Оценка функционального состояния сердечно-сосудистой системы у спортсменов выбранной специализации с помощью Гарвардского степ-теста

Размещено на http: //www. allbest. ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ, СПОРТА И ЗДОРОВЬЯ ИМЕНИ П.Ф. ЛЕСГАФТА, САНКТ-ПЕТЕРБУРГ»

Курсовая работа

Кафедра Физиологии

Оценка функционального состояния сердечно-сосудистой системы у спортсменов выбранной специализации с помощью Гарвардского степ-теста

Выполнил: Орлов Александр Павлович

Студент 312 группы

факультета ЕиНВС

Научный руководитель:

Мельников Д. С.

Санкт-Петербург, 2019

Содержание

Введение

Глава I. Обзор литературы

1.1 Влияние физических нагрузок на частоту сердечных сокращений

1.2 Особенности спортивного сердца

1.2.1 Морфология спортивного сердца

1.2.2 Функциональные сдвиги при нагрузке переменной мощности

Глава II. Организация и методика исследования

2.1 Данные испытуемых

2.2 Организация проводимых исследований

Глава III. Собственные исследования

3.1 Данные полученные в ходе экспериментальной работы

Выводы

Список литературы

Введение

Исследования в этой области актуальны в данное время, так как работоспособность спортсмена и его достижения в спорте зависят от функционального состояния сердечно - сосудистой системы. Наиболее объективную информацию о деятельности сердечно - сосудистой системы дает частота сердечных сокращений. Таким образом, мы можем исследовать реакцию ССС единоборцев( тхэквондистов) на дозированную нагрузку и оценить ее восстановительные процессы после работы с помощью Гарвардского степ-теста.

В нашем эксперименте будет сравниваться реакция ССС на дозированную нагрузку и ИГСТ ( индекс Гарвардского степ-теста) у спортсменов разной возрастной категории и различной квалификации( 1 разряд, КМС, МС).

Цель и задачи работы: оценить функциональное состояние сердечно - сосудистой системы и сравнить показатели ИГСТ у тхэквондистов разной квалификации и возраста.

Задачи:

1. Ознакомиться с влиянием физических нагрузок на изменение частоты сердечных сокращений.

2. Изучить особенности спортивного сердца.

3. Рассмотреть какие происходят сдвиги в организме при работе переменной мощности.

4. Провести эксперимент, выявить разницу показателей ИГСТ разных возрастных групп тхэквондистов и обсудить.

Глава I. Обзор литературы

1.1 Влияние физических нагрузок на частоту сердечных сокращений

тхэквондист физический спортивный сердце

У спортсменов ЧСС в покое ниже, чем у нетренированных людей и составляет 50--55 ударов в минуту. У спортсменов экстра-класса (лыжники-гонщики, велогонщики, марафонцы-бегуны и др.) ЧСС составляет 30--35 уд/мин. Физическая нагрузка приводит к увеличению ЧСС, необходимой для обеспечения возрастания минутного объема сердца, причем существует ряд закономерностей, позволяющих использовать этот показатель как один из важнейших при проведении нагрузочных тестов. (Н.Я. Прокопьев, Т. В. Потапова, 2001)

Перед началом физической нагрузки частота сердечных сокращений обычно увеличивается, намного превышая нормальные показатели в состоянии покоя. Как упоминалось выше, эта упреждающая реакция, вероятно, возникает благодаря выделению нейромедиатора норадреналина симпатической нервной системой и гормона адреналина надпочечниками. Тонус блуждающего нерва, возможно, также снижается.

Увеличение частоты сердечных сокращений почти пропорционально увеличению интенсивности физической нагрузки и потреблению кислорода вплоть до полного изнеможения. Чем меньше натренирован человек, тем выше частота сердечных сокращений. К увеличению частоты сердечных сокращений во время физической нагрузки приводят уменьшение тонуса блуждающего нерва и увеличение симпатической стимуляции сердца. Нужно также помнить, что психогенное увеличение частоты сердечных сокращений может быть значительным.

