Реакция сердечно-сосудистой системы и микроциркуляции крови студентов и спортсменов на физическую нагрузку

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Медицина


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

РЕАКЦИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
И МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ КРОВИ СТУДЕНТОВ И СПОРТСМЕНОВ НА ФИЗИЧЕСКУЮ НАГРУЗКУ
© Сидоряк Н. Г. *
Межведомственная лаборатория медико-биологического мониторинга Мелитопольского государственного педагогического университета имени Богдана Хмельницкого и Таврического агротехнологического университета, Украина, г. Мелитополь
При исследовании 25 студентов и 20 спортсменов, которым предлагалась физическая нагрузка, изучались параметры сердечно-сосудистой системы и микроциркуляции крови. Показано, что студенты и спортсмены реагируют на воздействие физической нагрузки, так у спортменов-борцов сердечно-сосудистая система функционирует более эффективно и экономично. Выявлено, что у спортсменов II подгруппы после нагрузки наблюдалось улучшение эффективности микроциркуляции крови за счет преобладания активных механизмов регуляции кровотока. У студентов обеих подгрупп и спортсменов I подгруппы после выполнения физической нагрузки отмечалось снижение эффективности микроциркуляции.
Ключевые слова артериальное давление, систолический объем, минутный объем, допплеровская флоуметрия, ЛДФ-грамма, микроциркуляция.
Вопрос об особенностях функционирования сердечно-сосудистой системы под воздействием различных факторов является одним из актуальных в физиологии. Особое внимание уделяется вопросу влияния физических нагрузок на сердечную деятельность [1, 2, 3]. Спортивные нагрузки разной специализации играют важную роль в формировании функциональных резервов организма [5, 8]. В настоящее время определенное место в жизни студенческой молодежи занимает спорт, который является в определенной степени антистрессовым фактором [2], что немаловажно для студентов нашего времени. Деятельность сердечно-сосудистой системы практически здоровых, не занимающихся спортом, людей отличается рядом характерных особенностей. Эти отличия возникают в процессе длительной адаптации аппарата кровообращения к систематическим мышечным напряжениям. В литературе освещен вопрос о реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку. Однако вопрос об изменении микроциркуляции крови и сердечно-сосудистой системы у студентов и спортсменов под воздействием физической нагрузки требует более детального изучения.
* Профессор кафедры Анатомии и физиологии человека и животных, кандидат биологических наук, доцент.
Поэтому целью данной работы явилось изучение реакции сердечно-сосудистой системы и микроциркуляции крови у студентов и спортсменов на физическую нагрузку.
Методы исследования
Исследования проведены на 25 студентах естественно-географического факультета, специальности «Физическое воспитание» и 20 спортсменах, занимающихся борьбой, в возрасте 21 года. Все исследования проводились в состоянии покоя и после физической нагрузки. Физическая нагрузка проводилась на велоэргометре «Биоритм-4», с педалированием 95−120 об/мин в течение 2 мин. Определение артериального давления и частоты сердечных сокращений у студентов и спортменов осуществляли с помощью комплекса КДТх-4 (Венгрия). В дальнейшем на основании этих значений рассчитывали пульсовое давление (ПД), систолический объем крови (У), минутный объем крови сердца (УМо).
Показатели микроциркуляции крови определяли с помощью лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) с использованием аппарата ЛАКК-01 (НПП «Лазма», Россия) на вентральной поверхности дистальной фаланги 4-го пальца кисти. Запись ЛДФ-граммы производилась в течении 2 мин.
Нами рассчитывались стандартные параметры ЛДФ-грамм: параметр микроциркуляции (ПМ) — средняя величина перфузии единицы объема ткани за единицу времени- среднее квадратическое отклонение (СКО) — средняя аиплитуда колебаний кровотока- К — коэффициент вариации — характеризует соотношение между изменчивостью перфузии и средней перфузией в зондируемом участке. При анализе амплитудно-частотного спектра (АЧС) определяли колебания ЛДФ-граммы: низкочастотные колебания (LF) — обусловленные активностью гладких миоцитов в артериолах (вазомоции) — высокочастотные колебания (ИР) — обусловленные периодическими изменениями давления в венозном русле при дыхании- пульсовые колебания, синхронизированные с кардиоритмом. Рассчитывали индекс флаксмоций (ИФМ) — соотношение активных и пассивных модуляций кожного кровотока [6]. Полученные данные обработаны стандартными методами вариационной статистики.
