Сивохин И.П., Федоров А.И., Хлыстов М.С., Огиенко Н.А., Курмамбаев Е. Неинвазивное исследование центральной гемодинамики для оценки сердечной деятельности у тяжелоатлетов высокой квалификации

Скачать статью в формате PDF

Дата публикации 01.03.2018 г.

УДК 612.13+796

НЕИНВАЗИВНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ ДЛЯ ОЦЕНКИ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ У ТЯЖЕЛОАТЛЕТОВ ВЫСОКОЙ КВАЛИФИКАЦИИ

¹И.П. Сивохин, ²А.И. Федоров, ³М.С. Хлыстов, ¹Н.А. Огиенко, ¹Е. Курмамбаев

¹Костанайский государственный педагогический институт, г. Костанай.

²Южноуральский государственный университет, г. Челябинск.

³Казахский национальный педагогический университет им. Абая, г. Алматы

Ключевые слова: неинвазивная инструментальная методика, компьютерная осциллометрия гемодинамики, сердечно-сосудистая система, тяжелоатлеты высокой квалификации.

Аннотация. В работе представлены результаты исследования центральной гемодинамики для оценки сердечной деятельности у тяжелоатлетов сборной Республики Казахстан с использованием неинвазивных инструментальных методик с программным обеспечением (компьютерная осциллометрия гемодинамики). Данная методика позволяет диагностировать состояние сердечно-сосудистой системы спортсменов по восьми показателям. Результаты исследования позволили выявить особенности адаптации сердечно-сосудистой системы тяжелоатлетов к длительной нагрузке большого объема и высокой интенсивности скоростно-силовой направленности в условиях учебно-тренировочного сбора. Методика диагностики показала свою высокую информативность и позволяет выявить начальные признаки перетренировки и перенапряжения спортсменов.

NON-INVASIVE STUDY OF CENTRAL HEMODYNAMICS FOR EVALUATION OF HEART ACTIVITY IN HIGH QUALIFICATION HEAVY DUTY

¹I.P. Sivokhin, ²A.I. Fedorov, ³M.S. Khlystov, ¹A.A. Ogienko, ¹E. Kurmambayev

¹Kostanay State Pedagogical Institute, Kostanay.

²Uzhnouralsk State University, Chelyabinsk.

³Kazakh National Pedagogical University. Abay, Almaty city

Key words: noninvasive instrumental technique, computer oscillometry of hemodynamics, cardiovascular system, weightlifters of high qualification.

Annotation. The paper presents the results of the study of central hemodynamics for evaluation of cardiac activity in weightlifters of the republic Kazakhstan team using non-invasive instrumental techniques with software (computer hemodynamics oscillometry). This technique allows you to diagnose the condition of the cardiovascular system of athletes in eight indicators. The results of the study made it possible to identify the features of adapting the cardiovascular system of weightlifters to the long-term load of a large volume and high intensity of the speed-strength orientation in conditions of training training. The technique of diagnostics has shown its high informativeness and allows to reveal the initial signs of overtraining and overstrain of athletes.

Введение. В настоящее время в области здравоохранения, физкультуры и спорта активно разрабатываются средства диагностики и мониторинга, телекоммуникаций, экспертных и других информационных систем [1]. Динамика сердечной деятельности при занятиях спортом определяется значительными, нередко предельными нагрузками, выполняемыми в процессе тренировок и соревнований, а также спецификой упражнений. Повышение потенциальных возможностей организма с ростом тренированности обеспечивает более совершенную реакцию на физическое напряжение. От функциональной подвижности аппарата кровообращения зависит не только быстрота переключения различных систем организма, но и степень синхронности в их деятельности, а также скорость восстановления. В свою очередь, систематическая мышечная работа способствует росту функциональных возможностей и постоянному повышению пределов работоспособности сердечно-сосудистой системы [2].

Цель работы -  изучение возможности применения неинвазивного метода исследования центральной гемодинамики для оценки сердечной деятельности  тяжелоатлетов высокой квалификации.

Методы и организация исследования. В ходе данного исследования для решения поставленных задач применялись следующие методы: педагогические наблюдения; компьютерная осциллометрия гемодинамики сердечной деятельности; методы математической статистики.