Начиная с возраста 10-15 лет максимальная частота сердечных сокращений начинает незначительно, но стабильно снижаться - примерно на 1 удар в год. Это - очень надежная величина, которая остается неизменной изо дня в день. У взрослых максимальную частоту сердечных сокращений можно вычислить следующим образом:

ЧССтах = 220 ~ возраст в годах (±12 ударов в мин)

При постоянном уровне субмаксимальной нагрузки частота сердечных сокращений увеличивается, а затем выравнивается, поскольку потребность в кислороде для этой деятельности была удовлетворена. При каждом последующем увеличении интенсивности частота сердечных сокращений достигнет новой установившейся величины в пределах 1-2 мин. Однако чем интенсивнее физическая нагрузка, тем больше уходит времени на достижение этой установившейся величины.

Понятие установившейся частоты сердечных сокращений представляет собой основу для нескольких тестов, разработанных для оценки физической подготовки. При этих тестах людей помещают на тренажер, например, велоэргометр или бегущую дорожку, и они тренируются при стандартных уровнях нагрузки. У тех, чья физическая подготовка лучше, судя по их кардиореспираторной выносливости, установившаяся частота сердечных сокращений на данном уровне нагрузки будет ниже, чем у менее тренированных людей.

Во время длительной физической нагрузки, вместо выравнивания, частота сердечных сокращений может продолжить устойчиво увеличиваться при том же уровне нагрузки. Это явление называют кардиоваскулярным сдвигом, который вызван уменьшением венозного возврата к сердцу. Частота сердечных сокращений продолжает увеличиваться, чтобы сохранить минутный объем сердца (сердечный выброс) и кровяное давление на том же самом уровне, несмотря на уменьшение венозного возврата. Уменьшить венозный возврат может сокращение объема плазмы, вызванное фильтрацией жидкости из крови или избыточным потоотделением во время длительной физической нагрузки. Уменьшение тонуса симпатической нервной системы может также сыграть свою роль в уменьшении венозного возврата к сердцу.

Во время силовых упражнений, например, при поднятии тяжестей, частота сердечных сокращений ниже, чем во время физической нагрузки на выносливость, такой как бег. При одинаковом произведенном усилии при физической нагрузке на верхнюю часть тела ЧСС выше, чем при нагрузке на нижнюю. Физическая нагрузка на верхнюю часть тела приводит также к более высокому потреблению кислорода, среднему артериальному давлению и общему периферическому сопротивлению сосудов. Более высокая нагрузка на кровообращение при тренировке верхней части тела является результатом меньшей мышечной массы, повышенного внутригрудного давления и меньшей эффективности «мышечного насоса» - все это уменьшает венозный возврат крови к сердцу. ( Жуков А.Д. Изд.: Юнеско, 2011 год.)

1.2 Особенности спортивного сердца

Характерным для физиологического "спортивного сердца" является сочетание максимально экономного функционирования в покое и возможности достижения высокой, предельной функции при физической нагрузке. Таким образом, говоря о "спортивном сердце", следует помнить, что дилатацию сердца можно расценивать как адаптационную реакцию организма, но увеличение размеров сердца при формировании "спортивного сердца" происходит главным образом за счет расширения его полостей либо утолщения стенок желудочков. Дилатация полостей сердца касается как желудочков, так и предсердий. Наибольшее значение имеет дилатация желудочков, что обеспечивает одно из важных функциональных свойств "спортивного сердца" -- высокую производительность.

1. Размеры сердца в спорте в значительной мере определяются характером спортивной деятельности. Наибольшие размеры отмечаются у представителей циклических видов спорта (лыжников, велосипедистов, бегунов на средние и длинные дистанции). Несколько меньшие размеры сердца у спортсменов, в тренировке которых выносливости придается определенное значение, но это физическое качество не является доминирующим в данном виде спорта (бокс, борьба, спортивные игры и т. д.). И наконец, у спортсменов, развивающих главным образом скоростно-силовые качества, объем сердца увеличен крайне незначительно по сравнению с нетренированными людьми.

