Особенности вариабельности ритма сердца волейболистов в соревновательном периоде
Секция: Биология
XXVIII Студенческая международная научно-практическая конференция «Естественные и медицинские науки. Студенческий научный форум»
Особенности вариабельности ритма сердца волейболистов в соревновательном периоде
Аннотация. В соревновательном периоде было проведено 12 замеров показателей вариабельности ритма сердца для контроля функционального состояния профессиональных волейболистов высшей лиги «А» чемпионата России. Для сравнения были выбраны игроки разных амплуа: доигровщик, диагональный нападающий, центральный блокирующий и связующий игрок.
Ключевые слова: функциональное состояние, динамический контроль, вариабельность ритма сердца, соревновательный период, волейбол.
Введение.
Современный волейбол – это очень динамичная игра с множеством стандартных элементов техники, разделяющая игроков на различные амплуа (доигровщик, центральный блокирующий, диагональный нападающий, связующий и либеро). В зависимости от функциональных обязанностей игрока на площадке ему необходимо выполнять общую и специальную физическую подготовку. В большом объеме как в подготовительном, так и в соревновательном периоде спортсмены выполняют работу с отягощениями (приседания, жим, тяга и т.п.), иногда доходящими до субмаксимальных весов.
Достижение высоких спортивных результатов неразрывно связано с эффективностью тренировочного процесса [Т.О. Бомпа, К.А. Буццичелли, 2016; В.Б. Иссурин, 2016]. При этом одним из наиболее важных принципов построения тренировочной программы является соответствие физических нагрузок текущему функциональному состоянию [Ю.Н. Семенов, 2016].
Объективными критериями оценки функционального состояния, адаптационно-резервных возможностей и физической подготовленности спортсменов являются физиологические показатели, отражающие состояние механизмов вегетативной регуляции сердечной деятельности [Н.И. Шлык, 2011; Ф.Б. Литвин, 2016].
Хорошо сбалансированная регуляция позволяет спортсмену при наличии индивидуального подхода к планированию тренировочных нагрузок максимально использовать свои функциональные возможности и определяет быстроту восстановительных процессов [С.П. Левушкин, 2016; И.И. Шумихина, 2017]. Системы подготовки в спорте высших достижений без учета функционального состояния спортсмена и при неправильной организации тренировочного процесса могут вызвать функциональные нарушения и заболевания, в первую очередь сердечно-сосудистой системы [В.А. Таймазов, А.А. Хадарцев, 2013; Н.И. Шлык, 2018].
Один из наиболее информативных экспресс-методов изучения регуляторных систем в настоящее время базируется на исследовании вариабельности ритма сердца и позволяет как количественно, так и качественно охарактеризовать общее состояние регуляторных механизмов, а также активность различных отделов вегетативной нервной системы [Н.И. Шлык, 2009; Е.В. Быков, 2016].
Исходя из представлений о двухконтурной модели управления сердечным ритмом, было выделено четыре типа вегетативной регуляции сердечного ритма: два с преобладанием центральной регуляции умеренное (I тип) и выраженное (II тип) и два с преобладанием автономной регуляции умеренное (III тип) и выраженное (IV тип) [Н.И. Шлык, 2009]. Взяв за основу классификации не отделы вегетативной нервной системы (симпатический и парасимпатический), а центральный и автономный контуры вегетативного управления физиологическими функциями, тем самым подтвердили участие в процессах вегетативной регуляции многих звеньев единого регуляторного механизма. Это системный подход к рассмотрению сложнейшего механизма регуляции физиологических функций, о котором можно судить по данным анализа ВСР. Для экспресс-оценки преобладающего типа вегетативной регуляции за основу берутся количественные критерии показателей ВСР: SI и VLF [Н.И. Шлык, 2011].
Таблица 1.
