Докаева Анастасия Сергеевна

ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2002, том 28, № 6, с. 104-108 УДК 612.821

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

ЛЕВЫХ ОТДЕЛОВ СЕРДЦА И ГЕМОДИНАМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ

В ОТВЕТ НА ФИЗИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ У ЮНЫХ СПОРТСМЕНОВ

© 2002 г. 3. Б. Белоцерковский*, Б. Г. Любина**

*Российская государственная академия физической культуры, Москва

**НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН, Москва

Поступила в редакцию 04.04.2001 г.

Приведены структурно-функциональные показатели левых отделов сердца в условиях покоя и ге-модинамическая реакция в ответ на физическую нагрузку у 194 юных спортсменов разного возраста и пола. У юных спортсменов более старшего возраста адаптация к физическим нагрузкам, вызыва­ющим аналогичную тахикардию, что и у спортсменов младших возрастных групп, сопровождается меньшей величиной показателя, характеризующего потребление кислорода единицей массы мио­карда, свидетельствуя тем самым о более экономичном режиме работы сердца.

Объективная оценка вегетативных систем ор­ганизма и, в первую очередь, аппарата кровооб­ращения у юных спортсменов является одной из важнейших задач спортивно-медицинской прак­тики [1—7]. Определяется это рядом причин и, в частности, тем, что возрастные изменение сер­дечно-сосудистой системы у юных спортсменов (в период роста и формирования организма) проис­ходят на фоне воздействия напряженных физиче­ских нагрузок и именно сердечно-сосудистая сис­тема может быть подвергнута патологическим воздействиям при нерациональной тренировке. Отметим, что в литературе имеются данные о по­вреждающем характере спортивных занятий у юных спортсменов, приводящем к летальному ис­ходу [8—12]. Особое значение для оценки состоя­ния здоровья, функциональных возможностей сис­тем организма, своевременного диагностирования предпатологических и патологических изменений имеют данные о динамике физиологических по­казателей в условиях выполнения физических на­грузок.

Задачей настоящей работы явилось изучение структурно-функциональных показателей левых отделов сердца, характера взаимоотношений их с гемодинамической реакцией в ответ на физичес­кие нагрузки у юных спортсменов разного возра­ста и пола.

МЕТОДИКА

Обследовано 194 юных спортсмена (109 дево­чек и 85 мальчиков) в возрасте 9-16 лет, занима­ющихся фигурным катанием и теннисом, художе­ственной и спортивной гимнастикой и плаванием, регулярно тренирующихся с 5-6-летнего возрас­та не менее 6 раз в неделю по 1.5—2.5 часа в день.

Все обследованные были распределены на 4 груп­пы (9-10 лет, 11-12 лет, 13-14 лет, 15-16 лет), вы­бор которых обусловлен особенностями возраст­ной динамики медико-биологических показателей, учетом особенностей конкретного контингента детей.

С помощью эхокардиографического метода определяли основные линейные размеры сердца, рассчитывали величины массы миокарда, объе­мы полости левого желудочка, ударный объем крови. В условиях покоя и непосредственно во время велоэргометрических нагрузок измеряли артериальное давление, регистрировали электро­кардиограмму в отведении DS.

В работе использованы физиологические по­казатели - двойное произведение (ДП) и индекс двойного произведения (ИДП). Величину показа­теля ДП определяли как произведение артери­ального систолического давления (АД_С) на часто­ту сердечных сокращений (ЧСС), деленное на 100. Этот показатель косвенно характеризует по­требление кислорода миокардом. Величину ин­декса двойного произведения определяли делени­ем двойного произведения на массу миокарда (ИДП = ДП : ММ). Этот показатель тем самым дает представление о потреблении кислорода единицей массы миокарда. Общую физическую работоспособность оценивали по тесту PWC₁₇o- В этом случае спортсмены выполняли две физичес­кие нагрузки различной мощности, которые под­бирались таким образом, чтобы ЧСС у всех спортсменов, вне зависимости от возраста и пола, достигала примерно одних и тех же величин: при первой нагрузке - 115-130 уд./мин, а при второй -155-165 уд./мин.