Дилатация сердца у представителей скоростно-силовых видов спорта в связи со всем указанным ранее не является рациональной. Такие случаи подлежат углубленному врачебному контролю для выяснения причины увеличения сердца. Совершенно очевидно, что физиологическая дилатация "спортивного сердца" ограничивается определенными пределами. Чрезмерный объем сердца (более 1200 см3) даже у спортсменов, тренирующихся на выносливость, может явиться результатом перехода физиологической дилатации сердца в патологическую. Значительное увеличение объема сердца (иногда до 1700 см3) отражает наличие патологических процессов в сердечной мышце, которые могут развиваться в результате нерациональной тренировки. Физиологическая дилатация сердца у спортсменов является весьма лабильной, и в процессе роста тренированности в подготовительный период объем сердца может увеличиться на 15-20 %.

Существуют особенности биоэлектрической активности миокарда и его метаболического обеспечения при адаптации сердечно-сосудистой системы к нагрузкам, предъявляемым на различных этапах годичного цикла подготовки спортсменов. В соревновательный период отмечается значительное урежение сердечного ритма, которое является отражением достаточно высокой тренированности миокарда и экономизацией сердечной деятельности в результате вагусных преобладаний.(Р.Д.Сейфуллы- К.: Олимп л-ра, 2010 -640 с)

1.2.1 Морфология « спортивного» сердца

Гипертрофический процесс в миокарде, развивающийся в связи с физической нагрузкой, происходит за счет увеличения числа саркомеров, числа и размеров митохондрий, рибосом и других структур сократительных элементов сердечной мышцы. Ядерно-цитоплазматические соотношения при этом не нарушаются, что указывает на стабильность структурного гомеостаза на клеточном уровне.

На процесс формирования гипертрофии и дилатации влияют ряд факторов, в частности -- вид вегетативной регуляции. При сбалансированном влиянии симпатических и парасимпатических отделов вегетативной нервной системы на работу сердца наблюдается равномерная гипертрофия и дилатация с преобладанием изменений в левом желудочке. Доминирование вагусно-холинергических влияний выявило большую степень расширения камер сердца по сравнению с увеличением их массы. Усиление симпатических влияний сопровождалось преобладающим увеличением массы частей сердца в отличие от их пространственных характеристик.

Начальные структурные изменения миокарда детей школьного возраста при скоростно-силовых нагрузках и длительной работе на выносливость характеризуются главным образом морфофункциональным напряжением сердечной мышцы и следующими за ним дилатацией и гипертрофией левого желудочка или и тем, и другим. Изначально дилатация и гипертрофия левого желудочка рассматриваются как компенсаторно-приспособительная реакция, направленная на поддержание системной гемодинамики. На ранних этапах развития структурных изменений в миокарде преобладают гемодинамические воздействия и факторы нейрогуморальной регуляции, такие как увеличение венозного притока крови к миокарду и повышенная активность адренергических влияний на миокард.

Более существенные структурно-функциональные изменения сердца, характерные для конкретного вида спорта, регистрируются с 14-15 лет и заканчивают свое формирование к 19 годам жизни.

У спортсменов с 16-летнего возраста регистрируется уже сформировавшееся “спортивное” сердце, характерное для своей спортивной специализации.

В последующих периодах структурно-функциональные изменения миокарда зависят в основном от структурных изменений сосудистой стенки. Огромную роль играют активность ренина в плазме крови, наличие в самом сердце ренин-ангиотензиновой системы, которая влияет на функцию миокарда, где кардиальный ангиотензин может стимулировать сократимость миокарда и участвовать в развитии гипертрофии левого желудочка.

Объем сердца увеличивается при длительной тренировке на пульсе, соответствующем максимальному ударному объему. Этот показатель индивидуален. Обычно ударный объем начинает резко возрастать при пульсе 100, к 120 сильно увеличивается, у некоторых растет до пульса 150. Длительная тренировка при максимальном ударном объеме -- это, условно говоря, упражнения на “гибкость” для сердца.