Результаты исследований
Объективным показателем сердечно-сосудистой системы является частота сердечных сокращений. При характеристике ее изменений под воздействием физической нагрузки у студентов и спортсменов можно отметить, что у студентов после нагрузки частота сердечных сокращений увеличивалась на 59% и равнялась 103,6 ± 2,61 уд/мин, у спортсменов данный показатель в состоянии покоя составлял 60,0 ± 0,23 уд/мин, и после действия физической нагрузки он увеличивался на 55% (р & lt- 0,001). Низкие показатели ЧСС (брадикардию) у спортсменов в покое мы объясняем тем, что сни-
жается потребность миокарда в кислороде, вследствие уменьшения величины его работы, обусловленную нейровегетативной регуляцией в покое, когда наряду с повышением тонуса парасимпатической нервной системы снижается активность симпатико-адреналовой системы [7]. Это свидетельствует об экономичной и эффективной работе сердца. После выполнения физической дозированной нагрузки нами отмечался рост частоты сердечных сокращений, наиболее выраженным он был у студентов. Увеличение частоты сердечных сокращений свидетельствует о важнейшем физиологическом механизме, осуществляющем адаптацию кровообращения к мышечной деятельности [3, 4].
Характеризуя изменения артериального давления, после дозированной нагрузки следует отметить, что систолическое давление (СД) у спортсменов и студентов возрастало, так у спортсменов данный показатель увеличивался на 31% по сравнению с показаниями, полученными в покое, а у студентов прирост систолического давления составлял 40% (табл. 1). Увеличение ЧСС и СД у наших испытуемых после физической нагрузки свидетельствует о закономерной реакции сердечно-сосудистой системы.
Таблица 1
Изменение некоторых показателей сердечно-сосудистой системы у студентов и спортсменов до и после физической нагрузки
студенты спортсмены
ЧСС уд/мин до 65,2±1,51 60,0±0,23
после 103,6*±2,61 93,0*±2,75
СД мм рт. ст. до 129,3±3,1 130,0±2,24
после 181,5*±3,81 170,0*±2,04
ДД мм рт. ст. до 92,2±2,13 90,0±2,20
после 83,3*±1,72 85,0*±0,51
ПД мм рт. ст. до 37,1±0,75 40,0±0,18
после 90,2*±2,81 85,0*±2,54
У8 мл до 45,6±3,42 48,5±2,21
после 83,7*±2,78 75,6*±2,59
Примечание: * - достоверность.
Величина диастолического давления (ДД) претерпевала противоположные изменения, т. е. уменьшалась. Так, у студентов после выполнения физической нагрузки значение диастолического давления понижалось на 10%, и равнялось 92,2 ± 2,1 мм рт. ст., у спортсменов данный показатель уменьшался на 6%, и составлял 85,0 ± 0,51 мм рт. ст. (табл. 1). Снижение диастолического давления обусловлено расширением сосудов в работающих мышцах и является наиболее характерной реакцией на выполняемую физическую нагрузку.
Пульсовое давление (ПД) в ходе эксперимента так же изменялось после физической нагрузки, однако эти изменения были более выраженными. Так, у
студентов в состоянии покоя данный показатель равнялся 37,1 ± 0,75 мм рт. ст., а после нагрузки он резко возрастал в 2,6 раза (р & lt- 0,001). У спортсменов, занимающихся борьбой, величина пульсового давления возрастала в 2,1 раза, и равнялась 85,0 ± 2,54 мм рт. ст. (р & lt- 0,001) (табл. 1).
Важным показателем сердечно-сосудистой системы является систолический объем крови сердца. Нами отмечено, что данный показатель был в состоянии покоя у спортсменов больше, что говорит о «спортивном сердце». После выполнения дозированной физической нагрузки систолический объем крови увеличивался, как у студентов, так и у спортсменов-борцов. Так, у студентов он возрастал на 84% по сравнению с исходным уровнем и равнялся 83,7 ± 2,6 мл, а у спортсменов систолический объем увеличивался на 56% (табл. 1). Такие изменения характерны для нормотического типа реакции, т. е. увеличение ударного объема, идет за счет повышения пульсового давления и считается физиологической реакцией на физическую нагрузку.
