92841 (Особливості функціонування серцево-судинної системи у студентів в умовах різних навантажень)

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

КАЛЕНІЧЕНКО ОЛЕКСІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ

УДК 612.172.2+612.176

ОСОБЛИВОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ СЕРЦЕВО-СУДИННОЇ СИСТЕМИ У СТУДЕНТІВ В УМОВАХ РІЗНИХ НАВАНТАЖЕНЬ

03.00.13 – фізіологія людини і тварин

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ – 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на базі Черкаського національного університету імені Богдана Хмельницького.

Науковий керівник: кандидат біологічних наук, доцент

Коваленко Станіслав Олександрович

Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького, доцент кафедри анатомії та фізіології людини і тварин.

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, старший науковий співробітник

Янчук Петро Іванович

Київський національний університет імені Т.Г. Шевченка, завідувач науково-дослідної лабораторії фізіологічної кібернетики та психофізіології;

доктор біологічних наук, професор

Ільїн Володимир Миколайович

Національний університет фізичного виховання і спорту України, завідувач кафедри біології людини.

Захист відбудеться «23» квітня 2008 року о 16-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 03022, Київ, пр-т академіка Глушкова, 2, біологічний факультет, ауд. 215.

Поштова адреса: 01033, Київ-33, вул. Володимирська, 64

З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка (01033, Київ-33, вул. Володимирська, 58).

Автореферат розісланий «21» березня 2008 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Цимбалюк О.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Діяльність серцево-судинної системи (ССС) багато в чому визначає стан здоров’я та рівень працездатності людини [Баєвський Р.М., 2002]. Разом з цим особливості її функціонування у спокої та при різних навантаженнях є індикатором стану регуляторних механізмів у організмі в цілому [Ільїн В.М., 2000; Михайлов В.М., 2000; Яблучанський М.І. і співав., 2000; Баєвський Р.М., 2002].

Проведені систематичні дослідження впливу регулярних фізичних навантажень аеробної спрямованості на працездатність та адаптаційні можливості студентів [Іванюра І.О., 2000; Фурман Ю.М., 2002; Маліков М.В., 2003]. З’ясовані особливості пристосувальних змін гемодинамічної функції серця при таких навантаженнях у висококваліфікованих спортсменів, тренувальний процес котрих спрямований переважно на розвиток витривалості, спритності та швидкісно-силових здібностей [Дембо А.Г., Земцовський Е.В., 1989; Pichot V., Roche F., et al., 2000; Ященко А.Г., 2004]. Останнім часом все більше уваги приділяється вивченню особливостей варіабельності серцевого ритму (ВСР), що відображає стан регуляторних впливів на серце у спортсменів різної спеціалізації [Жужгов О.П., 2003; Aubert F., Seps B., et al., 2003; Коробейніков Г.В., Дуднік О.К., 2007; Atlaoui D., Pichot V., et al., 2007], у різноманітних умовах [Іванова Н.В., 2003; Earnest C.P., Jurca R., et al., 2004; Schmitt L., Hellard P., et al., 2006].

Разом з тим мало досліджень по вивченню змін у ССС спортсменів з різною спрямованістю тренувальних навантажень (особливо з направленістю на розвиток максимальної сили), що поєднують тренувальний процес з напруженими навчальними навантаженнями у вищому навчальному закладі [Nuissier F., Chapelot D., et al., 2007]. Виконання таких досліджень, по-перше, дозволить визначити напрямок реакції та механізми пристосування серцевої діяльності до таких комплексних навантажень, по-друге – встановити значення норм функціонування CCC у спокої та при навантаженнях для формування критеріїв оцінки функціонального стану організму, наявності передпатологічних станів та, по-третє – знайти найбільш ефективні засоби для корекції стану організму студентів-спортсменів.

Отже, все вищевикладене спонукало до проведення даної дисертаційної роботи.

Зв’язок роботи з науковими програмами. Дисертаційна робота виконувалась у відповідності до зведених планів науково-дослідної роботи Черкаського національного університету імені Богдана Хмельницького, а також у межах держбюджетної теми Міністерства освіти і науки України “Психофізіологічні закономірності розумової діяльності людей в онтогенезі”, 0102U007102.

