'язуємо з швидким збільшенням довжини тіла у чоловіків на відмінну від жінок.

Інтенсифікація серцевого викиду досягається за рахунок ударного об'єму в обох групах. Приріст УОК у всіх обстежених з віком супроводилося достовірним збільшенням об'ємної швидкості кровотоку, швидкості збільшення діастолічної ємності. Ці зміни свідчать про оптимізацію скоротливої функції міокарду. Приріст вище зазначених показників більш виражені у чоловіків. Через два - чотири роки заняття спортом ця різниця стала закономірністю. Таким чином, вікове збільшення скоротливої здатності міокарду у чоловіків спортсменів в процесі адаптації до фізичного навантаження відбувається більш інтенсивніше, ніж у жінок спортсменок.

Результати досліджень показують, що збільшення сили серцевих скорочень у спортсменів пов'язано з переходом на високий рівень адаптації організму до важких фізичних навантажень. Вище зазначене зменшення ЧСС по мірі росту фізичної підготовки та тренованості свідчить про більш стійкий та високий рівень адаптації до фізичних навантажень. Таким чином, збільшення сили серцевих скорочень по мірі росту функціональної та фізичної підготовки спортсменів регулюється механізмами адаптації серцево-судинної системи до тривалих фізичних навантажень.

Висновки

Фізичні навантаження різної тривалості та інтенсивності відбиваються на суттєвих змінах показників серцево-судинної системи, характер реагування якої визначається вихідним станом організму, індивідуальними особливостями корекції цих змін при різних режимах тренувальних навантажень.

З'ясовано, що ріст, вага та динамометричні показники обох рук збільшуються з віком від 14-15 до 19-22 років у спортсменів академічного веслування та в контролі, але вірогідні збільшення цих значень у спортсменів відбуваються, як на перших етапах спортивних навантажень, так і на високих рівнях спортивної майстерності.

Виявлені більш високі аеробні можливості, в основному за рахунок збільшення ЖЕЛ, у спортсменів академічного веслування в порівнянні з контролем і ці параметри себе добре поводять при контролі за фізичним та професійним розвитком спортсменів, а також при підвищенні адаптаційних можливостей серцево-судинної системи, шляхом застосування фізичних вправ аеробного характеру, що мають також оздоровчий ефект.

Показники артеріального тиску у підлітків-спорстменів залежить від посилення тонусу парасимпатичної іннервації і від удосконалення координаційних механізмів, а збільшення ЧСС у відповідь на циклічні фізичні навантаження, які приводять до скорочення фаз систоли та збільшення внутрішнього тиску, свідчить про посилену потенційну лабільність серця і його адаптацію до циклічних фізичних навантажень.

Виявлено, що рівні аеробної продуктивності, які оцінювали за показником максимального споживання кисню, мають більш вікові, ніж статеві відмінності, на відмінну від величини максимального навантаження при велоергометричних дослідженнях, і залежать від рівня тренованості, маси тіла, а також від стану здоров'я спортсменів.

У спортсменів обох статей, представників циклічних видів спорту, у яких важливою функцією є витривалість, показники максимального споживання кисню суттєво більші, ніж у спортсменів інших видів спорту, а також в контролі. При цьому різниця в значеннях максимального споживання кисню між спортсменами різної статі більша, ніж в контрольних групах різної статі, і це вказує на значний оздоровчий ефект занять академічним веслуванням.

Скорочувальна функція лівого шлуночку у спортсменів, адаптованих до циклічних фізичних навантажень, характеризується збільшенням ударного об'єму, фракції викиду, ступенем скорочення передньо-заднього розміру при фізичних пробах, є кращою у порівнянні з контролем і може бути застосовано як оціночний критерій функціонального стану серцево-судинної системи.

Серед показників ЕКГ, найбільш суттєві зміни при циклічних фізичних навантаженнях мають кардіоінтервали, а вірогідні зниження амплітуди Т-зубців спостерігаються у спортсменів академічного веслування з високою спортивною майстерністю та з великим спортивним стажем в період росту спортивної майстерності, але вони зберігаються без змін при досягненні індивідуально-максимального рівня спортивної майстерності.

Література

1. Лаврикова О.В. Особливості функціонування серцево-судинної системи людини при циклічних фізичних навантаження // Наукові записки Тернопільського державного університету ім. В. Гнатюка. Серія: Біологія. - 2004. - №1-2 (23). - С.43-48.

2. Лаврикова О.В. Визначення критеріїв адаптаційних можливостей серцево-судинної системи спортсменів академічного веслування при фізичних навантаженнях // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия “Биология”. - Том. 16 (55). - №2 (2003)С. 118-122

3. Лаврикова О.В. Вікові зміни морфофункціональних структур серця в процесі адаптації до фізичних навантажень // Природничий альманах. Серія: Біологічні науки. Вип. 3: Зб. наук. пр. - Херсон, “Персей”. - 2003. - С.69-74

4. Лаврикова О.В. Адаптаційно-регуляторні механізми серцево-судинної системи тренувальних навантажень гребців // Фізіологічний журнал. - Том.48. - № 2. - С. 176

5. Лаврикова О.В. Відбір фізичних навантажень для зміцнення здоров'я та підвищення рівня фізичної підготовленості школярів // Фізичне виховання в школі. - №2. - 2001. - С.50-51

6. Лаврикова О.В. Вплив атмосферного забруднення на кардіореспіраторну систему // Фальцфейнівські читання: Зб. наук. пр.- Херсон: Терра. - 2001. - С. 96-98

7. Лаврикова О.В. Анатомо-фізіологічні зміни кардіореспіраторної системи та опорно-рухового апарату при багаторічному тренуванні гребців // Аспірантський колоквіум: Зб. матеріалів. - Херсон: Олді-плюс. - 2001. - С 67-71

8. Лаврикова О.В. Вікові особливості адаптації серцево-судинної системи людини при циклічних фізичних навантаженнях // Матер. III-ї наук. конф. “Індивідуальні психофізіологічні особливості людини та професійна діяльність”. - Київ-Черкаси. - 2001. - С.72

9. Комаренко Н.В., Лаврикова О.В. Сезоні коливання функціонального стану організму людини // Культура здоров'я як предмет освіти: Зб. наук. пр.- Херсон: Персей. - 2002. - С 115-119

10. Apasov F.S., Yakovleva S.D., Scherbina T.I., Lavrikova O.V. Investigation of haemodynamics and ventilation of lungs // Materials of 11th International Symposium of Polish Network of Molecular and Cellular Biology UNESCO/PAS. June 6-7 Cracov “Molecular and Physiological Aspects of Regulatory Processes of the Organism”. - Cracov: Wydawnictwo. - Naukowe AP. - 2002. - P 20-21.

11. Лаврикова О.В. Физическая реабилитация спортсменов-инвалидов // Матер. VI междунар. науч.-практ. конф. “Актуальные вопросы развития инновационной деятельности”- Симферополь. - 2002. - С.179-181

12. Лаврикова О.В. Гемодинамічні характеристики у різних вікових групах веслувальників-академістів // Тез. доп. всеукр. наук. конф., присвяченої 160-річчю кафедри фізіології людини і тварин Київського Національного університету ім. Т. Шевченка “Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі і патології”. - Київ. - 2002. - С.72

13. Лаврикова О.В. Адаптація серцево-судинної системи у спортсменів академічного веслування при надмірних фізичних навантаженнях // Актуальні проблеми теорії і практики спеціальної педагогіки і психології: Зб. наук. пр. - Херсон, “Терра“. - 2002.- С.112-115.

14. Размещено на Allbest.ru