Особенности гетерохронии насосной функции сердца развивающегося организма

Одновременное увеличение ЧСС и УОК обусловлено физиологическим законом синергизма. Затем наступает время проявления закона антагонизма. По нашим данным, у крысят с 30-дневного возраста наступает урежение ЧСС, а УОК продолжает увеличиваться. Затем наступает проявление закона взаимокомпенсации, то есть урежение ЧСС компенсируется ростом УОК (рис.5). Все это проявляется на коротком отрезке времени онтогенеза крысят.

Показатели насосной функции сердца растущих крыс под влиянием различных двигательных режимов изменяются гетерохронно. Мышечные тренировки приводят к урежению ЧСС в 30-дневном возрасте, а увеличение УОК происходит в 70 дней жизни. Гипокинезия вызывает снижение УОК в 30 дней. Следовательно, на мышечные нагрузки хронотропная реакция проявляется раньше, чем инотропная. У животных пубертатного периода при тренировках плаванием адренергические и холинергические влияния на насосную функцию сердца проявляются гетерохронно (рис.6).

Заключение

В результате исследований нами выявлено, что гетерохронность насосной функции сердца и фазовой структуры сердечного цикла у детей и подростков 10-15-летнего возраста обусловлена возрастом, полом, различными физическими и учебными нагрузками. В работе изучены адренергические и холинергические механизмы регуляции насосной функции сердца крыс в постнатальном онтогенезе, адаптированных к мышечным нагрузкам и гипокинезии.

В возрастном диапазоне 10-15 лет значительные изменения частоты сердечных сокращений в условиях относительного покоя определены в 12-13 лет, независимо от пола испытуемых. Существенное увеличение УОК и МОК в условиях относительного покоя происходит в группе мальчиков в возрасте 12-13 лет, а у девочек это происходит в 14-15 лет. В 14-15-летнем возрасте наблюдаются более низкие величины ОПСС, ДНЛЖ и более высокие показатели минутной работы сердца у мальчиков (29%), чем у девочек. УПСС влияет на кровоснабжение отдельных систем организма, в группе девочек значительный его рост (28%) выявлен в 12-13 лет, у мальчиков - в 14-15-лет (19%). В 14-15-летнем возрасте значительное увеличение систолического артериального давления выявлено в группе девочек, что составило 12%, а в группе мальчиков - 7%. Полученные данные позволяют, учитывая изменения насосной функции сердца, определить эффект адаптации организма к мышечным нагрузкам с учетом возраста занимающихся. В возрастном диапазоне 10-15 лет установлены сильные положительные корреляционные связи УОК с МОК, с СИ, с индексом ударной работы левого желудочка, с минутной работой сердца как в группе мальчиков, так и в группе девочек.

Смена положения тела в пространстве является функциональной нагрузкой для растущего организма. Активный переход тела из положения лежа-сидя-стоя влияет на распределение крови, в частности, на ее венозный возврат. При выполнении функциональной нагрузки изменения показателей насосной функции сердца у девочек происходят при активном переходе тела из положения лежа в положение сидя. При этом значительные изменения выявлены в 12-13-летнем возрасте: увеличение ЧСС составило 9%, уменьшение УОК - 27%, а МОК - 16%. В группе мальчиков данные изменения выявлены при активной смене тела из положения сидя в положение стоя, при этом наибольший рост ЧСС (16%), а также значительное уменьшение УОК (37%) и МОК (18%) наблюдаются в возрасте 14-15 лет. Это свидетельствует о том, что у девочек насосная функция сердца начинает реагировать в первые минуты изменения положения тела и функциональная проба является для них значительной нагрузкой в начале пубертатного периода.

В условиях активной смены положения тела направленность изменений амплитудно-временных характеристик дифференцированной реограммы зависит от пола и возраста испытуемых. С возрастом изменяется фазовая структура сердечного цикла. Установлено, что наиболее значительное уменьшение амплитуд ДРГ у девочек происходит в возрасте 12-13 лет, а у мальчиков позднее - в 14-15 лет. Вероятно, это обусловлено совершенствованием механизмов срочной адаптации сердца на изменение положения тела с возрастом, которое происходит гетерохронно у мальчиков и девочек.

Функциональная нагрузка вызывает разнонаправленное влияние на показатели насосной функции сердца детей и подростков, имеющих разные учебные нагрузки. Так, наибольшие изменения ЧСС, УОК, МОК в 10-11-летнем возрасте при активной смене положения тела проявляются у гимназисток и школьников. С возрастом, в 14-15 лет, реакция насосной функции сердца выше у школьниц и гимназистов. В ходе исследований определена гетерохронность в развитии двигательных способностей детей и подростков, имеющих разные учебные нагрузки. На наш взгляд, это связано с морфофункциональными особенностями сердца и нейроэндокринными изменениями, происходящими с возрастом.