Развитие гипертрофии стимулирует большие силовые нагрузки, при которых частота пульса во время тренировки достигает 190--200 ударов в минуту. Но при таких чрезвычайных нагрузках наряду с гипертрофией возможно присоединение дистрофических процессов в миокарде.

Правильная схема интервальной тренировки такова: 60 секунд разгон пульса и 30 секунд -- поддержание пульса на уровне 180 ударов в минуту. Это классическая немецкая интервальная тренировка. При этом еще в 1970-е годы было показано, что происходит гипертрофия миокардиоцитов. Однако этот путь следует использовать крайне осторожно, особенно у детей. Детский организм обладает рядом возрастных особенностей, которые следует учитывать в тренировочном процессе. Развитие суставно-связочного аппарата, скелетных мышц в возрасте 13--15 лет опережает рост и дифференцировку мышцы сердца. Если к 14-15 годам скелетные мышцы по своим свойствам мало отличаются от мышц взрослых людей, то сердечная мышца продолжает развиваться до 18--20 лет. Чрезмерные нагрузки на мышцу сердца в пубертатном периоде неминуемо приводят к развитию дистрофии миокарда.( http://ru.sportwiki.to/ Синдром _ спортивного _ сердца)

Наиболее постоянным или обязательным признаком высокого функционального состояния сердца спортсмена является брадикардия в покое. У спортсменов частота сердечных сокращений (ЧСС) меньше, чем у лиц, не занимающихся спортом. Резко выраженная брадикардия (ниже 40 уд/мин), которая вызывает сомнения в отношении ее физиологического происхождения, встречается чаше у мастеров спорта н спортсменов 1 разряда, причем среди мужчин чаше, чем среди женщин. Брадикардия встречается чаше у спортсменов, тренирующих качество выносливости.

Брадикардию у спортсменов следует расценивать как проявление экономизации деятельности сердца. Уменьшение частоты сердечных сокращений снижает потребность миокарда в кислороде, вследствие уменьшения величины его работы, а также увеличивает диастату. Возникает она в результате изменений уровней нейровегетативной регуляции в покое, когда наряду с повышением тонуса парасимпатической нервной системы снижается активность симпатико-адреналовой системы.

Между степенью брадикардии и состоянием тренированности спортсмена плотного параллелизма нет. Примерно у трети спортсменов с брадикардией отмечается плохая приспособляемость к нагрузке, сниженная работоспособность, быстрая утомляемость, расстройства сна, аппетита и различные другие жалобы. Обследование таких спортсменов позволяет в одних случаях выявить переутомление, которое и является причиной брадикардии, а в других -- очаги хронической инфекций (ОХИ), и тогда брадикардию следует расценивать как следствие инфекционно-токсических влияний. Поэтому спортсменам с частотой сокращения сердца ниже 40 уд/мин. обязательно требуется врачебное обследование. Таким образом, брадикардия только тогда может считаться признаком высокого функционального состояния организма, когда она не сопровождается жалобами и отклонениями в состоянии здоровья. ( Агаджанян Н.А..: высшая школа, 2009.- 380 с)

1.2.2 Функциональные сдвиги при нагрузках переменной мощности

Работа переменной мощности особенно характерна для спортивных игр и единоборств, она наблюдается и при стандартных ациклических упражнениях -- в гимнастике, акробатике, фигурном катании и др., а также при рывках, спуртах, финишировании в циклических упражнениях.

Каждое изменение мощности работы требует нового сдвига активности различных органов и систем организма спортсмена. При этом быстрые изменения в деятельности ЦНС и двигательного аппарата, не могут сопровождаться столь же быстрыми перестройками вегетативного обеспечения работы. На этот переходный процесс затрачивается некоторое время, так называемое время задержки. В это время ткани организма испытывают недостаточность кислородного снабжения и возникает кислородный долг. Чем больше спортсмен адаптирован к работе переменной мощности, тем меньше у него время задержки, т. е. быстрее возникают сдвиги вдыхании, кровообращении, энерготратах и накапливается меньший кислородный долг. Вегетативные системы у адаптированных спортсменов становятся более лабильными -- они легче повышают функциональную активность при повышении мощности работы и быстрее успевают восстанавливаться при каждом ее снижении, даже в процессе работы .Важно при этом, что восстановление по ходу работы не доводит функциональные показатели до уровня покоя, а сохраняет их на некотором оптимальном уровне. Например, ЧСС в процессе игры в баскетбол колеблется в диапазоне от 130 до 180 уд * мин1 У фехтовальщиков в ходе тренировочных индивидуальных уроков или соревновательных поединков каждая отдельная микропауза позволяет несколько снять высокий уровень нервно-эмоциональной напряженности и немного восстановить функции дыхания и кровообращения, но при этом сохраняется необходимый рабочий уровень их показателей и не удлиняется время реакции.

