ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені В.І. ВЕРНАДСЬКОГО

Баєв Олег Анатолійович

УДК 612.1.8.062 – 057.87

АДАПТАЦІЯ СЕРЦЕВО-СУДИННОЇ СИСТЕМИ

І ФУНКЦІОНАЛЬНИЙ СТАН ВИЩОЇ НЕРВОВОЇ ДІЯЛЬНОСТІ ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ ПРИ ТРИВАЛИХ ФІЗИЧНИХ НАВАНТАЖЕННЯХ

03.00.13 – фізіологія людини і тварин

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Сімферополь - 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі анатомії, фізіології людини та тварин Луганського національного педагогічного університету імені Тараса Шевченка Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник:

Офіційні опоненти:

Провідна установа: | доктор біологічних наук, професор

Іванюра Іван Олексійович

Луганський національний педагогічний

університет імені Тараса Шевченка, професор кафедри анатомії, фізіології людини та тварин;

доктор біологічних наук, професор

Макаренко Микола Васильович,

провідний науковий співробітник відділу

фізіології головного мозку Інституту фізіології

імені О.О. Богомольця НАН України;

доктор біологічних наук, професор

Павленко Володимир Борисович,

Таврійський національний університет

імені В.І. Вернадського, професор кафедри

фізіології людини і тварин та біофізики.

Науково-дослідний інститут геронтології АМН України, м. Київ. |

Захист відбудеться 13.03. 2007 року о 14 годині на

засіданні спеціалізованої вченої ради К 52.051.04 у Таврійському національному університеті імені В.І. Вернадського за адресою: 95007, Україна, м. Сімферополь, пр. Вернадського 4.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Таврійського національному університеті імені В.І. Вернадського за адресою: 95007, Україна, м. Сімферополь, пр. Вернадського 4.

Автореферат розісланий 11.02. 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради К 52.051.04 Хусаінов Д. Р.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Згідно з сучасними уявленнями, здоров’я людини значною мірою залежить від можливостей адаптації організму до тих чи інших факторів зовнішнього середовища і, зокрема, до фізичних навантажень [Агаджанян Н.А., 1983; Давиденко Д.Н., 1998; Павлов С.Е., 2000; Пирогова Є.А., 1986; Солодков А.С., 2000]. В останні роки регулярно з’являються роботи, які присвячені різноманітним аспектам застосування фізичних навантажень у галузі фізичної культури і спорту [Платонов В.Н., 1997; Лисенко О.М., 2001; Радзієвський П.О., 2005; Лаврикова О.В., 2005; Феліпова О.Ю., 2003]. При вивченні впливу тренувальних навантажень на організм адаптація розглядається як процес цілеспрямованого збільшення його функціональних можливостей, ефективності забезпечення м’язової діяльності, підвищення спеціальної працездатності, підтримання гомеостазу та більш повне використання резервів [Ванюшин Ю.С., 1999; Волков Н.І., Волков А.Н., 2004; Харитонова Л.Г., 2001; Височин Ю.В., 2002; Матвєєв Л.П., 1999]. Надійним індикатором рівня пристосувальних реакцій на виникаючі внутрішні і зовнішні впливи в умовах інтенсивних фізичних навантажень може слугувати функціональний стан серцево-судинної системи, яка найбільш оперативно реагує на м’язові зусилля і лімітує працездатність організму [Карпман В.Л., Любіна Б.Г., 1982; Абзалов Р.А., Нігматуліна Р.Р., 1999; Бєляєва Л.М., Приходько В.І., 1996; Cottin Francois., Papelier Yvos., 2002].