Влияние различных факторов среды на организм проявляется в уровне адаптационных возможностей. Активная смена положения тела вызывает большее напряжение регуляторных систем среди учащихся гимназии, чем среди школьников. Это обусловлено повышением влияния симпато-адреналовой системы, особенно в 12-13-летнем возрасте. К 14-15-летнему возрасту адаптационные возможности возрастают, у школьников наблюдается более высокий уровень функционирования физиологических систем, чем у гимназистов.

Адаптация организма к различным видам нагрузок обусловлена характером вегетативной регуляции. Состояние вегетативного гомеостаза в исследуемых группах определяется выраженностью симпатических и парасимпатических влияний на организм. Для подростков 13-15 лет, занимающихся спортом, и учащихся гимназии с возрастом характерна сбалансированность симпатических и парасимпатических влияний. В то же время у школьников выявлено усиление тонуса блуждающего нерва (с 50% до 67%). В 13 лет ваготоники среди школьников составляют 50%, среди гимназистов - 22%.

Двигательная деятельность является одним из основных факторов совершенствования функций сердца. При мышечных нагрузках изменения ЧСС, УОК, МОК у занимающихся спортом более выражены на начальных этапах тренировочного процесса. В то же время у подростков урежение ЧСС, рост УОК и МОК зависит от мощности выполняемой нагрузки: чем больше мощность, тем выраженнее гетерохрония.

Активная смена положения тела в 13-летнем возрасте только для 23% подростков, занимающихся спортом, явилась значительной нагрузкой. В данном возрасте у не занимающихся спортом (63%) функциональная проба вызвала значительное напряжение регуляторных систем, которое снизилось к 15-летнему возрасту до 56%.

В связи со сложностью выявления механизмов регуляции насосной функции сердца у детей и подростков нами проведены эксперименты на биологической модели белых лабораторных крыс. Животные в ходе эксперимента подвергались мышечным нагрузкам плаванием, гипокинезии и содержались в условиях неограниченной двигательной активности (НДА). В ходе эксперимента проводили блокаду М-ХР атропином и в-АР обзиданом у животных различных режимов двигательной активности. У тренированных 30-дневных крысят холинергические влияния на ЧСС больше, а адренергические - меньше по сравнению с группой крысят, содержащихся в режиме НДА, и особенно с животными, подверженными гипокинезии. Снижение адренергических и относительное повышение холинергических влияний при мышечных нагрузках приводит к урежению ЧСС в 30 дней, а УОК увеличивается к 70-дневному возрасту животных. Результаты однофакторного дисперсионного анализа свидетельствуют о влиянии мышечных тренировок на насосную функцию сердца, которое в большей степени проявляется в препубертатный период, а в последующие дни эксперимента наблюдается их снижение.

Полученные нами результаты позволяют учитывать гетерохронность насосной функции сердца при выборе физических нагрузок для подростков 13-15-летнего возраста, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта на этапе специальной подготовки. В учебном процессе при выполнении нормативных тестов на уроках физической культуры необходим индивидуальный подход, учет различных учебных нагрузок, так как предъявляемые требования не всегда соответствуют текущему функциональному состоянию и адаптационным резервам организма детей и подростков. Это несоответствие может привести к снижению физического и психического здоровья подростков.

Комплексное исследование показателей насосной функции сердца, двигательных способностей, состояния вегетативного гомеостаза в условиях различных физических и учебных нагрузок позволяет выявить уровень функционирования физиологических систем детей и подростков. А полученные нами результаты вносят существенный вклад в развитие принципа гетерохронии в постнатальном онтогенезе.

Выводы

Частота сердечных сокращений в условиях относительного покоя у школьников и гимназистов в возрастном диапазоне с 10 до 15 лет урежается на 13%. Значительное уменьшение ЧСС происходит в возрасте 12-13 лет у гимназисток (7%) и школьников (9%).

Ударный объем крови у детей и подростков в условиях относительного покоя в возрастном диапазоне с 10 до 15 лет у девочек увеличивается на 13%, у мальчиков - на 39%. Значительный рост ударного объема крови и минутного объема кровообращения выявлен у мальчиков в 12-13 лет, а у девочек в 14-15 лет. Между УОК и МОК у всех испытуемых 10-15 лет установлены тесные положительные корреляционные связи.