Для тестирования адаптации спортсменов к работе переменной мощности используют физические нагрузки (степ-тест, велоэргометрический тест), в которых в случайном порядке или с определенной закономерностью варьируют мощность работы и при этом регистрируют ЧСС (или другие физиологические показатели). Расчет корреляции ЧСС и мощности нагрузки позволяет судить о приспособленности организма конкретного спортсмена к данной работе.(А.С. Солодков, Е. Б. Сологуб, 2001)

Глава II. Организация и методика исследования

2.1 Данные испытуемых

В эскперименте учавствуют : 9 юниоров возраст 15-17 лет ( 1 разряд, КМС)стаж занятий 8 лет, и 5 взрослых возраст 19 - 21 лет ( МС)стаж занятий 15 лет. Специализация тхэквондо. Общее количество участвующих: 14 человек.

Таблица 1 Данные юниорской возрастной группы

Таблица 2 Данные взрослой возрастной группы

2.2 Организация проводимых исследований

Физическая нагрузка задается в виде восхождений на ступеньку. Высота ступеньки 50 см. Тхэквондисты на протяжении 5 мин совершают восхождения на ступеньку с частотой 30 раз в 1 мин. Для строгого дозирования частоты восхождений на ступеньку и спуска с нее используется метроном , частоту которого устанавливают равной 120 уд/ мин.

Физическая готовность спортсмена оценивается путем подсчета ЧСС. Регистрация ЧСС проводится в первые 30 с второй, третьей и четвертой минут восстановительного периода:

ИГСТ( Индекс Гарвардского степ -теста) = T* 100\ ( T2+T3+T4)*2

Где T- время восхождения (с), Т1, Т2 и Т3 - ЧСС за первые 30 с второй, третьей и четвертой минут восстановительного периода.

Величина ИГСТ характеризует скорость восстановительных процессов после достаточно напряженной физической нагрузки.

Чем быстрее восстанавливается ЧСС после нагрузки, тем меньше величина Т1+Т2+Т3 и, следовательно, выше ИГСТ.

Оценка результатов:

- менее 55 - плохая величина индекса;

- 55-64 - ниже средней;

- 65-79- средняя ;

-80-89- хорошая;

- 90 и более - отличная.

Глава III Собственные исследования

3.1 Данные полученные в ходе экспериментальной работы

Таблица 3 Показатели ЧСС и ИГСТ у юниорской возрастной группы

Среднее значение ИГСТ= 72,6

Величина ИГСТ - средняя

Таблица 4 Показатели ЧСС и ИГСТ у взрослой возрастной категории

Среднее значение = 114, 2

Величина ИГСТ - отличная.

Обсуждение

По окончанию эксперимента и обработки данных, полученных в исследовании, мы видим, что показатели ЧСС и ИГСТ у взрослой возрастной категории, по шкале оценивания, имеют отличный результат, лишь один из пяти участников экспериментальной группы вошел в промежуток между 80-89 ИГСТ, что является хорошим результатом, но все же отстающим от результатов остальных. Показатели же ЧСС и ИГСТ у юниорской возрастной группы имеют значительные отличия от предыдущих: разница у показателей ЧСС до нагрузки и ЧСС в период восстановления, значительно выше, чем у экспериментальной группы взрослой возрастной категории, значит полное восстановление ЧСС, затратит больший промежуток времени. Показатели ИГСТ имеет среднее значение = 72,6, и попадают в промежуток между 65-79, что является хорошим результатом.