На рисунке представлены данные о ЧСС и АД_С, зарегистрированные у юных спортсменов при вы­полнении физических нагрузок различной мощно­сти. Как следует из рисунка, с увеличением часто­ты сердцебиений, а, следовательно, мощности на­грузки, увеличивается АД,. Степень повышения этого показателя была различной. При физичес­кой нагрузке, при которой ЧСС достигает одних и тех же величин, АД_С с возрастом повышается бо­лее значительно. При нагрузке, вызывающей уча­щение пульса до 170 уд./мин, у 9-10-летних маль­чиков АД. повышалось лишь до 140-150 мм рт. ст., у 11-12-летних-до 145-155 ммрт. ст., у 13-14-лет­них - до 155-165 мм рт.ст., достигая у 15-16-лет­них уже 185-195 мм рт.ст. Интересным представ­ляется, что и в этом случае, т.е. при выполнении нагрузок для каждого конкретного спортсмена, близких к максимальным, с возрастом снижалось потребление кислорода единицей массы миокар­да. Отмеченная закономерность обнаружена и по данным обследования девочек-спортсменок, но при более низких значениях АД_С в каждой возра­стной группе. Итак, практически при одних и тех же значениях ЧСС повышение АД. выражено тем больше, чем старше возраст обследованных и, следовательно, больше размер полости и масса миокарда левого желудочка и ударный объем крови, а периферическое сопротивление артери­альной системы ниже (табл. 2). Систолическое давление определяется рядом факторов и, в пер­вую очередь, периферическим сопротивлением и сердечным выбросом. Известно, что перифериче­ское сопротивление во время мышечной работы снижается. Что касается ЧСС, то тахикардия бы­ла примерно одинаковой при первой и соответст­венно второй нагрузках (табл. 3). Следовательно, в данном случае больший подъем АД. в старших возрастных группах определяется, надо полагать, большими значениями ударного объема крови. О правомерности сказанного свидетельствуют и дан­ные обследования однородной по возрасту группы спортсменов 13-14 лет. Была выявлена надежная зависимость между артериальным систоличес­ким давлением в условиях физической нагрузки, при учащении пульса до 170 уд./мин, и ударным объемом крови в условиях покоя (г - 0.63), с одной стороны, и между АД (при пульсе 170 уд./мин) и уровнем физической работоспособности по тесту PWC₁₇₀ - с другой (г = 0.61). Чем выше систоличе­ское давление при пульсе 170 уд./мин, тем выше ударный объем крови и уровень физической ра­ботоспособности . Структурно-функциональные особенности сердца у спортсменов более старшего возраста (13-16 лет) в условиях покоя, более со­вершенная адаптационная реакция аппарата кро­вообращения у них в ответ на физические нагруз­ки определяют и различия в уровне физической

работоспособности по сравнению с юными спортсменами младшего возраста (табл. 1). Так, физическая работоспособность у 9-10-летних юных спортсменов, как мальчиков так и девочек, примерно одинакова. С возрастом у мальчиков по сравнению с девочками степень увеличения абсо­лютных величин PWC₁₇₀ нарастает. Различия этих показателей у 13-16-летних спортсменов до­стигают 30-40%. У мальчиков с возрастом повы­шаются величины PWC₁₇₀, отнесенные на кг мас­сы тела. У девочек абсолютные величины физи­ческой работоспособности с возрастом также повышаются, но менее заметно, чем у мальчиков. Видимо, поэтому у девочек с возрастом незначи­тельно проявляется и степень повышения относи­тельных величин PWC₁₇₀, отнесенных на кг мас­сы тела. Этому способствует также тот факт, что с возрастом у девочек отмечается менее вы­раженные изменения структурно-функциональ­ных характеристик сердца.

ВЫВОДЫ

1. У юных спортсменов с увеличением возрас­
   та в условиях покоя сердечный ритм становится
   более редким, уменьшается периферическое со­
   противление артериальной системы и потребле­
   ние кислорода единицей массы миокарда, в то же
   время увеличиваются артериальное давление,
   размер левого предсердия, объем полости и масса
   миокарда левого желудочка и ударный объем
   крови.

2. У юных спортсменов с каждым годом жиз­
   ни, а, следовательно, с увеличением спортивного

стажа, интенсификацией тренировочных и сорев­новательных нагрузок, степень изменений струк-турнофункциональных показателей более значи­тельна, чем у их сверстников, не занимающихся спортом.

1. Адаптация к физическим нагрузкам у юных
   спортсменов происходит по сравнению с условия­
   ми покоя, как и у взрослых спортсменов, в боль­
   шей мере за счет учащения сердечного ритма,
   чем повышения артериального давления.