Изменения показателей насосной функции сердца при активной смене положения тела испытуемых 10-15 лет у девочек выявлены при переходе из положения лежа в положение сидя, а у мальчиков - при переходе из положения сидя в положение стоя. Значительные изменения ЧСС, УОК, МОК у девочек определены в возрасте 12-13 лет, у мальчиков - в возрасте 14-15 лет.

Амплитуда волн дифференцированной реограммы при активной смене положения тела снижается с возрастом у детей и подростков обоего пола. Наиболее выраженное уменьшение амплитуд ДРГ у девочек происходит в 12-13 лет, а у мальчиков - в 14-15 лет.

У детей и подростков обоего пола в возрасте 10-15 лет в покое и при функциональной нагрузке быстрое изгнание крови составляет постоянную величину от периода изгнания крови. Артериальный приток и венозный отток, рассчитанные по амплитудно-временным характеристикам дифференцированной реограммы, снижаются при активной смене положения тела гетерохронно, в зависимости от пола детей и подростков.

Реакция насосной функции сердца детей и подростков, обучающихся в школе и гимназии, при активном переходе из положения лежа в положение стоя зависит от возраста, пола школьников, а также от подверженности учебным нагрузкам: в 10-11-летнем возрасте реакция УОК, МОК, ЧСС на функциональную нагрузку у гимназисток выше, чем у гимназистов; у школьников выше, чем у школьниц. В 14-15-летнем возрасте более выраженные изменения УОК, МОК, ЧСС выявлены у школьниц и гимназистов по сравнению с показателями гимназисток и школьников.

Гетерохронность проявления двигательных способностей детей и подростков 10-15 лет зависит от подверженности различным физическим и учебным нагрузкам. Значительные изменения скоростно-силовых и координационных способностей определены в 12-13-летнем возрасте у учащихся школы и занимающихся спортом, у учащихся гимназии развитие данных способностей выявлено в 14-15 лет. Более выраженная общая выносливость у гимназистов и занимающихся спортом установлена в 10-11 лет, у школьников - в 12-13 лет. У гимназисток показатели общей выносливости к 14-15 годам уменьшаются.

Проявление гетерохронии насосной функции сердца зависит от уровня двигательной подготовленности. У подростков, занимающихся спортом скоростно-силовой направленности, при велоэргометрической нагрузке значительное увеличение ударного объема крови и минутного объема кровообращения происходит в 13 лет, у школьников, не занимающихся спортом, - в 15 лет.

В 70-дневном возрасте у животных при систематических плавательных тренировках установлено урежение ЧСС, увеличение УОК, что связано со снижением адренергического и повышением холинергического влияния на насосную функцию сердца. При мышечных тренировках темпы формирования брадикардии выше, чем темпы ударного объема крови. В этом выражается гетерохронность насосной функции сердца в постнатальном онтогенезе.

У подверженных режиму гипокинезии 70-дневных животных холинергическое влияние на насосную функцию сердца замедляется, а адренергическое сохраняется на повышенном уровне.

Список опубликованных работ по теме диссертации

Зиятдинова А.И. Экология физической культуры / А.И.Зиятдинова // Проблемы адаптации к мышечным нагрузкам: Тезисы Всероссийской научной конференции "Теоретические основы физической культуры". - Казань, 1995. - С.73.

Зиятдинова А.И. Экология физической культуры человека / А.И.Зиятдинова // Теория и практика физической культуры. - 1999. - №8. - С.15-17.

Зиятдинова А.И. Регуляция насосной функции сердца растущего организма в условиях различных двигательных режимов / Р.А.Абзалов, И.Х.Вахитов, А.И.Зиятдинова, О.И.Павлова, И.Г.Хурамшин // Международная конференция "Физиология мышечной деятельности". - М., 2000. - С.3-4.

Зиятдинова А.И. Особенности ЧСС у крыс при различных режимах двигательной деятельности в процессе роста и развития / О.В.Илюшин, А.И.Зиятдинова // Всероссийский симпозиум и школа семинар молодых ученых и учителей. Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке. - Казань, 2000. - С.42.

Зиятдинова А.И. Изменение насосной функции сердца растущего организма при смене режимов двигательной активности / И.Х.Вахитов, А.И.Зиятдинова, О.И.Павлова, И.Г.Хурамшин // Материалы XVIII Съезда физиологического общества имени И.П.Павлова. - Казань, 2001. - С.493.

Зиятдинова А.И. Особенности адаптаций спортсменов к временным факторам / А.И.Зиятдинова // Всероссийская научно-практическая конференция "Пути повышения социальной значимости физической культуры и спорта". - Казань, 2002. - С.152.