Оценка вегетативной регуляции кровообращения
I тип. Умеренное преобладание центральной регуляции (нормосимпатотония) |
SI > 100 у. е., VLF > 240 мс2 |
II тип. Выраженное преобладание центральной регуляции (гиперсимпатотония) |
SI > 100 у. е., VLF < 240 мс2 |
III тип. Умеренное преобладание автономной регуляции (нормоваготония) |
20 > SI <100 у. е., VLF > 240 мс2 |
(IV тип) Выраженное преобладание автономной регуляции (нарушение работы синусового узла) (гиперваготония) |
SI < 20 у. е., TP > 16000 мс2 VLF > 500 мс2 |
Материал и методы исследования.
В исследовании приняли участие 4 профессиональных волейболиста различных амплуа волейбольных клубов «АСК» г. Нижний Новгород и «Академия» г. Казань. Определение функционального состояния спортсменов проводили в соревновательный период утром после дня отдыха через 1,5 – 2 часа после приема пищи, в комфортных микроклиматических условиях лёжа до тренировки.
Регистрацию кардиоритмограммы осуществляли с использованием прибора «Варикард 2.8» (г. Рязань). Длительность регистрации составляла 5 минут. В дальнейшем с помощь программы "Иским 6.2" рассчитывали временные стандартизированные характеристики динамического ряда кардиоинтервалов: среднюю продолжительность R-R интервалов (RRNN, мс); среднеквадратичное отклонение последовательных R-R интервалов (SDNN, мс); стандартное отклонение разности последовательных R-R интервалов (rMSSD, мс); частоту последовательных R-R интервалов с разностью более 50 мс (pNN50, %); амплитуду моды (АМо, %); индекс напряжения регуляторных систем (SI, у. е.). На основе проведения спектрального анализа ВСР рассчитывали и анализировали частотные параметры: общую мощность спектра (ТР, мс2), мощности в высокочастотном (HF, мс2), низкочастотном (LF, мс2) и очень низкочастотном (VLF, мс2) диапазонах. Кроме того, вычисляли индекс вегетативного равновесия (LF/HF, у. е.), отражающий баланс симпатических и парасимпатических регуляторных влияний на ритм сердца.
Результаты и их обсуждение.
Доигровщик. Как видно из таблицы 1, ЧСС у игрока сохраняется достаточно постоянной по величине. Только в одном случае отмечено урежение ЧСС до 55 уд/мин. Динамика изменений rMSSD указывает на выраженную активацию симпатического отдела ВНС. Минимальное значение составляло 18,0 мс, а максимальное только 40,3 мс. На выраженную активацию гуморального канала регуляции указывает динамика изменений АМо (табл. 1). В большинстве замеров АМо превышает 50 %, а в одном – достигла 82 %. При анализе спектральных показателей ритма сердца отмечены низкие значения. Доминирующими являются LF-волны, что указывает на ведущую роль вазомоторного центра в регуляции сердечным ритмом. На централизацию управления ритмом сердца указывают значения стресс-индекса (SI). В большинстве случаев индекс напряжения регуляторных систем выше 120 у. е., а максимальное значение достигло 358 у. е. На выраженное напряжение механизмов регуляции указывают значения индекса вегетативного равновесия (LF/HF), чаще всего он был больше 2,0 у. е., что еще раз указывает на ведущую роль в регуляции ритма сердца симпатического отдела ВНС. Значения индекса централизации тоже высоки, что свидетельствует о существенном вкладе центрального контура регуляции. В целом игрок обладает нормосимпатотоническим типом вегетативной регуляции.
Таблица 2.
Показатели ВСР доиговщика в покое до тренировки
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
СрЗн |
ЧСС |
68,4 |
64,2 |
68,3 |
71,5 |
70,9 |
59,1 |
64,3 |
63,8 |
67,1 |
62,6 |
55,5 |
63,4 |
64,9 |
ВР |
181 |
226 |
130 |
182 |
231 |
242 |
184 |
179 |
146 |
269 |
266 |
269 |
209 |
rMSSD |
23,3 |
24,8 |
18,0 |
20,6 |
28,7 |
31,2 |
23,0 |
27,1 |
28,5 |
29,8 |
40,3 |
27,2 |
26,9 |
pNN50 |
2,64 |
4,67 |
0,29 |
2,22 |
5,80 |
9,33 |
2,20 |
5,35 |
3,88 |
8,01 |
21,50 |
5,90 |
5,98 |
SDNN |
38,2 |
44,0 |
25,4 |
33,1 |
48,4 |
45,5 |
37,6 |
37,4 |
39,8 |
52,7 |
55,3 |
47,3 |
42,0 |
Mo |
870 |
923 |
882 |
838 |
824 |
999 |
927 |
931 |
891 |
945 |
1096 |
970 |
925 |
AMo |
50,8 |
50,6 |
82,0 |
71,9 |
42,6 |
51,9 |
49,4 |
60,9 |
76,5 |
43,7 |
41,6 |
53,2 |
56,3 |
SI |
161 |
121 |
358 |
236 |
112 |
108 |
145 |
183 |
294 |
86,0 |
71,3 |
102 |
165 |
TP |
1239 |
1479 |
551 |
983 |
1751 |
1355 |
1092 |
1140 |
1513 |
1996 |
2375 |
1362 |
1403 |
HF |
295 |
197 |
92,4 |
118 |
213 |
246 |
185 |
188 |
282 |
232 |
428 |
237 |
226 |
LF |
549 |
494 |
320 |
589 |
1143 |
568 |
286 |
509 |
845 |
694 |
709 |
652 |
613 |
VLF |
211 |
217 |
66,8 |
198 |
157 |
345 |
327 |
157 |
265 |
570 |
612 |
373 |
292 |
ULF |
185 |
572 |
71,5 |
77,6 |
238 |
196 |
294 |
286 |
121 |
500 |
626 |
101 |
272 |
LF/HF |
1,86 |
2,51 |
3,46 |
5,00 |
5,36 |
2,31 |
1,55 |
2,71 |
3,00 |
3,00 |
1,66 |
2,75 |
2,93 |
IC |
2,58 |
3,61 |
4,18 |
6,68 |
6,09 |
3,71 |
3,31 |
3,55 |
3,94 |
5,46 |
3,09 |
4,32 |
4,21 |
Игроки этого амплуа участвуют во всех элементах техники: в приеме и защите, нападают с края сетки и в центре площадки (пайп), блокируют нападающий удар и подают подачу. На площадке всегда присутствуют два доигровщика, которые располагаются по диагонали друг к другу. Сложность этого амплуа заключается в том, что он должен всегда быть в состоянии игровой готовности. Наиболее предпочтительным типом вегетативной регуляции для данного амплуа является нормо- и гиперваготония. Средний рост доигровщиков 190 - 205 см. Примеры: Сергей Тетюхин, Вильфредо Леон, Мэттью Андерсон, Ореоль Камехо.
Диагональный. Анализ показателей ВСР выявил что ЧСС у диагонального нападающего сохраняется достаточно постоянной и колеблется в пределах 55,4 – 62,4 уд/мин. rMSSD и SDNN сохранялись в пределах общепринятой нормы. АМо также находилась в пределах нормы (максимальное значение составляло всего 42,1 %). Индекс напряжения не превышал 82,8 у. е. и больше указывал на доминирующую роль парасимпатического отдела в регуляции ритма сердца.
При анализе спектральных показателей ВСР видно, что ведущая роль в вегетативной регуляции принадлежит вазомоторному центру. На протяжении всех замеров мощность LF-волн остается самой высокой. На доминирующую роль центрального контура и симпатического отдела ВНС также указывают значения индекса вегетативного равновесия и индекса централизации. Таким образом можно сделать вывод, что игрок обладает нормоваготоническим типом вегетативной регуляции.
Таблица 3.
Показатели ВСР диагонального нападающего в покое до тренировки
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
СрЗн |
ЧСС |
58,1 |
55,4 |
55,9 |
61,0 |
60,0 |
61,0 |
54,6 |
57,0 |
56,5 |
60,5 |
62,4 |
58,4 |
58,4 |
ВР |
309 |
291 |
268 |
253 |
314 |
274 |
361 |
331 |
270 |
294 |
289 |
359 |
301 |
rMSSD |
40,8 |
45,7 |
43,1 |
38,2 |
44,2 |
36,2 |
55,2 |
45,3 |
41,8 |
36,8 |
28,3 |
50,0 |
42,1 |
pNN50 |
21,6 |
26,7 |
24,1 |
20,5 |
23,5 |
15,6 |
28,8 |
25,2 |
19,4 |
19,2 |
8,28 |
31,5 |
22,0 |
SDNN |
54,8 |
57,7 |
55,1 |
50,3 |
60,8 |
56,1 |
73,6 |
68,1 |
57,7 |
57,7 |
59,6 |
73,4 |
60,4 |
Mo |
1039 |
1082 |
1064 |
985 |
989 |
971 |
1092 |
1075 |
1077 |
1001 |
992 |
1042 |
1034 |
AMo |
36,4 |
35,3 |
36,0 |
41,3 |
32,8 |
42,1 |
26,0 |
31,7 |
42,1 |
32,1 |
37,3 |
28,1 |
35,1 |
SI |
56,7 |
56,1 |
63,1 |
82,8 |
52,8 |
79,2 |
33,0 |
44,5 |
72,4 |
54,6 |
65,0 |
37,6 |
58,1 |
TP |
2476 |
2812 |
2575 |
2402 |
3369 |
2678 |
4464 |
3352 |
2907 |
2990 |
3079 |
4749 |
3155 |
HF |
481 |
591 |
511 |
392 |
441 |
345 |
694 |
489 |
519 |
360 |
229 |
558 |
468 |
LF |
1297 |
897 |
1174 |
945 |
1600 |
1460 |
2286 |
1837 |
1269 |
1264 |
833 |
2400 |
1439 |
VLF |
562 |
341 |
521 |
476 |
574 |
242 |
407 |
782 |
367 |
994 |
1389 |
1465 |
677 |
ULF |
136 |
982 |
370 |
589 |
755 |
631 |
1077 |
243 |
752 |
372 |
627 |
326 |
572 |
LF/HF |
2,70 |
1,52 |
2,30 |
2,41 |
3,62 |
4,23 |
3,30 |
3,76 |
2,44 |
3,51 |
3,63 |
4,30 |
3,14 |
IC |
3,87 |
2,10 |
3,32 |
3,63 |
4,93 |
4,94 |
3,88 |
5,36 |
3,15 |
6,27 |
9,69 |
6,92 |
4,84 |
Диагональный нападающий практически не участвует в приеме подачи и атакует преимущественно с 1-го и 2-го номеров. Как правило диагональные очень мощные и прыгучие игроки, обладающие силовой подачей. Наиболее предпочтительными типами вегетативной регуляции для данного амплуа являются гипер- и нормоваготония. Средний рост диагональных нападающих 200 - 210 см. Примеры: Максим Михайлов, Георг Грозер, Дражен Любурич, Бартош Курек.
Центральный блокирующий. Как показали наблюдения у блокирующего довольно стабильна ЧСС (43,2 – 51,5 уд. мин.). Увеличенные значения rMSSD указывают на ведущую роль парасимпатического отдела ВНС в регуляции сердечного ритма. Значения SDNN также подтверждают активную роль автономного контура регуляции ритма сердца. Более выраженные колебания зафиксированы в значениях АМо, что связано с активным вовлечением гуморального канала. Стресс-индекс не превышал 120 у. е., что указывает на ведущую роль автономного контура регуляции. Спектральный анализ показывает доминирующую роль вазомоторного центра. В трех случаях зафиксировано выраженное снижение мощности LF волн, что, вероятно, связано с сохраняющимся напряжением регуляторных систем, на что указывает и снижение вклада HF волн. Мощность VLF волн изменялась в меньшей степени. Это указывает на то, что ведущая роль в регуляции ритма сердца принадлежит автономному контуру регуляции.
Таблица 4.
Показатели ВСР центрального блокирующего в покое до тренировки
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
СрЗн |
ЧСС |
50,7 |
50,4 |
51,7 |
51,5 |
48,3 |
53,1 |
49,9 |
49,2 |
48,8 |
50,9 |
46,1 |
43,2 |
49,5 |
ВР |
334 |
271 |
313 |
285 |
328 |
213 |
267 |
240 |
350 |
316 |
459 |
404 |
315 |
rMSSD |
66,2 |
55,8 |
54,8 |
50,7 |
57,7 |
45,2 |
61,3 |
55,5 |
64,5 |
66,9 |
108 |
103 |
65,8 |
pNN50 |
46,7 |
34,5 |
35,8 |
35,1 |
37,1 |
32,1 |
52,2 |
50,6 |
50,0 |
51,0 |
71,6 |
68,4 |
47,1 |
SDNN |
66,5 |
56,54 |
61,1 |
53,5 |
73,4 |
40,2 |
52,0 |
46,7 |
72,4 |
66,4 |
94,7 |
79,26 |
63,6 |
Mo |
1221 |
1180 |
1145 |
1173 |
1196 |
1124 |
1190 |
1238 |
1247 |
1198 |
1280 |
1369 |
1213 |
AMo |
30,4 |
33,8 |
31,9 |
41,1 |
27,1 |
48,5 |
40,0 |
39,9 |
28,0 |
29,7 |
26,6 |
25,1 |
33,5 |
SI |
37,2 |
52,8 |
44,6 |
61,5 |
34,5 |
102 |
63,0 |
67,2 |
32,1 |
39,3 |
22,7 |
22,7 |
48,3 |
TP |
4129 |
2547 |
3421 |
2641 |
4457 |
1460 |
1928 |
1758 |
2556 |
3560 |
7418 |
5178 |
3421 |
HF |
1474 |
736 |
792 |
918 |
487 |
743 |
1006 |
792 |
905 |
1337 |
1989 |
1571 |
1062 |
LF |
1613 |
1377 |
1893 |
1010 |
3462 |
276 |
321 |
275 |
877 |
1069 |
2143 |
1720 |
1336 |
VLF |
344 |
140 |
379 |
509 |
246 |
102 |
409 |
301 |
580 |
1061 |
2331 |
1311 |
643 |
ULF |
699 |
294 |
357 |
204 |
263 |
338 |
191 |
390 |
194 |
93 |
955 |
575 |
380 |
LF/HF |
1,09 |
1,87 |
2,39 |
1,10 |
7,11 |
0,37 |
0,32 |
0,35 |
0,97 |
0,80 |
1,08 |
1,09 |
1,55 |
IC |
1,33 |
2,06 |
2,87 |
1,65 |
7,61 |
0,51 |
0,73 |
0,73 |
1,61 |
1,59 |
2,25 |
1,93 |
2,07 |
Центральный блокирующий должен отражать нападение соперника со всех позиций и выполнять атаку первым темпом, поэтому во время игры ему необходимо быть всегда в состоянии «боевой» готовности. Предпочтительный тип вегетативной регуляции нормо- и гиперсимпатотония. Средний рост центральных блокирующих 205 - 215 см. Примеры: Дмитрий Мусэрский, Робертланди Симон, Артем Вольвич, Сречко Лесинац.
Связующий. По многим показателям ВСР у связующего игрока нормоваготонический тип вегетативной регуляции (табл. 4). На это указывают высокие значения rMSSD, pNN50 и SDNN, а также низкие значения SI и АМо. Анализ спектральных показателей ВСР связующего позволяет по-иному посмотреть на особенности вегетативной регуляции. По величине индекса вегетативного равновесия (LF/HF) можно судить о доминирующей роли симпатического отдела ВНС в управлении ритмом сердца. В тоже время повышение индекса централизации указывает о подключении центрального канала к регуляции сердечным ритмом.
Таблица 5.
Показатели ВСР связующего в покое до тренировки
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
СрЗн |
ЧСС |
50,5 |
50,3 |
53,2 |
46,5 |
48,2 |
48,9 |
45,1 |
58,5 |
43,7 |
46,7 |
56,4 |
51,2 |
49,9 |
ВР |
378 |
329 |
399 |
369 |
688 |
451 |
429 |
319 |
434 |
449 |
332 |
453 |
419 |
rMSSD |
69,3 |
70,5 |
51,4 |
42,9 |
97,1 |
80,6 |
102 |
42,1 |
84,3 |
78 |
49 |
68,1 |
69,6 |
pNN50 |
49,4 |
48 |
21,1 |
15,6 |
48,1 |
56,3 |
62,5 |
21,6 |
48,4 |
50 |
33,5 |
44,7 |
41,6 |
SDNN |
68,7 |
73,1 |
75,9 |
80,6 |
162 |
90,5 |
93,2 |
72,1 |
86,1 |
87 |
68,2 |
81,1 |
86,6 |
Mo |
1233 |
1180 |
1144 |
1278 |
1063 |
1223 |
1306 |
982 |
1384 |
1275 |
1046 |
1192 |
1192 |
AMo |
33,2 |
29,4 |
29,2 |
31,6 |
14,8 |
23 |
24,7 |
28,3 |
26,6 |
23,5 |
32,7 |
27,6 |
27 |
SI |
35,6 |
37,8 |
31,9 |
33,5 |
10,1 |
20,9 |
22 |
45,2 |
22,1 |
20,5 |
47,1 |
25,5 |
29,4 |
TP |
3999 |
4628 |
4779 |
2756 |
12483 |
6123 |
7864 |
3322 |
6506 |
6417 |
3820 |
4708 |
5617 |
HF |
1299 |
1314 |
725 |
447 |
2672 |
1443 |
2183 |
503 |
1608 |
1282 |
708 |
1154 |
1278 |
LF |
1546 |
1389 |
1562 |
774 |
4211 |
2950 |
2492 |
949 |
2731 |
2052 |
1127 |
2425 |
2017 |
VLF |
752 |
616 |
759 |
744 |
797 |
1100 |
1473 |
439 |
1055 |
1712 |
801 |
1030 |
940 |
ULF |
401 |
1309 |
1733 |
790 |
4803 |
630 |
1716 |
1429 |
1112 |
1371 |
1186 |
98,4 |
1382 |
LF/HF |
1,19 |
1,06 |
2,16 |
1,7 |
1,58 |
2,04 |
1,14 |
1,89 |
1,7 |
1,6 |
1,59 |
2,1 |
1,65 |
IC |
1,77 |
1,53 |
3,2 |
3,4 |
1,87 |
2,81 |
1,82 |
2,76 |
2,35 |
2,94 |
2,72 |
3,0 |
2,51 |
Задача связующего игрока на площадке – выдать нападающему игроку качественный пас, тем самым организовать атаку в наиболее уязвимом для соперника месте. Для этого связующему необходимо учитывать физические возможности нападающих и расположение блокирующих соперников у сетки. Наиболее предпочтительным типами вегетативной регуляции для данного амплуа являются нормоваготония и нормосимпатотония. Средний рост связующих 185 - 195 см. Примеры: Александр Бутько, Уильям Аржона, Сергей Гранкин, Резенде Бруно.
Выводы.
Определена направленность и выраженность изменений вариабельности сердечного ритма волейболистов в соревновательном периоде.
Получены результаты комплексной оценки функционального состояния спортсменов, занимающихся волейболом методом анализа ВСР.
Определение функционального состояния позволяет правильно дозировать физическую нагрузку волейболистов, особенно в процессе силовой подготовки.
Для более точного определения функционального спортсменов необходимо добавить активную ортопробу и исследование центральной гемодинамики.
Практические рекомендации.
Полученные результаты могут быть:
1) использованы в спортивной практике для профилактики
перенапряжений спортсменов, занимающихся волейболом и более успешного управления тренировочным процессом;
2) положены в основу индивидуальных рекомендаций по применению средств и методов физической культуры с целью обеспечения оптимального физиологического состояния сердечно-сосудистой системы профессиональных волейболистов;
3) использованы в качестве методических рекомендаций по совершенствованию диагностики и профилактики функциональных нарушений сердечно-сосудистой системы волейболистов.