2. У юных спортсменов более старшего возрас­
   та, по сравнению со спортсменами младших возра­
   стных групп, адаптация к физическим нагрузкам,
   вызывающим аналогичную тахикардию, сопро­
   вождается большим повышением систолического
   и среднего артериального давления и двойного
   произведения, в то время как величина показате­
   ля, характеризующего потребление кислорода
   единицей массы миокарда (ИДП), в этом случае с
   возрастом существенно уменьшается, свидетель­
   ствуя тем самым о более экономичном режиме
   работы сердца.

3. Большие величины систолического давле­
   ния в условиях физических нагрузок, близких к
   максимальным - при пульсе 170 уд./мин, у более
   старших по возрасту юных спортсменов отража­
   ют тот факт, что выраженность реакции этого
   показателя достигается, главным образом, за
   счет большего увеличения ударного объема кро­
   ви, что также свидетельствует о более эффектив­
   ной приспособительной реакции аппарата крово­
   обращения к физическим нагрузкам.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мотылянская Р.Е. Спорт и возраст. М.: Медици­
   на, 1956. 301 с.

2. Бахрах И.И. Особенности адаптации подростков к
   циклическим упражнениям // Спортивная кардио­
   логия. Вильнюс, 1975. С. 79.

1. Шварц В.Б. Методы изучения спортивной одарен­
   ности детей // Подросток - спортсмен. Смоленск,
   1977. С. 37.

2. Хрущев С.В., Поляков С.Д., Хельбин В.Н. Произ­
   водительность "спортивного сердца" у детей // Пе­
   диатрия. 1978. №2. С. 18.

3. Марков Л.Н. Основные особенности современно­
   го детского спорта // Вестник спортивной медици­
   ны России. 1997. № 2(15). С. 27.

4. Гиг/с у К.В. Cardiovascular responses to exercise in chil­
   dren // USA. Sports Med. 1997. V. 24. № 4. P. 241.

5. ЛюбомирскийЛ.Е., БукрееваД.П., Васильева P.M.
   Исследование функций двигательной системы и
   центрального кровообращения у девочек 7-12 лет
   с разным уровнем физической тренированности //
   Физиология человека. 2000. Т. 26. № 3. С. 113.

6. Mills J.D., Moore G.E.. Thomson H.D. The athlete's
   heart // Clin. Sports Med. 1997. V. 16. № 4. P. 725.

7. Павлова О.И., Абзалов Р.А. Показатели величин
   ударного объема крови у спортсменов различной
   квалификации и возраста // Теория и практика
   физ. культуры. 1997. № 2. С. 18.

1. Sharma S., Whytc G.. McKema W.J. Sudden death from
   cardiovascular disease in young athletes: fact or fiction //
   Br. J. Sports Med. 1997. V. 31. № 4. P. 269.

2. Maron B.J. Heart disease and other causes of sudden
   death in young athletes // Curr. Probl. Cardiol. 1998.
   V. 23. № 9. P. 477.

3. Валанчуте АЛ.. Лясаускайте В.В. Внезапная
   смерть молодых спортсменов: данные посмертной
   коронарографии // Арх. патологии. 1999. № 2.
   С. 421.

4. Меркулова Р.А.. Хрущев С.В.. Хельбин В.Н. Воз­
   растная кардиогемодинамика у спортсменов. М.:
   Медицина, 1989. 130с.

5. Сафронов В.В.. Кузъмичев Ю.Г.. Модзгвришви-
   лиР.А. и др. Возрастные особенности основных
   эхокардиографических показателей // Физиология
   человека. 1980. Т. 6. № 5. С. 813.

6. Silverman N.H., Ports Т .A., Snider A.R. et al. Determi­
   nation of left ventricular volume in children - echocard-
   ciography // Circulation. 1980. V. 62. P. 548.

ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2002, том 28, № б, с. 119-126 УДК 615.825:612.1

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ВЛИЯНИЯ

МОДУЛИРОВАННОЙ КИНЕЗОТЕРАПИИ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ

©2002г. Я. В. Голуб

Санкт-Петербургская медицинская академия последипломного образования Поступила в редакцию 13.03.2001 г.

