Динамика изменений сократимости сердца и его сосудистой нагрузки при выполнении комплексов фитнес-упражнений

В. В. Орел, В. А. Рыбаков, В. С. Маркарян, В. Р. Орел, В. Н. Селуянов, Т. В. Ларова, С. В. Василевский
РГУФК, Фитнес-клуб Forma1, г. Москва

Введение

В настоящее время занятия в фитнес-клубах пользуются все большей популярностью и распространенностью. При этом физические нагрузки, преодолеваемые при выполнении комплексов фитнес-упражнений различной направленности, могут достигать весьма значимых уровней [1, 5–7]. В то же время остаются практически неисследованными реальные гемодинамические реакции при выполнении различных комплексов фитнес-упражнений.

Отметим, что данные по гемодинамическим реакциям на отдельные упражнения аэробики, полученные с помощью измерений в лабораторных условиях, представлены в работе [4]. Исследования же системы кровообращения в условиях непосредственных занятий комплексами фитнес-упражнений практически отсутствуют.

Ниже представлены результаты исследований показателей центральной гемодинамики и сосудистой нагрузки левого желудочка (ЛЖ) сердца в двух группах молодых женщин, занимавшихся в течение определенного времени в фитнес-клубе по двум программам различной направленности.

Методы

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 [3] кардиогемодинамики (тетраполярный комплекс РЕОДИН [2]) — кровоток и основные фазы сердечного цикла.

У испытуемых в ходе занятий непрерывно 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 [2] и манжета для измерения давления. Вычисления показателей сосудистой нагрузки сердца [3] и статистическая обработка производились на компьютере.

Результаты и их обсуждение

В таблицах 1 и 2 представлены усредненные показатели кардиогемодинамики, полученные по данным непрерывного измерения ЧСС (Polar) и выборочных измерений в разные моменты выполнения упражнений (IZO-Midle и Step1) величин артериального систолического (Ps) и диастолического 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), его составляющие (Zр, Zk), периферическое ^® и эластическое (Ea) сопротивления артериальной системы.

В обеих таблицах представлены средние данные испытуемых по каждой трети занятия IZO-Midle и Step1. Первая треть занятия (разминка 8 мин) составлена из шаговых упражнений; 2-я треть занятия (основная часть 30 мин.) включает последовательное исполнение изотонических упражнений (IZO-Midle) или более интенсивные, чем при разминке, аэробные шаговые упражнения (Step1); 3-я часть занятия (заминка 8 мин) включает малоинтенсивные шаговые упражнения и последовательную растяжку групп мышц.

Средние значения (табл. 1, 2) Ps, Qm, Za и Ea с учетом их стандартных отклонений статистически достоверно (p < 0,01) по соответствующим интервалам тренировочных фитнес-занятий. Причем Ps, Qm, Za и Ea при выполнении программы Step1 достоверно выше, чем при выполнении упражнений IZO-Midle. Средние значения (табл. 1, 2) ЧСС достоверно (p < 0,01) больше по первым двум интервалам тренировочных фитнес-занятий программы Step1, чем .при выполнении упражнений фитнес-программы IZO-Midle.

Средние значения (табл. 1, 2) ударного объема крови Qs достоверно (p < 0,01) больше по второму и 3-му интервалам тренировочных фитнес-занятий программы Step1, чем при выполнении упражнений фитнес-программы IZO-Midle. На тех же 2-м и 3-м интервалах фитнес-занятий средние величины периферического сопротивления достоверно больше при выполнении фитнес-программы IZO-Midle (табл. 1), чем при тренировке в соответствии с программой Step1 (табл. 2), что, видимо, связано с данными по минутному кровотоку Qm, которые достоверно ниже при выполнении комплекса IZO-Midle.

Проведенное сравнение интервальных средних величин (табл. 1, 2) для показателей кардиогемодинамики и сосудистой нагрузки сердца вполне убедительно показывают, что занятия по шаговой аэробной программе Step1 являются более нагрузочными для ЛЖ сердца, чем занятия на базе комплекса изотонических упражнений программы IZO-Midle.

Более полное представление о динамике сосудистой нагрузки ЛЖ в ходе выполнения рассматриваемых комплексов фитнес-упражнений можно получить по величинам сосудистых сопротивлений и артериального импеданса, усредненных по более коротким промежуткам времени. Для этого имеющиеся данные были усреднены не по трем интервалам как в табл. 1, 2, а по 18 интервалам, из которых по 4 приходится на разминку и заминку, и на 10 интервалов равной длительности — в основной части занятия по каждой из фитнес-программ.

Рис. 1. Средние величины эластического сопротивления при занятиях фитнес-комплексами Step1 и IZO-Midle

Рис. 2. Средние величины периферического сопротивления при занятиях фитнес-комплексами Step1 и IZO-Midle

На рис. 1 и рис. 2 представлены соответственно изменения эластического и периферического сопротивлений при выполнении оздоровительных фитнес-программ Step1 и IZO-Midle по соответствующим 18 интервальным средним величинам.

Как видно из рис.1 в ходе разминки и основной части занятий эластическое сопротивление артериальной системы (Еа) при выполнении программы Step1 весьма значимо превосходит величины Еа в соответствующие моменты выполнения комплекса фитнес-упражнений программы IZO-Midle. Это хорошо согласуется с данными, представленными в табл. 1, 2. На интервале заминки величины артериальной эластичности на рис. 1, как и в табл. 1, 2, практически неотличимы для обеих фитнес-программ.

На рис. 2 видно, что в ходе заминки и основной части занятий периферическое сопротивление артериальной системы ^® при выполнении программы IZO-Midle весьма значимо превосходит величины R в соответствующие моменты выполнения комплекса фитнес-упражнений по программе Step1. Это довольно хорошо согласуется с данными, представленными в табл. 1, 2. На интервале же разминки величины вязкостного сопротивления капиллярного русла на рис. 2, как и в табл. 1, 2, практически неотличимы для обеих фитнес-программ.

Рис. 3. Средние величины артериального импеданса при занятиях фитнес-комплексами Step1 и IZO-Midle

На рис. 3 представлены величины артериального импеданса при выполнении оздоровительных фитнес-программ Step1 и IZO-Midle по соответствующим 18 интервальным средним величинам. Практически во все моменты времени выполнения фитнес-программ артериальный импеданс (как постнагрузка ЛЖ сердца) больше для тренирующихся по программе Step1, чем по IZO-Midle. Лишь в начальные моменты основной части занятий наблюдается некоторое превышение импеданса у занимающихся по программе IZO-Midle. Заметим, что именно в эти моменты периферическое сопротивление у занимающихся по программе IZO-Midle минимизируется (рис. 2), что приводит, видимо к росту кинетической составляющей (Zk) артериального импеданса.

Отметим, что артериальный импеданс равен [3] сумме своих статической (Zр) и кинетической составляющих: Zа = Zр + Zk. Кроме того, величина отношения Zk/Zр составляющих импеданса [3] характеризует уровень оптимальности величины постнагрузки ЛЖ сердца. Именно, чем ближе отношение Zk/Zр к единице, тем меньше [3] полная величина Zа.

Рис. 4. Средние величины отношения состовляющих импеданса при занятиях фитнес-комплексами Step1 и IZO-Midle

На рис. 4 представлены величины отношения составляющих артериального импеданса (Zk/Zр) при выполнении оздоровительных фитнес-программ Step1 и IZO-Midle по соответствующим 18 интервальным средним величинам. В 15 точках из 18 рассматриваемое отношение Zk/Zр больше при выполнении фитнес-программы IZO-Midle, чем при занятии по программе Step1. Причем отношение составляющих импеданса превышает 1 в 5 интервалах на 1-й половине выполнения фитнес-программы IZO-Midle. Среднее значение Zk/Zр для программы IZO-Midle составило (по данным рис. 4) 0,994 ± 0,526.

Отношение составляющих артериального импеданса Zk/Zр при выполнении программы Step1 превысило 1 также на 5 интервалах основной части программы. Среднее значение Zk/Zр для фитнес-программы Step1 составило (по данным рис. 4) 0,753 ± 0,489.

Представленные данные по гемодинамике и сосудистой нагрузке сердца при выполнении двух видов фитнес-программ позволяют заключить, программа IZO-Midle может рассматриваться как несколько более оптимальная, чем шаговая аэробная программа Step1.

Таблица 1. Показатели гемодинамики и сосудистой нагрузки ЛЖ сердца в ходе выполнения фитнес-комплекса IZO-Midle

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
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
Z_p, дин×с×см^-5	47,6 ± 6,6	41,7 ± 8,1	55,3 ± 3,7
Z_k, дин×с×см^-5	36,4 ± 6,8	44,9 ± 12,6	31,4 ± 2,7
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

Таблица 2. Показатели гемодинамики и сосудистой нагрузки ЛЖ сердца в ходе выполнения фитнес-комплекса Step1

Показатель	1-я треть	2-я треть	3-я треть
ЧСС, уд/мин	118,8 ± 13,9	140,8 ± 17,1	106,9 ± 2,3
P_s, мм рт. ст.	154,5 ± 9,7	165,3 ± 6,5	152,7 ± 1,0
Q_s, мл	88,6 ± 7,4	112,3 ± 10,8	106,0 ± 1,0
Q_m, л/мин	10,6 ± 1,9	16,0 ± 3,2	11,3 ± 0,4
Z_a, дин×с×см^-5	91,2 ± 5,6	92,0 ± 7,5	89,6 ± 1,5
Z_p, дин×с×см^-5	65,1 ± 11,1	42,5 ± 17,0	66,9 ± 3,0
Z_k, дин×с×см^-5	26,1 ± 5,8	49,5 ± 17,3	22,8 ± 1,5
R, дин×с×см^-5	1030 ± 173,4	765,4 ± 129,8	894,6 ± 13,8
E_a, дин×см^-5	1893 ± 175,4	1531,5 ± 259,1	1703,2 ± 29,4

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.

Импеданская плетизмография (реография). С. 81—90 // В сб.: Инструментальные методы исследования в кардиологии / Под ред. Г. И. Сидоренко. — Минск, 1994 — 272 с.

В. Л. Карпман, В. Р. Орел. Исследование входного импеданса артериальной системы у спортсменов // В сб.: Клинико-физиологические характеристики сердечно-сосудистой системы у спортсменов. М.: РГАФК. — 1994. — С. 92—116.

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) / В. Н. Селуянов, С. К. Сарсания, Е. Б. Мякинченко // 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.

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—288.