Исследование было проведено в июле 2015 года. Участие в обследовании приняли 25 человек, из которых 15 - женщины, 10 - мужчины. Возраст варьировался от 16 до 34 лет, рост от 150 до 193 сантиметров, вес от 54 до 150 килограмм. Была проведена компьютерная осциллометрия гемодинамики тяжелоатлетов сборной Республики Казахстан (РК). Для регистрации применялся «Комплекс аппаратный неинвазивного исследования центральной гемодинамики осциллометрический КАП ЦГосм - «Глобус»». Приведем алгоритмы, применяемые для определения показателей гемодинамики, в частности показатели сердечной деятельности.

1. Сердечный выброс (СВ) или минутный объем кровообращения (МОК) - количество крови, выбрасываемое сердцем за одну минуту. Формула Бремзера и Ранке.
2. Ударный (систолический) объем сердца (УО) - количество крови, которое выбрасывается в аорту при каждом сердечном сокращении.
3. Сердечный индекс (СИ) - показатель сердечного выброса в расчете на единицу поверхности тела человека.
4. Ударный индекс (УИ) - показатель ударного объема, в расчете на единицу поверхности тела.
5. Объемная скорость выброса (ОСВ) - количество крови, которое выбрасывается левым желудочком в начальный отрезок аорты, величина конкретизирующая представление о силе сердечных сокращений.
6. Мощность сокращения левого желудочка (МСЛЖ) - работа, выполняемая левым желудочком в единицу времени, например, в 1 с.
7. Расход энергии на передвижение одного литра крови (РЭ) - мера напряжения, или энергии, развиваемой сократительным миокардом при выполнении им работы по передвижению крови в замкнутой системе сосудов.
8. Скорость кровотока линейная (СКлин) - скорость продвижения крови по артериальному сосуду с определенным просветом.

При анализе результатов исследования определялась среднегрупповая величина M и стандартное отклонение S.

Результаты исследования и их обсуждение. Компьютерная осциллометрия гемодинамики спортсменов представлена в таблице 1. Анализируя полученные результаты, становится очевидным, что наименьшие показатели сердечного выброса, ударного (систолического) объема сердца, сердечного индекса, ударного индекса, объемной скорости выброса, мощности сокращения левого желудочка, а так же расход энергии на передвижение одного литра крови и линейной скорости кровотока наблюдаются у  Сто-нко Е.  возраста 16 лет и Чо-ея А. возраст 24 года.

Таблица 1

Показатели сердечной деятельности у тяжелоатлетов, (n=25)

№	ФИО	СВ	СИ	УО	УИ	ОСВ	МСЛЖ	РЭ	СКлин
1	Аб-ов.З.А	8,3	3,1	72	27	257	4,2	16,3	40
2	Або-ева.С.В	6,8	3,2	97	46	262	3,5	13,3	42
3	Го-ева К.Х.	6,4	3,3	94	49	254	3,9	15,3	41
4	Гра-кая.М.А	6,0	2,6	74	32	218	3,0	13,8	31
5	Ел-ева.М.А	4,8	3,3	70	47	200	2,1	10,6	35
6	Е-ов.В.А	5,7	3,0	59	31	184	2,3	12,4	36
7	Жа-куль Ж.	5,5	3,3	65	38	191	2,3	12,1	32
8	Ка-ов.А.А	5,8	3,2	94	51	261	2,4	9,2	47
9	Ли-ер.А.А	6,1	3,4	69	38	203	2,7	13,4	34
10	Ли-ер.С.А	8,0	3,9	108	53	300	3,6	12,0	39
11	Ма-за.М.М	5,6	3,3	60	36	176	2,1	11,9	35
12	На-ова.Г.М	5,7	3,3	56	33	175	2,8	15,9	32
13	Н-ай.Н.И	5,6	2,7	62	30	182	2,0	10,9	32
14	Ну-това А.	5,6	3,0	70	37	194	2,0	10,3	31
15	Под-ова.С.Н	5,6	3,1	58	32	193	2,3	12	32
16	Рах-ов.Н.А	5,9	3,2	74	40	211	2,6	12,3	35
17	Ры-лов.А.А	4,9	2,8	72	41	232	2,4	10,3	33
18	Сад-ова С.М.	5,8	3,6	67	41	209	2,9	13,9	35
19	Сад-ва.А.А	5,5	3,5	82	51	216	2,2	10,2	38
20	Си-ева.Ф.К	5,6	3,4	64	39	188	2,4	12,8	36
21	С-н.И.С	6,4	4,0	68	42	206	2,7	13,1	38
22	Ст-нко.Е.А	2,6	1,5	22	13	79	0,5	6,2	15
23	Фай-аева.М.Т	6,1	3,6	82	48	228	2,4	10,5	43
24	Ха-и.Ф.И	5,5	3,3	89	53	270	3,5	13,0	37
25	Чо-ей.А.А	3,8	2,5	50	33	152	1,6	10,6	22
	Средняя групповая М	5,74	3,16	71,1	39,2	209,6	2,57	12,0	34,8
	Станд.отклонение S	1,11	0,50	17,5	9,44	44,71	0,77	2,20	6,45
	Макс. показатель	8,3	4	108	53	300	4,2	16,3	47
	Мин.показатель	2,6	1,5	22	13	79	0,5	6,2	15