Описан новый метод модулируемой кинезотерапии (МК), представляющий собой пешие передви­жения (ходьбу, бег) в навязанном темпе с синхронизацией ритма шагов и сердца с помощью специ­ально разработанного тренажера "Марафон". У практически здоровых лиц и больных ишемичес-кой болезнью сердца со стенокардией 1-Й функционального класса наблюдалось снижение частоты сердечных сокращений (ЧСС) на 20-25% во время проведения МК, а после ее завершения сокра­щался срок нормализации ЧСС на 30% по сравнению с контролем. Показатель двойного произве­дения, интегрально характеризующий экономичность функционирования сердечно-сосудистой сис­темы, снижался на 15—20%. Отмечалась нормализация систолического компонента (возрастание ударного выброса в среднем на 62.4% и конечного диастолического объема в среднем на 64.2%), а также диастолической функции (увеличение в среднем на 40% максимальной скорости раннего на­полнения левого желудочка и на 43% отношения максимальной скорости раннего наполнения к ско­рости предсердного наполнения). Даны показания и противопоказания для применения МК.

В практике общеоздоровительных и специаль­ных лечебных мероприятий широко используют­ся физические тренировки на выносливость в аэ­робном режиме (кинезотерапия), с помощью ко­торых достигается улучшение качества жизни практически здоровых и расширение пределов безопасного функционирования организма боль­ных людей [1-3]. Однако подбор применяемых нагрузок в настоящее время производится по ре­комендациям, разработанным при популяцион-ных исследованиях, что не позволяет индивидуа­лизировать реабилитационный и тренировочный процесс [4].

Анализ литературных данных [3, 5-8] позво­лил выдвинуть гипотезу о возможности решения данной задачи путем разработки более эффек­тивного режима задания физических нагрузок, доступного для выполнения людьми с различным уровнем здоровья и физической тренированнос­ти. В основу этой гипотезы было положено пред­ставление о равенстве притока крови по венам и выброса ее в артерии, являющемся обязательным условием нормальной работы сердца, несмотря на постоянно возникающие в организме возму­щающие обстоятельства. Можно было предполо­жить, что оптимизация венозного возврата на фо­не повышенной физической активности, реализу­емая посредством синхронизации двигательной активности с ритмом сердца, может стать мощ­ным стимулом для развития адаптивного сердеч­но-сосудистого ремоделирования при достаточ­ной сократительной способности миокарда. Сре-

ди многих механизмов, компенсирующих увеличенный венозный возврат крови, ведущими могут быть: увеличение ударного выброса, уреже-ние частоты сердечных сокращений (ЧСС), удли­нение диастолы, уменьшение общего перифери­ческого сопротивления (ОПС) и др.

Характерно, что активация этих же механизмов лежит и в основе повышения толерантности орга­низма человека к физическим нагрузкам, поэтому можно было ожидать положительного результата и при проведении настоящих исследований.

МЕТОДИКА

Комплексное изучение физиологических ме­ханизмов вегетативного обеспечения физических нагрузок, реализуемого сердечно-сосудистой сис­темой, было осуществлено у 36 практически здо­ровых мужчин, 11 мужчин с предрасположеннос­тью к развитию ишемической болезни сердца (ИБС) и 48 больных (35 мужчин и 13 женщин) ИБС со стенокардией I-II функционального клас­са (ФК) после получения от них информирован­ного согласия на участие в исследованиях. Их этих испытуемых были сформированы 3 группы, кото­рые в процессе наблюдений выполняли дозирован­ные физические нагрузки в различных режимах.

Первая (контрольная) группа (15 человек) и вторая (1-я основная) группа (21 человек) были представлены хорошо тренированными людьми, средний возраст которых равнялся 47 годам, а возрастной диапазон составлял от 35 до 53 лет.

мендации о требованиях к психологическому фо­ну во время проведения МК.