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи було визначити особливості центральної гемодинаміки, варіабельності серцевого ритму, дихальної синусової аритмії (ДСА), серцево-дихального синхронізму (СДС) в студентів-спортсменів з різною спрямованістю тренувальних навантажень.

Для досягнення поставленої мети вирішувалися такі задачі:

1. Дослідити основні параметри гемодинамічної функції серця та фазову структуру серцевого циклу у студентів-спортсменів з різною спрямованістю тренувального процесу і неспортсменів у стані спокою та під впливом зміни положення тіла, дозованих розумових і фізичних навантажень.

2. Охарактеризувати особливості коливань тривалості інтервалу R-R та їх структури у спокої і при різних навантаженнях.

3. З’ясувати особливості рівня дихальної синусової аритмії та серцево-дихального синхронізму у студентів-спортсменів з різним спрямуванням тренувальних навантажень.

4. Дослідити хвильову структуру серцевого ритму у студентів з різною спрямованістю тренувальних навантажень під час тривалих розумових та фізичних навантажень.

5. Визначити стійкість варіабельності серцевого ритму як індивідуальної характеристики організму людини.

Об’єкт дослідження – центральна гемодинаміка, варіабельність серцевого ритму, дихальна синусова аритмія, серцево-дихальний синхронізм у здорових молодих студентів-чоловіків, що регулярно займаються тренувальними навантаженнями аеробної спрямованості та спрямованості на розвиток максимальної сили.

Предмет дослідження – вплив систематичного фізичного тренування на розвиток витривалості та сили в поєднанні з навчальною діяльністю на центральну гемодинаміку, варіабельність серцевого ритму, дихальну синусову аритмію, серцево-дихальний синхронізм у студентів в стані спокою та в умовах дозованих короткочасних і тривалих навантажень.

Методи дослідження. Параметри варіабельності серцевого ритму визначали за допомогою електрокардіографії, значення серцевого викиду – шляхом використання трансторакальної тетраполярної імпедансної реоплетизмографії. Частоту дихання реєстрували методом пневмографії за допомогою п’єзоелектричного датчика.

Для визначення рівня ДСА використовували методику С.О. Коваленка, В.О. Цибенка (2004). Розрахунки рівня СДС здійснювали за методом В.М. Михайлова (2002).

Наукова новизна одержаних результатів.

Вперше проведено комплексне дослідження особливостей центральної гемодинаміки, варіабельності серцевого ритму, дихальної синусової аритмії та серцево-дихального синхронізму в стані спокою та при навантаженнях у студентів, що займаються видами спорту з спрямованістю тренувальних навантажень на розвиток витривалості та максимальної сили. Вперше з’ясовані зміни гемодинамічних показників та хвильової структури серцевого ритму у пауерліфтерів під впливом силового тренування. Показано, що збільшення серцевого викиду в стані спокою у студентів, що систематично займаються силовими вправами може бути результатом більшого кровонаповнення органів грудної клітки.

Новим у роботі є дані про рівень та особливості дихальної синусової аритмії та серцево-дихального синхронізму у стані спокою та в умовах дозованих навантажень у осіб з різною спрямованістю тренувальних навантажень.

З’ясовано, що характеристики варіабельності серцевого ритму його хвильової структури є стійкими і можуть відображати особливості неспецифічних тривалих пристосувань роботи серцево-судинної системи до фізичних навантажень.

Практичне значення одержаних результатів.

Отримані значення параметрів центральної гемодинаміки та варіабельності серцевого ритму у здорових молодих чоловіків можуть бути рекомендовані для використання у практичній діяльності, як нормативні величини та при контролі за ефективністю тренувального процесу.

Дані про особливості проявів варіабельності серцевого ритму у студентів із різною спрямованістю тренувальних навантажень дозволяють дати рекомендації щодо проведення профілактичних заходів стосовно цих осіб із метою попередження розвитку перенапруження в серцево-судинній системі. Знання про особливості варіабельності серцевого ритму у студентів з різним спрямуванням тренувальних навантажень також необхідні для розуміння механізмів розвитку тренованості.

Особистий внесок здобувача. Формування мети та завдань експериментальних досліджень, інтерпретація отриманих результатів і обґрунтування наукових висновків обговорені з науковим керівником доцентом С.О. Коваленко. Аналіз наукової літератури за проблемою дисертації, як і проведення обстежень, опис і узагальнення результатів та статистична обробка фактичного матеріалу здійснені здобувачем самостійно.

Апробація роботи. Матеріали дисертації доповідалися і обговорювалися на наукових конференціях: “Молода спортивна наука України” (Львів, 2003); на Всеукраїнській науково-практичній конференції “Фізичне виховання і спорт у сучасних умовах” (Черкаси, 2004); на Всеукраїнській науковій конференції “Проблеми вікової фізіології” (Луцьк, 2005); на VІ науковій конференції молодих вчених “Актуальні проблеми геронтології та геріатрії”, присвяченої пам’яті академіка В.В. Фролькіса (Київ, 2006); на XVII з’їзді Українського фізіологічного товариства (Чернівці, 2006); на ІІІ Всеукраїнській науковій конференції, присвяченій 70-річчю з дня народження Г.М. Чайченка “Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі і патології” (Київ, 2006); на Всеукраїнській науковій конференції “Особливості формування та становлення психофізіологічних функцій в онтогенезі” (Черкаси, 2006) і на Всеукраїнській науковій конференції “Сучасні питання фізіології та медицини” (Дніпропетровськ, 2007).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 13 наукових робіт: 8 – у вигляді статей у фахових виданнях, 5 – у вигляді тез.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 146 сторінках машинописного тексту і складається із вступу, огляду літератури, опису матеріалів і методів досліджень, розділу власних досліджень, висновків. Список використаної літератури включає 214 посилань, серед них 142 вітчизняних і 72 зарубіжних авторів. Робота ілюстрована 13 рисунками і 30 таблицями.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи досліджень.

Вимірювання проведені на 123 чоловіках віком від 18 до 24 років -студентах вузів м. Черкаси. Серед них до І групи входило 36 осіб, які займались видами спорту з переважним розвитком витривалості (веслування на байдарках та каное, веслування академічне, біг на довгі дистанції та спортивне орієнтування), до ІІ групи - 32 особи з переважним розвитком сили (пауерліфтинг) та ІІІ групи - 55 осіб, що не займались регулярними фізичними тренуваннями. На 37 особах були здійснені повторні вимірювання в середньому через 246±48 днів, а на 7 особах - тривалі вимірювання зранку протягом 18-56 днів. Усі дослідження на спортсменах відбувалися в підготовчому періоді річного циклу тренувань.

Обстеження проведені в декілька серій. Перша серія полягала у дослідженні показників центральної гемодинаміки, ВСР, ДСА та СДС в спокої лежачи, при регламентованому диханні (6 цикл/хв), при ортопробі (7 хвилин), при виконанні дозованого розумового (10 хвилин) та фізичного (5 хвилин) навантаженнях. В якості першого навантаження використовували тест по переробці зорово-моторної інформації в режимі зворотного зв’язку в програмі “Діагност-1” [Макаренко М.В., Лизогуб В.С., 2004], фізичне навантаження потужністю 1 Вт/кг маси тіла виконували на велоергометрі ТХ-1 (HKS, Germany). У другій серії вимірювання проведені при 40-хвилинному розумовому навантаженні. Останнє полягало у визначенні часу реакції з вибором при частоті пред’явлення 60 подразників за хвилину. Третя серія досліджень передбачала аналіз ВСР при ступеневому фізичному навантаженні до рівня порогу анаеробного обміну (ПАНО) та при відновленні після нього. В четвертій серії здійснювали реєстрацію кардіоінтервалограм у спокої одразу після пробудження та при ортопробі на одній і тій же особі (всього сім студентів) впродовж 18-56 днів. Для запису використовували пульсометр “Polar S810” (Polar Electro OU, Finland).

Показники ВСР розраховували за тривалістю послідовних кардіоциклів по записам ЕКГ, згідно міжнародних вимог [Heart rate variability..., 1996] у програмі “Caspico” (А.с. України №11262). Для виявлення особливостей розподілу спектральної потужності на різних частотах будували нормалізовані медіанні спектрограми.