Зиятдинова А.И. Механизмы брадикардии тренированности / А.И.Зиятдинова, Р.А.Абзалов, И.Х.Вахитов, Р.Р.Абзалов // Российский физиологический журнал им.И.М.Сеченова - 2004. - Т.90, №8. - С.193-194.

Зиятдинова А.И. Регуляция насосной функции сердца в развивающемся организме / Р.А.Абзалов, А.И.Зиятдинова, Н.И.Абзалов, И.И.Файзрахманов // Российский физиологический журнал им.И.М.Сеченова. - 2004. - Т.90, №8. - С.174.

Зиятдинова А.И. Особенности хронотропной регуляции сердца крысят при переходе от гипокинезии к другим двигательным режимам / А.И.Зиятдинова, О.А.Тихонова // Всероссийская конференция, посвященная 100-летию со дня рождения О.Д.Курмаева "Нейрогуморальные механизмы регуляции сердца". - Казань, 2004. - С.57-59.

Зиятдинова А.И. Механизмы урежения частоты сердечных сокращений в развивающемся организме / Р.А.Абзалов А.И.Зиятдинова // Материалы второго международного симпозиума "Проблемы ритмов в естествознании". - М., 2004. - С.178-179.

Зиятдинова А.И. Физиологические особенности адаптации учащихся при различных формах обучения / Э.Р.Валеева, А.И.Зиятдинова // Материалы международной конференции "Физиология развития человека" Альманах. Новые исследования. Российская академия образования. Институт возрастной физиологии. - М., 2004. - №1-2. - С.102.

Зиятдинова А.И. Влияние экологических факторов на физическое развитие детей / А.И.Зиятдинова // Физическая культура: воспитание, образование, тренировка. - М., 2005. - №1. - С.58-59.

Зиятдинова А.И. Функциональные показатели сердечно-сосудистой системы учащихся образовательных учреждений различного типа / Э.Р.Валеева, А.И.Зиятдинова, Р.Я.Хамитова // Нижегородский медицинский журнал. - 2005. - №2. - С.71-73.

Зиятдинова А.И. Влияние абиотических факторов на здоровье детей дошкольного возраста / А.И.Зиятдинова // Второй международный конгресс "Спорт и здоровье". - СПб., 2005. - С.103-104.

Зиятдинова А.И. Адаптация организма школьников к учебным нагрузкам / А.И.Зиятдинова, Э.Р.Валеева, А.М.Вагапова // Научные труды I Съезда физиологов СНГ. - Сочи, Дагомыс, 2005. - Т.1. - С.153-154.

Зиятдинова А.И. Экология физической культуры / А.И.Зиятдинова // Научные труды I Съезда физиологов СНГ. - Сочи, Дагомыс, 2005. - Т.2. - С.256.

Зиятдинова А.И. Адаптация школьников в различных типах образовательных учреждений / Э.Р.Валеева, А.И.Зиятдинова // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. - Томск, 2005. - Т.1. - С.137.

Зиятдинова А.И. Функциональные показатели здоровья учащихся инновационной и общеобразовательной школы / А.И.Зиятдинова, Э.Р.Валеева // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. - Томск, 2005. - Т.1. - С.157.

Зиятдинова А.И. Регуляция насосной функции сердца развивающегося организма крысят / Р.А.Абзалов, А.И.Зиятдинова, Н.И.Абзалов, И.Г.Хурамшин, Р.Р.Абзалов, И.Х.Вахитов// Материалы XIII Международного совещания и VI школа по эволюционной физиологии. - СПб., 2006. - С.7.

Зиятдинова А.И. Проявление феномена "отрицательной фазы" частоты сердечных сокращений и ударного объема крови у юных спортсменов / И.Х.Вахитов, Р.А.Абзалов, А.И.Зиятдинова, Р.Р.Абзалов, О.П.Мартьянов // Материалы XIII Международного совещания и VI школа по эволюционной физиологии. - СПб., 2006. - С.45-46.

Зиятдинова А.И. Адаптация организма учащихся к различным видам нагрузок / А.И.Зиятдинова // II Всероссийская научная конференция "Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды. - Челябинск, 2006. - С.38.

Зиятдинова А.И. Физическая работоспособность детей, занимающихся плаванием / А.И.Зиятдинова, А.М.Вагапова, Л.Г.Еремина // Тезисы VIII Всероссийского симпозиума "Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке. - Казань, 2006. - С.40-41.