Выводы

В ходе работы мы рассмотрели : влияние физических нагрузок на чсс, особенности спортивного сердца, функциональные сдвиги при нагрузки переменной мощности. И в конце нами был проведен эксперимент, на оценку функционального состояния сердечно - сосудистой системы тхэквондистов разной возрастной группы с помощью ИГСТ.

1.Рассмотрев влияние физических нагрузок на ЧСС, мы узнали, что увеличение ЧСС пропорционально увеличению интенсивности физической нагрузки и потреблению кислорода вплоть до полного изнеможения.

2. Изучив особенности спортивного сердца, мы узнали, что ее характерной чертой является сочетание максимального экономного функционирования в покое и возможности достижения высокой, предельной функции при физической работе. Так же мы узнали, что увеличение сердца происходит при длительных тренировках на пульсе, равному максимальному ударному объему.

3. Ознакомившись с тем, как происходят сдвиги в организме спортсмена при работе переменной мощности, мы выяснили, что работа в этой зоне характерна для ациклических видов, в частности, единоборств. Так же мы выяснили, чем больше спортсмен адаптирован к этой зоне мощности, тем быстрее у него протекают восстановительные процессы в организме.

4. Проведя эксперимент между двумя возрастными группами, мы получали существенную разницу в показателях ИГСТ. У юниоров ср.зн. ИГСТ= 72,3, что соответствует среднему результату по оценки ИГСТ. У взрослых ср.зн ИГСТ= 114,2 , что соответствует отличному результату по оценки ИГСТ.

Различие в функциональности сердечно - сосудистой системы у данных возрастных групп обусловлено: стажем занятий, спортивной квалификацией, возрастными особенностями организма.

Тем не менее, не смотря на различия в показателях, данный эксперимент показал, что в целом у тхэквондистов сердечно - сосудистая система функциональна, процесс восстановления ЧСС после дозированной нагрузки протекает адекватно, быстро доходит до исходной величины.

Список литературы

1. Абзалова С. В., Абзалов Н. И. Показатели силы сердечных сокращений у лиц, занимающихся различными видами спорта // Материалы Всероссийской научной конференции с Международным участием. Медико- биологические аспекты физической культуры. Проблемы и перспективы развития. Казань. 2013. стр.3

2. Быков Е. В., Кузиков М. М., Зинурова Н. Г. Статокинетическая устойчивость и вегетативное обеспечение деятельности сердечно-сосудистой системы спортсменов высокой квалификации, занимающихся ушу // Материалы III Международной научно-практической конференции. Челябинск. 2010. С.218.

3. Гавриш И. В. Вариабельность сердечного ритма в оценке физической формы у квалифицированных спортсменов // Материалы III Международной научно-практической конференции. Челябинск. 2010. С.223.

4. Граевская Н. Д. Спортивная медицина. М. :Советский спорт. 2004.

5. Даминова А. И., Вахитов Б. И. Изменения показателей насосной функции сердца пловцов // Материалы Всероссийской научной конференции с Международным участием. Казань. 2013. стр.89.7. Кислякова С. С., Сарайкин Д. А. Адаптация сердечно-сосудистой системы спринтеров 14-16 лет на специально- подготовительном этапе тренировочного процесса // Материалы III Международной научно-практической конференции. Челябинск. 2010. С.242

6. Макарова Г. А. Спортивная медицина. М.: Советский спорт. 2003. 11. Рябышева С. С., Русаков А. А. Особенности изменения частоты сердечных сокращений школьников 12-13 лет, занимающихся футболом // Материалы Всероссийской научной конференции с Международным участием. Медико-биологические аспекты физической культуры. Проблемы и перспективы развития. Казань. 2013. стр.239.

7. Сышко Д. В., Савина К. Д. Особенности регуляции сердечного ритма у спортсменов с различной продолжительностью вестибулярных образов // Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского. Биология, химия. Т.23.2010. No3.С.154-158.

Результаты исследования и их обсуждение

Размещено на Allbest.ru