Процес адаптаційних пристосувань серцево-судинної системи супроводжується тоногенною дилатацією порожнини лівого шлуночка та гіпертрофією міокарду, вдосконаленням функцій збудження, обміну речовин, нервової і гуморальної регуляції діяльності серця [Граєвська Н.Д., Гончарова Г.А., 1997; Дорофєєва О.Є., 2002; Christou Demetra., Parker J. Pamela., 2003]. Однак аналіз наукової літератури не дає нам змоги стверджувати, що існує повна одностайність у розумінні характеру та перебігу довготривалих пристосувальних реакцій серцево-судинної системи. Доволі часто зустрічаються неоднозначні та суперечливі погляди у цій площині. Насамперед це стосується змін параметрів центральної гемодинаміки, артеріального тиску, проблеми співвідношення процесів гіпертрофії та дилатації при фізичних навантаженнях різної спрямованості [Агаджанян М.Г., 2001; Бєлозьорова Л.М., Сиротін А.Б., 2000; Вікулов А.Д., Карпов Н.Ю., 2002; Качан Ю.Н., Нечаєва Г.І., 1997; Triposkiadis F., Ghiokas S., 2002]. Тому подальші дослідження цієї проблеми є надзвичайно актуальними, оскільки без визначення чітких критеріїв фізіологічної адаптації серцево-судинної системи неможливо оцінити характер змін, які відбуваються в організмі при тривалих фізичних навантаженнях, прогнозувати можливість порушень стану здоров’я і раціонально організувати процес фізичного виховання.

Не втрачає своєї актуальності вивчення індивідуально-типологічних властивостей вищої нервової діяльності, сенсомоторних та психофізіологічних функцій організму людини, їх ролі у професійній діяльності та навчанні, а також впливу на їх стан різноманітних факторів [Чайченко Г.М., Томіліна Л.Г., 1997; Макаренко М.В., 2006; Горго Ю.П., Філімонова Н.Б., Ян Т.Е., 1999; Макарчук Ю.П., Шепченя Ю.В., 1997; Коробейніков Г.В., 2002]. Особливий інтерес викликають дослідження зв’язків властивостей основних нервових процесів з характером вегетативного реагування. Відомо, що особам з високим рівнем розвитку функціональної рухливості нервових процесів притаманні більш виражена активація економічності системи зовнішнього дихання [Іванюра І.О., 1999]; при застосуванні функціональних проб та ортостатичних навантажень - більш швидкі, виражені зміни гемодинаміки і серцевого ритму [Сиротський В.В., Шахова В.І., 1973; Лизогуб В.С., 2001; Раздайбедін В.М., 2006]. Поряд з цим майже відсутні відомості, які стосуються прояву властивостей основних нервових процесів у характері термінового реагування системи кровообігу при різних видах динамічних навантажень, зокрема при дозованих навантаженнях зростаючої потужності. Враховуючи, що нервовій системі належить провідна роль у формуванні пристосувальних реакцій функціональної системи, а основна увага теорії функціональних систем звернена на процес системної організації збудження в центральній нервовій системі [Анохін П.К., 1980; Cудаков К.В., 1987; Мерлін В.С., 1986], то особливого практичного і теоретичного значення набувають дослідження, спрямовані на з’ясування ролі індивідуальних властивостей нейродинамічних функцій організму в характері пристосувальних реакцій вегетативних систем.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана в межах держбюджетної теми Луганського національного педагогічного університету імені Тараса Шевченка “Механізми тривалої адаптації організму і прогнозування адаптивних можливостей функціональних систем” (номер держреєстрації 0103 U 003607).

Мета і завдання дослідження. Метою даної роботи стало вивчення функціонального стану серцево-судинної системи та індивідуально-типологічних особливостей вищої нервової діяльності організму юнаків і дівчат при тривалих фізичних навантаженнях і на цій основі - обґрунтування комплексної оцінки адаптивних можливостей функціональних систем. У відповідності з метою дослідження вирішувалися такі основні завдання:

1. Вивчити особливості функціонального стану і адаптаційних можливостей серцево-судинної системи організму юнаків і дівчат при тривалих фізичних навантаженнях.

2. Дослідити динаміку та спрямованість розвитку морфофункціональної адаптації серця, змін у його біоелектричній активності та регуляційних механізмах у юнаків і дівчат при тривалих фізичних навантаженнях.

3. Дослідити динаміку розвитку індивідуально-типологічних особливостей вищої нервової діяльності організму юнаків і дівчат при тривалих фізичних навантаженнях.

4. Вивчити характер зв’язку властивостей основних нервових процесів з сенсомоторними та психофізіологічними функціями організму юнаків і дівчат при тривалих фізичних навантаженнях.

5. Проаналізувати особливості реакцій серцево-судинної системи організму юнаків і дівчат з різним рівнем розвитку індивідуально-типологічних властивостей вищої нервової діяльності при тривалих фізичних навантаженнях.