Зиятдинова А.И. Изменения насосной функции сердца крысят, подверженных мышечным тренировкам с 14-дневного возраста / Р.А.Абзалов, И.Х.Вахитов, А.И.Зиятдинова, А.А.Мисбахов, Х.В.Аль-Хайтами // Казанский медицинский журнал. - 2006. - Т.87, №3. - С.224-226.

Зиятдинова А.И. Особенности регуляции частоты сердечных сокращений и ударного объема крыс в онтогенезе / Н.И.Абзалов, А.И.Зиятдинова, Р.Р.Абзалов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - М., 2006. - Т.142, №7. - С.16-18.

Зиятдинова А.И. Гетерохронность изменения показателей насосной функции сердца крысят / А.И.Зиятдинова // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - М., 2006. - Т.142, №7. - С.19-20.

Зиятдинова А.И. Гетерохронность развития насосной функции сердца детей 11и 13 лет / А.И.Зиятдинова, А.М.Вагапова, Л.Г.Еремина // Материалы XX Съезда физиологического общества имени И.П.Павлова. - М., 2007. - С.239-240.

Зиятдинова А.И. Механизмы регуляции насосной функции сердца крысят / Р.А.Абзалов, А.И.Зиятдинова, Р.Р.Абзалов, Н.И.Абзалов, Х.Ф.Аль-Хайтами // Материалы XX Съезда физиологического общества имени И.П.Павлова. - М., 2007. - С.111-112.

Зиятдинова А.И. Проявление гетерохронности насосной функции сердца у животных в онтогенезе / А.И.Зиятдинова // Материалы XX Съезда физиологического общества имени И.П.Павлова. - М., 2007. - С.240.

Зиятдинова А.И. Особенности адаптаций в процессе онтогенеза у учащихся в возрасте 12-15 лет / Э.Р.Валеева, А.И.Зиятдинова // Материалы XX Съезда физиологического общества имени И.П.Павлова. - М., 2007. - С.169.

Зиятдинова А.И. Информационные технологии в обучении на теоретических уроках по физической культуре / А.И.Зиятдинова, Л.Г.Еремина, А.М.Вагапова // Международная научно-практическая конференция "ИТО-Поволжье, 2007". - Казань, 2007. - С.184-185.

Зиятдинова А.И. Гетерохронность показателей насосной функции сердца у детей 11-15 лет / А.И.Зиятдинова // "Механизмы функционирования висцеральных систем" Материалы V Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 100-летию со дня рождения В.Н.Черниговского. - СПб., 2007. - С.132-133.

Зиятдинова А.И. Изменения показателей сердечно-сосудистой системы у школьников и гимназистов / А.И.Зиятдинова, А.М.Вагапова // "Механизмы функционирования висцеральных систем", Материалы V Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 100-летию со дня рождения В.Н.Черниговского. - СПб., 2007. - С.133-134.

Зиятдинова А.И. Гетерохрония показателей насосной функции сердца / Р.А.Абзалов, А.И.Зиятдинова // Материалы IV Всероссийской с международным участием школы-конференции по физиологии кровообращения. - М., 2008. - С.4.

Зиятдинова А.И. Корреляционный анализ гетерохронности становления показателей насосной функции сердца / А.И.Зиятдинова, А.М.Вагапова // Материалы IV Всероссийской с международным участием школы-конференции по физиологии кровообращения. - М., 2008. - С.35.

Зиятдинова А.И. Насосная функция сердца у спортсменов-туристов при выполнении мышечной нагрузки PWC170 / Р.Р.Набиуллин, Р.А.Абзалов, И.Г.Хурамшин, А.И.Зиятдинова // Физиология человека. - М., 2008. - Т.34, №3. - С.130-132.

Зиятдинова А.И. Влияние мышечных нагрузок на показатели насосной функции сердца / А.И.Зиятдинова, А.М.Вагапова // Теория и практика физической культуры. - 2008. - №3. - С.85-88.

Зиятдинова А.И. Становление насосной функции сердца детей и подростков 13-15-летнего возраста /А.И.Зиятдинова, А.М.Вагапова // Материалы VI Сибирского физиологического съезда. - Барнаул, 2008. - Т.2. - С.131.

Зиятдинова А.И. Насосная функция сердца подростков 14-17-летнего возраста, занимающихся плаванием, при выполнении функциональной нагрузки / А.М.Вагапова, А.И.Зиятдинова // Теория и практика физической культуры. - 2009. - №10. - С.28-30.

Зиятдинова А.И. Гетерохронность насосной функции сердца детей и подростков при разных функциональных нагрузках / А.И.Зиятдинова // Теория и практика физической культуры. - 2009. - №10. - С.31-34.

Размещено на Allbest.ru