Адаптация гемодинамики, сосудистой нагрузки и сократимости сердца при занятиях различными комплексами фитнес-упражнений

В. А. Рыбаков, В. В. Орел, Т. Б. Головина, Д. В. Николаев, С. Н. Попов, В. Н. Селуянов, В. Р. Орел
РГУФК, НТЦ Медасс1, г. Москва

Введение

Возрастающая популярность и, следовательно, массовость занятий различными комплексами фитнес-упражнений заставляют все внимательнее относиться к выбору используемых аэробных и аэробно-силовых нагрузок и к их дозированию. Комплексы фитнес-упражнений различаются видами используемых локомоций, их интенсивностью, темпом исполнения и повторения, применением специальных отягощений и т. п. Поэтому как выбор и дозирование упражнений по их интенсивности, длительности и объему нагрузки, так и целенаправленное создание комплексов фитнес-упражнений представляют собой весьма актуальную научно-практическую задачу.

Для более полного и достаточно обоснованного решения подобного рода задач необходим многокритериальный подход к оценке как самого процесса тренировки и соответствующих срочных физиологических реакций, так и к оцениванию планируемого и реально получаемого долгосрочного результата, имеющего преимущественно адаптационный характер. При этом термин «многокритериальность» подразумевает наличие или же специальную разработку комплекса критериев для объективной оценки результатов и/или своевременной корректировки используемых тренировочных средств и методов.

Одним из современных направлений в фитнесе является использование комплексов упражнений изотонической направленности [1, 3, 4]. Основной предпосылкой использования изотонических нагрузок является возможность за счет сравнительно малых усилий эффективно включать биохимические факторы с участием закисления волокон мышечных групп. Это после снятия нагрузок обеспечивает адекватное включение дополнительного объемного кровотока, усиливающего восстановительные биохимические процессы возвращения капиллярной системы мышц к исходному квазиравновесному состоянию. В результате чего в сравнительно долговременном аспекте также может происходить усиление локальной капилляризации соответствующих групп мышц.

В то же время нет достаточной ясности в вопросах обеспечения занятий фитнесом, аэробикой и другими видами оздоровительной физической культуры [5]. При этом отмечается, что занятия в большинстве фитнес-клубов США слабо обеспечены медицинским контролем [6]. По-видимому, то же относится и к системе фитнес-клубов в России. Все это в немалой степени связано с весьма недостаточным уровнем биомедицинских исследований в области оздоровительной физкультуры и, в частности, недостаточностью исследований центральной гемодинамики при различных фитнес-упражнениях.

Однако следует отметить имеющиеся определенные результаты [2] исследований кровообращения у высококвалифицированных спортсменок-аэробисток при 3-х или 5-минутных занятиях отдельными видами динамических и статодинамических упражнений традиционной аэробики. Исследования [2] были проведены в лабораторных условиях.

Методика

Две группы молодых женщин (24 — 38 лет) занимались по 2 — 3 раза в неделю в фитнес-клубе по двум различным фитнес-программам. Время каждого занятия составляло в среднем 50 — 60 минут.

Первая группа (n = 25) занималась по степ-программе (STEP1), основная часть которой представляла собой темповые шаговые движения с быстрым музыкальным сопровождением; 2-я группа (n = 37) занималась по программе IZO-Midle, основанной на методике ИЗОТОН. У всех испытуемых в разные дни перед началом занятий измерялось артериальное давление (аускультативно) и показатели [2] кардиогемодинамики (реографический комплекс РЕОДИН-504 НТЦ «Медасс») — кровоток и основные фазы сердечного цикла.

В ходе занятий производились измерения ЧСС с помощью измерительной системы Polar, которые затем обрабатывались на компьютере. Также измерялись артериальное давление и кровоток. Такие измерения осуществлялись с помощью временной остановки испытуемой, на которую заранее были наложены электроды и манжета для измерения давления. Вычисления показателей и статистическая обработка производились на компьютере.

Результаты и обсуждение

В табл. 1 и 2 представлены усредненные показатели кардиогемодинамики, полученные по данным непрерывного измерения ЧСС (Polar) и выборочных измерений в разные моменты выполнения упражнений IZO-Midle величин артериального систолического (Ps) и диастолического (Pd) давлений, ударного объема крови (Qs) и минутного кровотока (Qm). Также в табл. 1, 2 представлены показатели сосудистой нагрузки и сократимости левого желудочка сердца: артериальный импеданс (Za) периферическое (R), эластическое (Ea) сопротивления артериальной системы и эффективная жесткость (Еs) ЛЖ в фазу быстрого изгнания крови.