В то же время, сама по себе постоянная подача звукового раздражителя, синхронизированного с фактическим ритмом сердца, уменьшает дисба­ланс между экстеро- и интерорецепторами, что создает предпосылки для более адекватной оцен­ки резервных возможностей при воздействии факторов внешней среды и выбора оптимального двигательного режима. Характерно, что при до­статочной тренировке (что определяется индиви­дуальными особенностями) человек может регу­лировать сердечную деятельность, варьируя час­тоту шагов, и вырабатывать при этом на частоту и ритм сердечных сокращений условный рефлекс второго рода, являющийся основой любых двига­тельных навыков. В этом случае особенно полез­ным является то, что при закреплении условного рефлекса между ритмом шагов и сердечных со­кращений человек может неосознанно оптимизи­ровать двигательный режим и без использования специальных устройств, обеспечивающих раздель­ную подачу звуковых сигналов на правое и левое ухо. Более подробное освещение этого вопроса, а также методики индивидуального подбора тяжес­ти физической нагрузки для проведения МК явит­ся целью наших дальнейших исследований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приведенные экспериментальные данные сви­детельствуют о повышении адаптивных резервов организма человека с помощью модулируемой ки-незотерапии, базирующейся на выполнении не­больших по мощности физических нагрузок в аэ­робном режиме, создаваемых активными локомо-циями нижних конечностей, например, пешими передвижениями с частотой шагов, синхронизиро­ванных с ритмом сердца. Достигаемый при этом лечебный эффект обусловлен преимущественно оптимизацией венозного возврата крови. В основе этого феномена лежат следующие реакции:

• увеличение венозного притока крови за счет
  активизации дыхательного насоса, ритмического
  сокращения скелетной мускулатуры и особенно
  венозно-мышечной помпы голени;

• увеличение насосной функции сердца, опти­
  мизация реакций, направленных на стабилизацию
  уровня среднего артериального давления при вы­
  полнении физических нагрузок, уменьшение об­
  щего периферического сопротивления адекватно
  уровню кровотока в скелетных мышцах при вы­
  полнении физических нагрузок;

- активация кардиопульмональных рефлек­
сов, способствующая снижению "установочного
уровня" регуляции среднего артериального дав­
ления, увеличению объема циркулирующей кро­
ви и уменьшению общего периферического со-

ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА том 28 № 6 2002

противления, предотвращающих развитие цент­рализации кровообращения;

• снижение постнагрузки на левый желудочек,
  обусловленное уменьшением давления крови в
  аорте, облегчающее формирование адаптивных
  перестроек системной гемодинамики;

• улучшение условий коронарного кровотока и
  в целом метаболизма миокарда за счет увеличения
  ударного выброса, снижения частоты сердечных
  сокращений с одновременным удлинением диасто­
  лы и изменений в системной гемодинамике;

• усиление влияний блуждающих нервов на ор­
  ганы сердечно-сосудистой системы на фоне сим-
  патикотонии, вызываемой выполнением физиче­
  ских нагрузок (эффект акцентированного анта­
  гонизма);

• нормализация нейрогуморального фона, спо­
  собствующая оптимизации сокращений кардио-
  миоцитов, снижению потребления кислорода и
  устранению предпосылок для развития дизадап-
  тационного сердечно-сосудистого ремоделирова-
  ния, наблюдаемого при хронической сердечной
  недостаточности и артериальной гипертонии.

Учитывая доступность метода модулирован­ной кинезотерапии, простоту реализации техни­ческих решений и их дешевизну, а также высо­кую эффективность при практически отсутству­ющих побочных эффектах и противопоказаниях для применения, можно рассчитывать на его ши­рокое использование как для решения задач про­филактической и восстановительной медицины, так и в физиологии труда и спорта.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Амосов Н.М.. Бендет Я.А. Физическая активность
   и сердце. Киев: Здоров'я, 1989. 210 с.

2. Николаева Л.Ф., Аронов Д.М. Реабилитация боль­
   ных ишемической болезнью сердца: Руководство
   для врачей. М.: Медицина, 1988. 288 с.

3. Куликов В.П., Ефремушкин Г.Г., Аксенов А.В.
   и др. Эффективность физических тренировок в
   режиме свободного выбора нагрузки у здоровых
   людей и больных инфарктом миокарда // Кардио­
   логия. 1994. №8. С. 29.

4. Лечебная физкультура в системе медицинской реаби­
   литации / Под ред. Каптелина А.Ф., Лебедевой И.П.
   М.: Медицина, 1995. 399 с.

5. Карпман BJI.. Абрикосова М.А. Некоторые об­
   щие закономерности адаптации сердечно-сосудис­
   той системы человека к физическим нагрузкам //
   Успехи физиол. наук. 1979. № 2. С. 97.

6. Земцовский Э.В. Спортивная кардиология. СПб.:
   Гиппократ, 1995. 448 с.

7. Леей М.Н., Мартин П.Ю. Нейрогуморальная регу­
   ляция работы сердца // Физиология и патофизио­
   логия сердца / В 2 т. Т. 2. Пер. с англ. / Под ред.
   Сперелакиса Н. М.: Медицина, 1990. С. 64.