Анализируя изменения минутного объема, которые зависят, прежде всего, от потребности в кислороде и питательных веществах всего организма, т. е. уровня метаболизма в тканях организма, а также от факторов, которые обусловливают изменения активности самого сердца и факторов, связанных с изменением условий периферического кровообращения [4], нами отмечено, что после физической нагрузки отмечалось увеличение минутного объема у студентов в 2,92 раза (р & lt- 0,001) по сравнению с исходным уровнем, а у спортсменов данный показатель возрастал в 2,42 раза (р & lt- 0,001). Увеличение минутного объема кровообращения является механизмом адаптации организма к физическим нагрузкам. Так, у спортсменов под влиянием физической тренировки совершенствуется кровообращение на периферии и улучшается использование кислорода тканями. Поэтому у тренированных людей, по сравнению с нетренированными, при выполнении средней нагрузки минутный объем увеличивается меньше [1], что и объясняет полученные нами результаты.
Важнейшим звеном сердечно-сосудистой системы является система микроциркуляции, которая играет важную роль в транспорте биологических жидкостей и обмене веществ [6]. Анализируя показатели ЛДФ-граммы можно заметить следующие изменения.
На основании проведенных нами исследований следует отметить, что в зависимости от основного показателя микроциркуляции (ПМ) крови у студентов и спортсменов-борцов, мы вынуждены были разделить каждую группу еще на 2 подгруппы. В I подгруппу входили студенты и спортсмены, у которых значения микроциркуляции крови колебались от 0,5 пф. ед. до 12 пф. ед. Во II подгруппе показатель микроциркуляции колебался от 12 до 25 пф. ед.
Анализируя величину показателя микроциркуляции у 21 -летних студентов мы наблюдали, что в покое у I подгруппы данный показатель составил
6,93 ± 0,35 пф. ед., у II подгруппы его значение было равным 16,57 ± 0,41 пф. ед. После выполнения физической дозированной нагрузки показатель микроциркуляции у I подгруппы возрастал на 83%, тогда как у II подгруппы студентов данный показатель уменьшался на 14% (рис. 1).
пф. ед.
пм
=
* г
= У ^ -
х ^ х ^ У. & gt- X У ¦Щ: ско *
¦ ш УХ > У. ^ ,& lt- > х > У ^ - == ¦ 4 4
= Ц_: _
I подгруппа II подгруппа I подгруппа II подгруппа
? студенты до нагрузки В студенты после нагрузки
0 спортсмены до нагрузки ® спортсмены после нагрузки
Рис. 1. Изменения параметра микроциркуляции и среднего квадратического отклонения у студентов и спортсменов до и после физической нагрузки
Примечание: * - достоверность.
У 21-летних спортсменов-борцов параметр микроциркуляции у I подгруппы составлял 9,96 ± 0,42 пф. ед., у II подгруппы борцов его показатель равнялся 20,87 ± 0,72 пф. ед., после выполнения физической нагрузки параметр микроциркуляции у I подгруппы увеличивался на 34% (р & lt- 0,001), тогда как у II подгруппы он понижался на 33% (рис. 1). В состоянии покоя параметр микроциркуляции у спортсменов в обеих подгруппах был выше, чем у студентов на 44% и 26% соответственно (р & lt- 0,001). Это свидетельствует о лучшем потоке эритроцитов в единице объема в зондированном участке, а, следовательно, и об улучшении снабжения тканей кислородом у спортсменов. Отмеченную разницу в ответ на физическую нагрузку I и II подгрупп студентов и спортсменов можно, по-видимому, расценивать как действие различных механизмов иннервации сосудов — симпатической и парасимпатической.
Анализируя величину среднего квадратического отклонения (СКО), которая характеризует временную изменчивость микроциркуляции, можно отметить, что у студентов I подгруппы ее величина равнялась 1,92 ± 0,07 пф.
ед., у II подгруппы она была выше на 44%, и равнялась 2,76 ± 0,001 пф. ед. (рис. 1). Это говорит о том, что у II подгруппы студентов в состоянии покоя лучше включаются в работу механизмы модуляции тканевого кровотока. Аналогичная картина наблюдалась и у спортсменов обеих подгрупп. После выполнения физической нагрузки величина СКО уменьшалась в обеих подгруппах студентов на 28% и 51% соответственно, что свидетельствует об ухудшении работы механизмов модуляции тканевого кровотока. Что же касается спортсменов-борцов, то у них после физической нагрузки отмечалась другая картина изменений, так у I подгруппы борцов отмечалась тенденция к увеличению на 41% (р & gt- 0,5), тогда как другая подгруппа борцов реагировала на физическую нагрузку ростом величины среднего квадратического отклонения в 2,7 раза по сравнению с исходным уровнем (рис. 1). Такие изменения СКО у спортсменов после нагрузки можно рассматривать, как адаптационный аспект механизмов модуляции тканевого кровотока.