В обеих таблицах представлены средние данные испытуемых по каждой трети занятия IZO-Midle. Первая треть занятия (разминка 8 мин) составлена из шаговых упражнений, 2-я треть занятия (основная часть 30 мин) включает последовательное исполнение изотонических упражнений, 3-я часть занятия (заминка 8 мин) включает малоинтенсивные шаговые упражнения и последовательную растяжку групп мышц.

После полугодовых занятий комплексом упражнений IZO-Midle по ряду показателей кардиогемодинамики (табл. 1, 2) произошли статистически значимые положительные изменения. Величины ЧСС, Рs, Рd в среднем снизились во всех частях комплексного занятия. При этом наблюдается некоторое увеличение в разминке и заминке величины ударного объема крови и минутного кровотока, при одновременном снижении Qs и Qm в ходе выполнения основной изотонической части занятия.

Статистически достоверно (p < 0,05) произошло (табл. 1, 2) снижение в ходе разминки и заминки в среднем по группе величин основных сосудистых сопротивлений: периферического (R) и эластического (Ea). Снижение периферического сопротивления указывает, в частности, на определенное увеличение уровня капилляризации мышц после полугодовых тренировок и указывает на эффективность проведенных оздоровительных мероприятий. Одновременное снижение в условиях малых нагрузок величины эластического сопротивления артериальной системы также отвечает снижению сосудистой нагрузки ЛЖ.

Отметим, что реакция снижения (табл. 1, 2) величин Qs и Qm в основной изотонической части занятия при одновременном росте величин сосудистых сопротивлений также говорит об оптимизации адаптационных процессов гемодинамики в результате продолжительных занятий данным оздоровительным комплексом упражнений. В определенной мере такое снижение Qs и Qm связано с тем, что та же мышечная работа при выполнении комплекса упражнений IZO-Midle выполняется с помощью более привычных и проработанных локомоций, чем в начале занятий. Это, видимо, и снижает соответствующий локальный кровоток, а значит и полный центральный кровоток (табл. 1, 2).

Гемодинамическая рабочая постнагрузка левого желудочка сердца, определяемая величиной артериального импеданса (Za), достоверно снизилась после 6-месячных занятий по программе IZO-Midle на протяжении всех трех частей каждого оздоровительного занятия (табл. 1, 2). Соответственно снижению постнагрузки ЛЖ во всех частях занятия также произошло достоверное снижение сократимости левого желудочка сердца (Еs), указывающее на очевидную экономизацию реальных усилий ЛЖ при выбросе крови в аорту.

В таблицах 3 и 4 представлены усредненные показатели кардиогемодинамики, полученные при выполнениях комплекса фитнес-упражнений STEP1.

В табл. 3, 4 использованы данные непрерывного измерения ЧСС и выборочных измерений (в разные моменты выполнения упражнений STEP1) величин артериального давления, ударного объема крови и минутного кровотока. Также в табл. 3, 4 представлены показатели сосудистой нагрузки и сократимости левого желудочка сердца. Отметим, что длительности соответствующих третей занятия STEP1 практически те же, что и при занятиях комплексом IZO-Midle.

По прошествии 6 месяцев занятий по программе STEP1 (табл. 4) оказались достоверно сниженными величины ЧСС, систолического артериального давления эластического сопротивления (p < 0,05) по сравнению с их значениями на каждой трети в начале занятий (табл. 3). При этом практически не изменились величины Pd и R, а также артериальный импеданс на основной трети занятия (табл. 3, 4). В то же время, наблюдается достоверное увеличение Es — эффективной сократимости миокарда (p < 0,01) при занятиях этим комплексом по прошествии полугода.

Отметим имеющиеся отличия между срочными реакциями при долговременном выполнении рассматриваемых комплексов фитнес-упражнений. Наблюдаются достоверные превышения по величинам ЧСС, Ps, Qm, Ea при занятиях по комплексу STEP1 над IZO-Midle, что напрямую указывает на повышенную кардио-нагрузочность программы STEP1 над IZO-Midle.

После полугодовых регулярных занятий комплексами упражнений STEP1 и IZO-Midle по ряду показателей кардиогемодинамики в состоянии покоя (табл. 5, 6) произошли статистически значимые положительные изменения. Измерения производились в покое перед началом занятий в спортзале фитнес-центра. Величина ЧСС в покое в среднем снизилась в обеих группах. При этом в обеих группах наблюдается некоторое увеличение в покое величины ударного объема крови, а также снижение систолического и диастолического давлений.

Статистически достоверно (p < 0,05) произошло (табл. 5, 6) снижение в обеих группах основных сосудистых сопротивлений: периферического (R) и эластического (Ea). Снижение периферического сопротивления указывает, в частности, на определенное увеличение уровня капилляризации мышц после полугодовых тренировок. Одновременное снижение в покое величины эластического сопротивления артериальной системы также ответственно за снижение сосудистой нагрузки ЛЖ.

Гемодинамическая рабочая постнагрузка левого желудочка сердца, определяемая величиной артериального импеданса (Za), достоверно снизилась во 2-й группе, при этом несколько (однако без статистической достоверности) возросла в 1-й группе испытуемых.

Следует отметить, что в начале полугодового периода занятий среднее систолическое давление, измеренное в ходе максимальной нагрузки при обоих видах занятий достоверно выше, чем по истечении полугода. Так, в статодинамической группе IZO-Midle: 154 ± 7,5 и 146 ± 6,6 мм рт. ст. (табл. 1, 2), — а в группе STEP1 эти величины составили соответственно: 175 ± 6,3 и 171 ± 8,5 мм рт. ст. (табл. 3, 4). Эти данные показывают достоверно более напряженный характер занятий степ-аэробикой по сравнению с набором изотонических упражнений аналогичной длительности.

Таким образом, положительный эффект влияния на адаптационные изменения свойств сердечно-сосудистой системы может быть достигнут в результате менее напряженных статодинамических упражнений (IZO-Midle) по сравнению с общепринятыми аэробными темповыми шаговыми занятиями (STEP1) за счет последовательных локальных статодинамических усилий, обеспечивающих должное закисление соответствующих мышечных групп.

Таблица 1. Показатели гемодинамики, сосудистой нагрузки и сократимости ЛЖ в ходе выполнения фитнес-комплекса IZO-Midle в начальные дни занятий

Показатель	1-я треть	2-я треть	3-я треть
ЧСС, уд/мин	108,2 ± 8,5	116,3 ± 10,1	111,8 ± 5,2
P_s, мм рт. ст.	148,7 ± 6,0	154,0 ± 7,5	151,1 ± 3,3
P_d, мм рт. ст.	97,8 ± 6,3	103,7 ± 8,9	101,2 ± 3,9
Q_s, мл	71,6 ± 3,3	114,3 ± 5,3	64,9 ± 1,3
Q_m, л/мин	7,8 ± 0,9	13,3 ± 0,8	7,2 ± 0,2
Z_a, дин×с×см^-5	90,5 ± 2,1	89,4 ± 6,6	92,8 ± 1,5
R, дин×с×см^-5	1376 ± 116,7	835,0 ± 39,4	1497,3 ± 48,4
E_a, дин×см^-5	1817 ± 149,2	1141,6 ± 118,4	2015,5 ± 179,0
E_s, дин×см^-5	11436 ± 1587,0	13546,0 ± 4164,7	12687,6 ± 1264,5

Таблица 2. Показатели гемодинамики, сосудистой нагрузки и сократимости ЛЖ в ходе выполнения фитнес-комплекса IZO-Midle после 6 месяцев занятий

Показатель	1-я треть	2-я треть	3-я треть
ЧСС, уд/мин	106,1 ± 8,3	112,9 ± 9,8	108,6 ± 5,1
P_s, мм рт. ст.	141,4 ± 5,2	146,0 ± 6,6	143,5 ± 2,9
P_d, мм рт. ст.	92,1 ± 5,4	97,2 ± 7,7	95,1 ± 3,4
Q_s, мл	88,3 ± 7,4	93,8 ± 11,1	72,6 ± 2,4
Q_m, л/мин	9,4 ± 1,5	10,6 ± 1,8	7,9 ± 0,4
Z_a, дин×с×см^-5	84,0 ± 1,2	86,5 ± 5,5	86,7 ± 1,4
R, дин×с×см^-5	1084 ± 133,8	1003,1 ± 138,3	1301,9 ± 60,2
E_a, дин×см^-5	1407 ± 114,8	1336,2 ± 216,3	1705,6 ± 156,3
E_s, дин×см^-5	10368 ± 1593,1	12605 ± 3556	11487 ± 1106

Таблица 3. Показатели гемодинамики, сосудистой нагрузки и сократимости ЛЖ в ходе выполнения фитнес-комплекса STEP1 в начале занятий

Показатель	1-я треть	2-я треть	3-я треть
ЧСС, уд/мин	117,2 ± 4,2	142,7 ± 5,5	107,8 ± 3,1
P_s, мм рт. ст.	154,2 ± 9,3	175,1 ± 6,3	153,0 ± 1,3
P_d, мм рт. ст.	88,8 ± 8,5	108,0 ± 12,6	81,4 ± 3,0
Q_s, мл	88,2 ± 7,2	113,2 ± 10,0	106,4 ± 1,3
Q_m, л/мин	10,4 ± 1,9	16,3 ± 1,9	11,5 ± 0,65
Z_a, дин×с×см^-5	92,6 ± 6,8	90,7 ± 7,3	89,2 ± 1,9
R, дин×с×см^-5	1042,6 ± 169,8	782,6 ± 117,1	889,8 ± 118,2
E_a, дин×см^-5	1911,6 ± 177,1	1769,7 ± 251,5	1696,8 ± 133,0
E_s, дин×см^-5	7973 ± 1306	12383 ± 3978	5787,0 ± 414,5

Таблица 4. Показатели гемодинамики, сосудистой нагрузки и сократимости ЛЖ в ходе выполнения фитнес-комплекса STEP1 после 6 месяцев занятий

Показатель	1-я треть	2-я треть	3-я треть
ЧСС, уд/мин	112,1 ± 3,6	136,5 ± 4,8	103,1 ± 3,0
P_s, мм рт. ст.	144,9 ± 8,8	170,9 ± 8,5	143,8 ± 1,2
P_d, мм рт. ст.	90,3 ± 7,0	106,4 ± 10,9	84,6 ± 3,1
Q_s, мл	87,4 ± 6,9	111,3 ± 9,6	104,8 ± 1,2
Q_m, л/мин	9,9 ± 0,8	15,3 ± 1,7	10,8 ± 0,6
Z_a, дин×с×см^-5	86,0 ± 3,3	90,7 ± 6,7	83,3 ± 0,7
R, дин×с×см^-5	1053,6 ± 174,6	806,7 ± 105,1	909,9 ± 118,8
E_a, дин×см^-5	1533,1 ± 144,5	1656 ± 360,7	1354,5 ± 138,4
E_s, дин×см^-5	9075 ± 1553	13040 ± 5012,2	6816,8 ± 641,1

Таблица 5. Занятия по программе STEP1 (данные покоя)

Показатель	до	После 6 месяцев
ЧСС, уд/мин	71,2 ± 10,63	67,64 ± 10,90
P_s, мм рт. ст.	123,2 ± 20,93	120,90 ± 19,31
P_d, мм рт. ст.	84,6 ± 14,55	79,2 ± 12,12
Q_s, мл	60,9 ± 12,09	66,85 ± 12,65
Q_m, л/мин	4,34 ± 0,92	4,52 ± 1,09
Z_a, дин×с×см^-5	96,2 ± 9,4	99,6 ± 11,5
R, дин×с×см^-5	1957 ± 407,2	1763 ± 404,4
E_a, дин×см^-5	1376 ± 215,1	1263 ± 185,4

Таблица 6 Занятия по программе IZO-Midle (данные покоя)

Показатель	до	После 6 месяцев
ЧСС, уд/мин	70,4 ± 8,2	64,3 ± 8,0
P_s, мм рт. ст.	121,1 ± 10,3	116,2 ± 19,6
P_d, мм рт. ст.	79,1 ± 13,5	76,5 ± 13,2
Q_s, мл	62,2 ± 11,7	66,8 ± 12,2
Q_m, л/мин	4,5 ± 0,9	4,41 ± 0,9
Z_a, дин×с×см^-5	97,7 ± 9,7	89,1 ± 8,5
R, дин×с×см^-5	1833 ± 258	1689 ± 245
E_a, дин×см^-5	1352 ± 302	1149 ± 291

Литература

Аэробика. Теория и методика проведения занятий. Учебное пособие для студентов вузов физической культуры / Под ред. Е. Б. Мякинченко и М. П. Шестакова. — М.: СпортАкадемПресс, 2002. — 304 с.

М. Ю. Ростовцева, С. Н. Попов, В. В. Орел, В. А. Чубакова, В. Р. Орел. Гемодинамические реакции и сосудистая нагрузка сердца при занятиях оздоровительной аэробикой / Спортивная медицина и исследования адаптации к физическим нагрузкам. — Научные чтения, посвящ. 80-летию со дня рождения проф. В. Л. Карпмана. — М.: РГУФК. — 2005. — С. 113—118.

В. Н. Селуянов. Изотон (основы теории оздоровительной физической культуры) / Селуянов В. Н., Сарсания С. К., Мякинченко Е. Б. // Учебное пособие для инструкторов оздоровительной физической культуры. — М., 1995. — 33 с.

В. Н. Селуянов. Методика силовой подготовки в оздоровительной физической культуре // Аэробика. — Зима 2000. — C. 2—5.

Blair SN, Kohl HW, Gordon NF, et al. How much physical activity is good for health? // Annu Rev. Public Health. — 1992. — V. 13. — P. 99—126.

McInnis K., Herbert W., Herbert D., et al. Low Compliance With National Standards for Cardiovascular Emergency Preparedness at Health Clubs // Chest. —2001. — V. 120.—P. 283—238.