 

На рисунке 1 показана диаграмма показателей мощности сокращения левого желудочка спортсменов сборной РК. Максимальные результаты не определены к конкретному человеку. В частности, очевидно, что Абу-ров З.А (20 лет) имеет наивысшие показатели в группе по сердечному выбросу - 3,8, мощности сокращения левого желудочка (4,2), а также расхода энергии на передвижение одного литра крови (4,2) и скорости кровотока (16,3). Ли-ер С.А. имеет наивысшие показатели по следующим показателям: ударный (систолический) объем сердца (УО) – 108, ударный индекс (УИ) – 53, объемная скорость выброса (ОСВ) – 300.

Рис. 1.  Диаграмма показателей мощности сокращения левого желудочка (МСЛЖ) спортсменов сборной Республики Казахстан по тяжелой атлетике

Для оценки адаптации сердца к гиперфункции предложен показатель соотношения конечно-диастолического объёма левого желудочка к массе миокарда КДО/ММЛЖ [3]. Если адаптация сердца к нагрузкам идёт преимущественно за счёт дилатации полостей, он превышает 1,2. При преимущественном развитии гипертрофии миокарда у спортсмена этот параметр снижается до 0,8 и ниже. В нашем исследовании наименьший показатель КДО/ММЛЖ =0,69. Среднее значение ММЛЖ составило -186,33±30,02, при наименьшем значении -143 г. и наибольшем значении – 224 г. Есть основания думать об умеренной гипертрофии миокарда. Считается, что при выраженной гипертрофии миокарда величина ММЛЖ превышает 200 г.

Таким образом, гиперфункция сердца у спортсменов должна обеспечиваться такой степенью гипертрофии миокарда, которая может не определяться электрокардиографически, но в большей степени проявляться другими факторами: увеличением систолического выброса за счёт тоногенной дилатации, изменением скорости кровотока, использованием депонированной крови, гипертрофией трабекулярных и папиллярных мышц, улучшением капиллярного кровообращения миокарда.

Отличительными особенностями у спортсменов были сниженная в целом вариабельность сердечного ритма с преобладанием в симпатовагусном балансе симпатической активности, а также повышенный минутный объем крови. Следовательно, гемодинамическое обеспечение организма происходило при более высоком уровне напряжения механизмов регуляции сердечной деятельности. Оно энергетически не экономично и снижает эффективность работы сердца.

Отличительными особенностями группы были сниженное диастолическое артериальное давление, обусловленное при одинаковом минутном объеме крови сниженным общим периферическим сопротивлением сосудов, а также повышенная в целом вариабельность сердечного ритма. Небольшая гипертрофия миокарда, сочетающаяся с дилатацией его полостей, повышает эффективность работы сердца, а в условиях повышенной активности сердечных парасимпатических влияний увеличивается экономизация сердечной деятельности.

В ходе исследования были определены показатели центральной гемодинамики и вариабельности сердечного ритма (ВСР) у спортсменов высокой квалификации. Полученные результаты свидетельствуют, что при наличии общих особенностей гемодинамическое обеспечение организма спортсменов происходило при более высоком уровне напряжения механизмов регуляции сердечной деятельности.

Ввиду распространенности кардиологических заболеваний населения, возрастания рисков летальных исходов в спорте высших достижений, важности определения адаптационных возможностей организма при первичном контроле трудоспособности и т. д., особенно актуальной является разработка приборного и программного обеспечения диагностики состояния сердца и сосудов. При наличии большого ассортимента медицинских тонометров для регистрации основных параметров гемодинамики (артериального давления и частоты пульса) ощущается потребность в аппаратных средствах расширенной диагностики и мониторинга.

Основными параметрами, характеризующими системную гемодинамику, являются: артериальное давление, общее периферическое сопротивление сосудов, сердечный выброс, работа сердца, венозный возврат крови к сердцу, центральное венозное давление, объем циркулирующей крови к сердцу. Задача неинвазивного измерения параметров гемодинамики актуальна на сегодняшний день, т.к. таких методов в общепринятой мировой спортивной практике относительно мало.

Деятельность сердечно-сосудистой системы у тяжелоатлетов протекает в затрудненных условиях, связанных с задержкой дыхания и натуживанием, характерных для выполнения специальных упражнений. Многие исследователи, изучавшие влияние занятий тяжелой атлетикой на состояние здоровья спортсменов, отмечают их положительное воздействие в целом, и в частности на деятельность сердечно-сосудистой системы [4]. Однако при нерациональной спортивной тренировке с применением чрезмерных нагрузок, при тренировке в болезненном состоянии и других нарушениях возможно появление патологических отклонений, выражающихся, к примеру, в электрокардиографических изменениях, повышении или понижении артериального давления и т. д.

Научные данные говорят о том, что после длительного периода гиперфункции и гипертрофии в нервных центрах, эндокринных железах и исполнительных органах может развиваться своеобразный комплекс «локального изнашивания», выражающееся в снижении синтеза нуклеиновых кислот и белков, нарушении обновления структур, гибели части клеток и развитии органного склероза [5]. Таким образом, чрезмерная по интенсивности и длительности стресс-реакция и превращение ее из звена адаптации в звено патогенеза играет важную, а может быть и решающую роль в возникновении эндогенных, а точнее неинфекционных заболеваний, профилактика и терапия которых составляет нерешенную проблему современной медицины. Соответственно, разработка методов предупреждения стрессорных повреждений составляет необходимый этап в разрешении проблемы профилактики неинфекционных болезней – одну из главных задач медицины [6]. 

Следует отметить, что в спортивной медицине исследованию сердечно-сосудистой системы придается особое значение, поскольку именно она является основным фактором, лимитирующим физическую работоспособность спортсмена. Правильная оценка реакции сердечно-сосудистой системы позволяет судить о положительном или отрицательном влиянии занятий спортом на организм занимающихся. Стоит особо отметить, что метод осциллометрии новый, малоизученный и не все его потенциальные возможности выявлены. Можно предположить, что на самой ранней стадии перетренировки у спортсменов может наблюдаться выраженное снижение активности сердечной деятельности, что проявилось в нашем исследовании. Это естественно может привести к снижению интенсивности кровообращения в различных мышцах, сухожилиях, суставах и привести к резкому ограничению доступа к ним кислорода, гормонов, аминокислот, гликогена, витаминов и других необходимых веществ. В свою очередь это может быть одной из причин подавления процесса синтеза нуклеиновых кислот и белков и преобладанию деструктивных процессов в мышечных клетках, сопряженных с ухудшением возможностей для восстановления организма спортсменов. На определенном этапе это приводит или к проявлению острых патологических состояний опорно-двигательного аппарата, или же к резкому снижению специальной работоспособности и к неудачному выступлению на соревнованиях, что и было продемонстрировано по результатам проведенного пилотного исследования. 

Анализируя полученные результаты по табличным данным, становится очевидным, что наименьшие показатели сердечного выброса,  ударного (систолического) объема сердца,  сердечного индекса, ударного индекса, объемной скорости выброса, мощности сокращения левого желудочка, а так же расход энергии на передвижение одного литра крови и скорости кровотока линейная наблюдаются у  Сто-нко Е.А. Именно эта спортсменка в дальнейшем получила некоторое перенапряжение опорно-двигательного аппарата, связанного с сильными болевыми ощущениями в области коленных суставов, и была вынуждена отказаться от дальнейшей подготовки. Другой спортсмен Чо-ей А., который также имел самые низкие показатели сердечной деятельности неудачно выступил на чемпионате мира, получил нулевую оценку в толчке.

Заключение. Результаты исследования дают основание предположить о хороших возможностях данной методики для ранней диагностики у спортсменов состояния перетренировки и перенапряжения, что позволяет вносить своевременную коррекцию по величие тренировочной нагрузки спортсменов.  Снижение показателей сердечной деятельности у некоторых тяжелоатлетов было сопряжено с перенапряжением опорно-двигательного аппарата и резким снижением уровня спортивной формы, что явилось причиной неудачного выступления на чемпионате мира.

Список литературы

1. Антонов А.А. Гемодинамика для клинициста / А.А.Антонов. – М.: Аркомис-ПрофиТТ, 2004. - 99 с.
2. Малышев В.Д. Интенсивная терапия: руководство для врачей / В.Д. Малышев, И.В. Веденина, Х.Т. Омаров и др. / под ред. В.Д. Малышева. – М.: Медицина, 2002. - 584с.: ил.
3. Поединцев Г.М. О режиме движения крови по кровеносным сосудам / Г.М. Поединцев // Сб. науч. тр: Развитие новых неинвазивных методов исследования в кардиологии. – Воронеж, 1983. - С.17-35.
4. Тяжелая атлетика: учебник для институтов физической культуры / под ред. А.Н. Воробьева. – М.: Физкультура и спорт, 1988. – 240 с.
5. Меерсон Ф.З. Основные закономерности индивидуальной адаптации / Ф.З. Меерсон // Физиология адаптационных процессов. - М.:Наука,1986.– С.10-76.
6. Меерсон Ф.З. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам / Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова. – М.: Медицина, 1988.– 253 с.

References

1. Antonov A.A. Hemodynamics for the clinician / A.A. Antonov. - Moscow: Arkomis-ProfitTT, 2004. - 99 p.
2. Malyshev V.D. Intensive therapy: a guide for doctors / V.D. Malyshev, I.V. Vedenina, H.T. Omarov [et al.] - М .: Medicine, 2002. – 584 с.
3. Podiedtsev G.M. On the mode of blood flow through the blood vessels / G.M. Podiedtsev // Development of new non-invasive methods of research in cardiology. - Voronezh, 1983. - P.17-35.
4. Weightlifting: a textbook for institutes of physical culture / ed. A.N. Vorobyov. - Moscow: Physical training and sports, 1988. - 240 p.
5. Meerson F.Z. Basic regularities of individual adaptation / F.Z. Meerson // Physiology of Adaptation Processes. - Moscow: Nauka, 1986. - P. 10-76.
6. Meerson F.Z. Adaptation to stressful situations and physical loads / F.Z. Meerson, M.G. Pshennikova. - Moscow: Medicine, 1988. - 253 p.

Сведения об авторах. Иван Павлович Сивохин – доктор педагогических наук, начальник научно-образовательного центра по проблемам физического воспитания и спортивной тренировки, Костанайский государственный институт, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.; Александр Иванович Федоров – кандидат педагогических наук, доцент кафедры физического воспитания, Южноуральский государственный университет, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.; Михаил Савельевич Хлыстов – кандидат педагогических наук, профессор кафедры теории и методики физического воспитания, Казахский национальный педагогический университет им. Абая., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.; Надежда Анатольевна Огиенко – кандидат педагогических наук, заведующая кафедрой теории и методики физической культуры, спорта и туризма, Костанайский государственный педагогический институт, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.; Евгений Курмамбаев – студент факультета физической культуры, спорта и туризма, Костанайский государственный педагогический институт.