При анализе показателя коэффициента вариации (Ку), который дает информацию о вкладе вазомоторного компонента в модуляцию тканевого кровотока, мы отмечаем существенное различие данного показателя у подгрупп студентов. У I подгруппы его величина составляла 28,65 ± 0,70%, тогда как у студентов II подгруппы значение этого показателя было меньше на 40% (р & lt- 0,001), и равнялось 17,16 ± 2,10%. Выполненная студентами физическая нагрузка вызвала изменения коэффициента вариации у I подгруппы и он понизился на 71% (р & lt- 0,001), а у студентов II подгруппы он практически не изменялся. Увеличение данного показателя у студентов I подгруппы говорит о выраженной вазомоторной активности микрососудов. У спортсменов-борцов I подгруппы после физической нагрузки отмечалась тенденция к увеличению, а вот у II подгруппы данный показатель возрастал в 4,1 раза и составлял 40,34 ± 0,98% (р & lt- 0,001) (рис. 2). Таким образом, у спортсменов, занимающихся борьбой, повышение значения коэффициента вариации после физической нагрузки свидетельствует о вкладе вазомоторного компонента в модуляцию кровотока.
Интегративную характеристику соотношения механизмов активной и пассивной модуляции кровотока дает индекс флаксмоций (ИФМ). Так, у студентов I подгруппы в покое его величина составляла 1,74 ± 0,046 и 1,47 ± 0,001 у II подгруппы. После воздействия физической нагрузки у студентов I подгруппы индекс флаксмоций понижался на 14%, и имел тенденцию к снижению на 4% у II подгруппы (рис. 2). У спортсменов I подгруппы после нагрузки наблюдалось снижение данного показателя на 6% (р & lt- 0,05), а вот у спортсменов-борцов II подгруппы он возрастал в 2,1 раза. Такие изменения свидетельствуют о снижении эффективности регуляции кровотока в системе микроциркуляции у студентов и I подгруппы спортсменов, а у II подгруппы спортсменов отмечается рост индекса флаксмоций и улучшение эффективности регуляции кровотока, за счет активных механизмов модуляции.
Рис. 2. Изменения коэффициента вариации и индекса эффективности микроциркуляции у студентов и спортсменов до и после физической нагрузки
Примечание: * - достоверность.
Таким образом, следует отметить, что сердечно-сосудистая система студентов и спортсменов по-разному реагирует на воздействие физической нагрузки. Реакция сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку говорит о том, что у спортсменов сердечно-сосудистая система работает более экономично и эффективно. У студентов обеих подгрупп и у спортсменов I подгруппы после выполнения физической нагрузки отмечается снижение эффективности регуляции кровотока. У спортсменов II подгруппы наблюдалось улучшение эффективности регуляции кровотока, за счет преобладания активных механизмов регуляции.
Список литературы:
1. Аулик И. В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте / И. В. Аулик. — М.: Медицина, 1990. — 120 с.
2. Виру А. А. Проблема увеличения пластического резерва организма в процессе тренировки / А. А. Виру // Теория и практика физической культуры. — 1980. — № 2. — С. 19−21.
3. Гречишкина С. С. Особенности адаптации сердечно-сосудистой системы спортсменов разных видов спорта по данным вариабельности ритма сердца и спирометрии / С. С. Гречишкина, А. В. Шаханова, Я. К. Коблев //
Вестник АГУ Серия естественно-математических и технических наук. -2010. — Вып. 1 (53). — С. 102−107.
4. Зальман А. Адаптация организма к физическим нагрузкам / А. Заль-ман // Медицинский журнал. — 1993. — № 8. — С. 18−21.
5. Иванова Н. В. Оценка функционального состояния кардиореспира-торной системы спортсменов с различной спецификой мышечной деятельности в соревновательном периоде подготовки / Н. В. Иванова // Вестник спортивной науки. — 2011. — № 1. — С. 64−68.
6. Козлов В. И. Система микроциркуляции: клинико-биологические аспекты изучения / В. И. Козлов // Регионарное кровообращение. — 2006. — Т. 5, № 2. — С. 84−101.
7. Спортивная фармакология и дистология / Под ред. С. А. Олейника, Л. М. Гуниной. — Изд.: Диалектика, 2008. — 256 с.
8. Boineau J.P. The early repolarization variant normal or a marker of heart disease in certain subjects / J.P. Boineau // J. Electrocardiol. — 2007. — Vol. 40, № 1. — Р. 3.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой