Ритм сердца в покое у лыжников высшей квалификации

Е. А. Савенкова, Е. В. Калинин, В. Н. Селуянов
НИИ проблем спорта, РГУФК

Измерение ритма сердца один из наиболее популярных методов оценки состояния сердечно-сосудистой системы. В настоящее время существует множество приборов, например, пульсометры фирмы “Polar”.

Для анализа результатов измерения Р. М. Баевским (1968) предложена концептуальная модель управления сердечно-сосудистой системой.

Модель включает два контура управления — автономный и центральный. Автономный контур Р. М. Баевский связывают с управлением синусового узла. Модуляторный центр сердечно-сосудистой системы в продолговатом мозге обеспечивает регуляцию артериального давления, минутного объема кровообращения.

Центральный корректирует работу автономного контура. Анатомическим представителем его можно считать гипоталамус и высшие отделы центральной нервной системы, коры мозга.

Имитационное моделирование, игра с моделью, выполненная Р. М. Баевским, показала, что медленные волны связаны с работой подкорковых центров, а дыхательные волны с изменением активации центров продолговатого мозга.

Очевидно, что такой подход весьма ограничен, поскольку не учитывает связи сердечно-сосудистой системы с другими системами организма человека. В связи с этим следует дополнить известную модель новыми компонентами — дыхательной системой и мышечным аппаратом. В этом случае представление о процессе управления ритмом сердца существенно меняется.

Гипотеза или имитационное моделирование процесса регулирования ритма сердца в покое и при выполнении физического упражнения описывается в соответствии с заданными начальными условиями.

Предположим, что испытуемый находится в состоянии покоя, в этом случае организм в целом тратит энергию, митохондрии ресинтезируют молекулы АТФ, потребляют кислород и образуют углекислый газ и воду. Поэтому с венозной кровью к сердцу поступает кровь насыщенная углекислым газом, в легких происходит диффузия углекислого газа в альвеолярный воздух, а кислорода из альвеолярного воздуха в кровь. Однако, ритм работы сердца и ритм работы дыхательной системы не совпадают. В результате к концу выдоха, перед вдохом, в крови, отходящей от легких, увеличивается доля углекислого газа. Эта порция крови проходит в сердце и затем, по аортальной системе сосудов, в продолговатый мозг и вызывает активизацию модулярного центра сердечно-сосудистой системы. Поэтому у спортсменов высшей квалификации с ЧСС покоя 40–50 уд/мин и частотой дыхания 6–8 циклов в минуту наблюдается ярко выраженная дыхательная аритмия. В случае дополнительных стимулирующих воздействий со стороны центрального контура регуляции или пережатии нервных корешков на уровне грудных отделов спинного мозга реакция на изменение газового состава крови становится минимальной.

В связи с новой интерпретацией фактов требуется иной способ статистической обработки данных о ритме сердца. При регистрации ритма сердца в состоянии покоя (утром) у лыжника мастера спорта международного класса на спектрограмме отмечается не классическая форма нормального закона распределения R-R интервалов. На диаграмме можно выделить две модальности. Первая модальность связана с набором R-R интервалов в момент вдоха и начала выдоха, вторая модальность со вдохом, выдохом и задержкой дыхания перед вдохом. Следовательно, проводить статистический анализ для всего ряда R-R интервалов некорректно.

Цель настоящей работы выполнить анализ R-R интервалов у спортсменов высшей квалификации в покое и найти статистически корректный способ представления экспериментальных данных.

Методика. В эксперименте приняли участие мастера спорта международного класса, лыжники (n=22), при проведении учебно-тренировочного сбора в подготовительном периоде. Каждое утро и вечером в положении лежа измеряли ЧСС с помощью пульсометра фирмы Polar (NV vantage) в течение 2 мин. (200 R-R интервалов).

Результаты

В табл. 1 и 2 представлены значения R-R интервалов у спортсмена —лыжника утром и вечером после тренировки.

Таблица 1. Значения R-R интервалов по утрам у МСМК Щ.

Дата	Х1у	Х2у	Х2у–Х1у
9,07	1270	1140	130
10,07	990	1250	260
12,07	1180	1380	200
13,07	1040	1220	180
15,07	1150	1400	250
16,07	1000	1400	400
17,07	1150	1320	170
18,07	1300	1550	250
19,07	1200	1550	250
22,07	1280	1600	320
Х	1156	1381	241
б	36	48	25

Таблица 2. Значения R-R интервалов по вечерам после тренировок длительностью по 4–6 часов у МСМК Щ.

Дата	Х1в	Х2в	Х2в-Х1в
8,07	1180	1080	100
9,07	1050	1140	90
10,07	950	1050	100
11,07	1150	1250	100
12,07	940	1050	110
14,07	960	1060	100
16,07	1080	1180	100
19,07	1180	1320	140
20,07	1180	1350	170
21,07	1150	1320	170
Х	1082	1180	118
б	31	38	9,6

Анализ данных показывает, что существенного различия по средним значениям R-R интервалов для периода вдоха (х1) утром и вечером нет. Существенные различие имеется по данным для момента вдоха и начального периода паузы (р<0,01). Поэтому имеется достоверное различие в величинах разности между средними двух модальностей.

Следовательно, информативностью обладают данные, взятые из модальности, которая соответствует R-R интервалам для момента выдоха и паузы перед вдохом.

Вечером, после длительной тренировки основной обмен существенно должен быть выше, поэтому средняя ЧСС выше по сравнению с утренним пульсом.

На рис. 1 представлен график изменения R-R интервалов в периоды выдоха и паузы между вдохами. Видно, что имеется тенденция к увеличению длительности или урежения пульса по ходу проведения учебно-тренировочного сбора. Наиболее вероятно это явление может быть связано с дилятацией миокарда, т. е. увеличением ударного объема сердца.

На этом же учебно-тренировочном сборе прошли обследование еще 22 лыжника высшей квалификации. Все спортсмены, по результатам обследования были разделены на 2 группы. Критерием разделения была величина разницы между средними двух модальностей в 200 мс.

Таблица 3. Показатели изменения ЧСС в пределах одного дыхательного цикла

Показатели	Х2–Х1	б
Группа 1, n=8	118	12
Группа 2, n=14	280	45

Можно предположить, что в первой группе были объединены спортсмены, которые за время ночного отдыха так и не смогли полностью восстановиться и отмечается повышенный обмен веществ. Во второй группе обмен веществ существенно снижен, поэтому отмечается значительная разница между пульсом во время вдоха и показателями в период выдоха и паузы между вдохами.

В целом полученные результаты согласуются с данными Р. М. Баевского (1986), который писал, что с ростом тренированности достоверно увеличиваются показатели вариационного размаха и моды R-R интервалов. Однако интерпретация этих изменений должна быть иной.

Вывод

Измерение в период отдыха R-R интервалов требует специальной статистической обработки, необходимо подсчитывать величины интервалов для момента вдоха, это первая модальность, и для периода выдоха и паузы, это вторая модальность. Разница между двумя модальностями является информативным показателем степени восстановления организма. Измерение показателей для второй модальности у определенного спортсмена на протяжении учебно-тренировочного сбора позволит оценивать адаптацию сердечно-сосудистой системы к нагрузкам, в частности ударный объем сердца и изменение основного обмена.

Литература

Баевский Р. М. Синусовая аритмия с точки зрения кибернетики. // Математические методы анализа сердечного цикла. — М.: Наука, 1968. — С. 9–30.

Ритм сердца у спортсменов / Под ред. Р. М. Баевского и Р. Е. Мотылянской. — М.: Физкультура и спорт, 1986. — 143 с.