Об’єктом дослідження є серцево-судинна система, нейродинамічні та психічні функції організму людини в умовах впливу тривалих фізичних навантажень.

Предметом дослідження є формування адаптивних функцій серцево-судинної системи при тривалих фізичних навантаженнях, розвиток індивідуально-типологічних властивостей вищої нервової діяльності та їх прояв у сенсомоторних, психічних і вегетативних функціях організму.

Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети використовувалися наступні методи: аналіз та узагальнення даних наукової літератури; визначення рівня фізичного розвитку організму (антропометрія); дослідження параметрів центральної гемодинаміки (з використанням ехокардіографії), варіабельності серцевого ритму (варіаційна пульсометрія), біоелектричної активності серця (електрокардіографія) та артеріального тиску; дослідження нейродинамічних та психофізіологічних функцій; методи математичної статистики.

Наукова новизна одержаних результатів. Виявлено особливості адаптаційних пристосувань серцево-судинної системи організму юнаків і дівчат при тривалих фізичних навантаженнях. Одержано нові дані про динаміку розвитку морфофункціональної адаптації серця юнаків і дівчат при фізичних навантаженнях циклічної спрямованості, яка супроводжується зростанням скорочувальної здатності лівого шлуночка, розвитком тоногенної дилатації його порожнини та гіпертрофії міокарду. Охарактеризовано статеві відмінності у динаміці змін морфофункціональних характеристик серця, які полягають у більш високих значеннях маси міокарду, кінцевого діастолічного та ударного об’ємів лівого шлуночка юнаків порівняно з дівчатами.

Одержано нові дані про стан і закономірності розвитку індивідуально-типологічних властивостей вищої нервової діяльності та психічних функцій організму юнаків і дівчат при тривалих фізичних навантаженнях. Подальшу розробку отримали існуючі уявлення про характер зв’язку індивідуально-типологічних властивостей вищої нервової діяльності з характером термінового реагування серцево-судинної системи організму. Відзначено, що між параметрами варіабельності серцевого ритму, які одержано в стані фізіологічного спокою в осіб з різним рівнем розвитку функціональної рухливості нервових процесів, достовірні відмінності відсутні. Вперше доведено, що після виконання велоергометричних навантажень зростаючої потужності особам з високим рівнем розвитку властивостей основних нервових процесів притаманне більш активне розгортання відновлювальних процесів у регуляції серцевого ритму, ніж особам з низьким рівнем.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані характеристики рівня функціонування серцево-судинної системи є важливими критеріями рівня адаптованості організму. Параметри морфофункціональних характеристик серця, варіабельності серцевого ритму, артеріального тиску, біоелектричної активності серця як чутливі індикатори функціонального стану організму в умовах інтенсивної м’язової діяльності можуть застосовуватися для контролю за динамікою змін функціонального стану серцево-судинної системи, адекватністю та ефективністю тренувального процесу. Результати досліджень властивостей нервових процесів у світлі їх зв’язку з характером термінового реагування серцево-судинної системи можуть упроваджуватися в практику диференційованого підходу до особистості при використанні тренувальних фізичних навантажень, сприяти оптимізації та більш раціональній побудові тренувального процесу із врахуванням психофізіологічних можливостей організму.

Матеріали дисертації впроваджено у лекційні курси і лабораторні заняття з фізіології людини та тварин, фізіології спорту, фізіології вісцеральних систем, фізіології ВНД у Луганському національному педагогічному університеті імені Тараса Шевченка, на кафедрі фізіології людини та тварин Черкаського національного університету імені Богдана Хмельницького.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем самостійно проаналізовано наукову літературу за темою дослідження, сформульовано мету і завдання, обґрунтовано методичні розв’язання, сформовано групи обстежуваних. Автором особисто виконано всі експериментальні дослідження, проведено інтерпретацію та статистичну обробку одержаних даних, зроблено висновки та узагальнення. Здобувачем особисто написано всі розділи дисертації та автореферат.

Апробація роботи. Матеріали дисертації були представлені та обговорені на науково-практичних конференціях і симпозіумах різного рівня (міжнародних, міжрегіональних): “Наука. Здоров’я. Реабілітація” (Луганськ, 2004), “Перші Каразінські природознавчі студії” (Харків, 2004), “Наука і освіта 2005” (Дніпропетровськ, 2005), “Актуальні проблеми біології та медицини” (Луганськ, 2005), “Проблеми вікової фізіології” (Луцьк – Шацькі озера, 2005), “Wykszta cenie i nauka bez granic - 2005” (Przemysl – Praha, 2005), “Актуальні питання біології та медицини” (Луганськ, 2006), “Особливості формування та становлення психофізіологічних функцій в онтогенезі” (Київ – Черкаси, 2006 рік).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 14 наукових праць, з яких 6 статей надруковано у фахових виданнях, затверджених ВАК України та 8 тез доповідей.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 196 сторінках тексту комп’ютерного набору (153 сторінки основної частини) і складається зі вступу та 6 розділів. Список літератури включає 308 посилань, серед яких 74 видання іноземними мовами. Робота містить 33 таблиці та ілюстрована 42 рисунками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Організація та методи дослідження. У дослідженнях взяли участь студенти молодших курсів Луганського національного педагогічного університету імені Тараса Шевченка у кількості 360 осіб. Основну групу становили юнаки та дівчата віком від 18 до 20 років - студенти Інституту фізичного виховання та спорту, зокрема відділення “Олімпійський та професійний спорт”. Усі обстежені студенти є представниками видів спорту з циклічною спрямованістю (легка атлетика). Тренування студентів відбувалися 5-6 днів на тиждень, двічі на день, тривалість кожного тренування 1,5-2 години. Лонгітудинальні дослідження розпочинали з першого курсу навчання (І етап обстежень студентів віком 18 років), продовжували на другому курсі (ІІ етап) та завершували на третьому курсі (ІІІ етап обстежень студентів віком 20 років). Обстеження здійснювали у міжзмагальний (підготовчий) період. Поряд з лонгітудинальними щорічно проводилися зрізові дослідження юнаків і дівчат основної групи. До контрольної групи увійшли студенти інших факультетів університету, юнаки та дівчата відповідного віку, які не займалися спортом і навчалися за звичайною програмою з фізичного виховання вищого навчального закладу. Всі особи згідно амбулаторних карт не перебували на диспансерному обліку через будь-які захворювання і належали до групи “практично здорові”. Обстеження дівчат відбувалося у ІІ (постменструальну) фазу оваріально-менструального циклу.

Для оцінки рівня фізичного розвитку організму студентів застосовувалися вимірювання довжини тіла, маси тіла, окружності грудної клітки у трьох фазах, життєвої ємності легень (спірографія), станової сили та сили кистей рук. Стан фізичного розвитку організму обстежуваних оцінювали за допомогою методів стандартів та індексів [Маркосян А.А., 1969; Нечитайло Ю.М., 1998]. При дослідженні функціонального стану серцево-судинної системи були використані наступні методи: ультразвукове дослідження серця (ехокардіографія), проведене за допомогою діагностичного комплексу Scanner-250 фірми Pie Medical (Голландія) у стандартних ультразвукових проекціях [Бобров В.О., Стаднюк Л.А., Крижанівський В.О., 1997; Струтинський А.В., 2001]; варіаційна пульсометрія [Баєвський Р.М., 1975] застосовувалася для вивчення характеру вегетативної регуляції діяльності серцево-судинної системи організму; електрокардіографія у 12-ти загальноприйнятих відведеннях - для виявлення особливостей біоелектричної активності серця [Амосова К.М., 2002]; вимірювання артеріального тиску за методом Короткова. Адаптаційний потенціал серцево-судинної системи оцінювався за допомогою методу Р.М. Баєвського [Баєвський Р.М., 1988]. Велоергометрію здійснювали у горизонтальному положенні тіла обстежуваних за допомогою трьохступеневого тесту на велоергометрі ЕМ-369 фірмы Elema (Швеція). Потужність ступенів навантаження була 50 Вт, 100 Вт та 150 Вт для юнаків, 25 Вт, 50 Вт та 75 Вт для дівчат [Преварський Б.П., Буткевич Г.А., 1985]. Частота педалювання контролювалася тахометром і становила 60 об/хв. Тривалість кожного ступеня навантаження - 5 хв., тривалість відпочинку між ними - 3 хв. Після виконання кожного ступеня навантаження визначали параметри центральної кардіогемодинаміки, артеріального тиску, реєстрували варіаційну пульсограму. Під час проведення велоергометрії здійснювали безперервний моніторинг електрокардіограми.

Дослідження функціональної рухливості (ФРНП), сили нервових процесів (СНП) та зорово-моторних реакцій різного ступеня складності проведені за методикою М.В. Макаренка на приладі ПНДО-1 у режимі “нав’язаного ритму” з використанням кольорових подразників. Дослідження функцій короткочасної зорової та слухової пам’яті проводили з використанням 10 одиниць різномодальних сигналів (слова та числа). Функції уваги вивчали за допомогою “коректурної проби з кільцями” (кільця Ландольта) та “чорно-червоних таблиць” (методика Шульте) [Марищук В.Л., 1968; Макаренко М.В., 1996].

Експериментальний матеріал, який було одержано під час досліджень опрацьовували за допомогою методів параметричної та непараметричної статистики за програмами Statistica for Windows 5, Microsoft Excel – 97. У випадку параметричного розподілу вибірки користувалися t-критерієм Ст’юдента, у випадку непараметричного розподілу - W-критерієм Уілкоксона та ?-критерієм Колмогорова-Смірнова. Визначали коефіцієнт кореляції (r) та його довірчий рівень (р).

Результати досліджень та їх обговорення

1. Функціональний стан серцево-судинної системи організму при тривалих фізичних навантаженнях.

1.1. Особливості фізичного розвитку організму юнаків і дівчат при тривалих фізичних навантаженнях. Під час вивчення особливостей фізичного розвитку виявлено достовірні відмінності між величинами антропометричних характеристик юнаків і дівчат основної та контрольної груп. У студентів основної групи, при порівнянні з контролем, упродовж досліджуваного періоду виявлено більшу окружність грудної клітки у трьох фазах, життєву ємність легенів (ЖЄЛ), станову силу (СС), силу м’язів правої (СКп) та лівої кисті (СКл). Аналіз динаміки змін антропометричних характеристик організму студентів дав можливість стверджувати, що окружність грудної клітки під час паузи, життєва ємність легенів у юнаків і дівчат основної групи статистично достовірно збільшуються при порівнянні результатів першого (18 років) та останнього (20 років) етапів обстежень. Динаміка змін силових характеристик організму студентів полягає у збільшенні з віком станової сили в юнаків основної та контрольної груп з 138,3±4,2 кг та 122,9±4,0 кг у 18 років, до 157,2±5,2 кг та 139,8±4,9 кг у 20 років (р<0,01), сили правої кисті з 51,3±1,6 кг та 46,5±1,5 кг у 18 років, до 59,4±1,8 кг та 52,3±1,6 кг у 20 років (р<0,05 - 0,01), у дівчат основної групи з 34,5±1,2 кг у 18 років до 38,7±1,1 кг у 20 років. Збільшення сили м’язів лівої кисті при віковому порівнянні спостерігалось нами тільки в юнаків основної групи з 44,4±1,4 кг у 18-річних до 49,7±1,5 кг у 20-річних (р<0,05).

Аналіз фізичного розвитку організму студентів за допомогою методу індексів показав, що величини життєвого індексу, індексів Ерісмана та Пін’є в юнаків основної групи виявилися вищими, ніж у контролі. Більшими, ніж у контролі, виявилися величини життєвого індексу та індексу Ерісмана також у дівчат основної групи. Застосування методу стандартів дозволило з’ясувати, що у найбільшій кількості серед обстежуваних студентів у процесі трирічних лонгітудинальних досліджень зустрічаються особи, фізичний розвиток яких відповідає середньому гармонійному (61,7 - 78,3% юнаків, 68,3 - 80% дівчат). Отже, одержані результати досліджень дають можливість констатувати, що юнаки і дівчата основної групи випереджають у фізичному розвитку своїх однолітків контрольної групи за багатьма параметрами, що свідчить про суттєвий вплив на організм тривалих тренувальних навантажень.

1.2. Динаміка змін функціонального стану серцево-судинної системи організму юнаків і дівчат у процесі адаптації до тривалих фізичних навантажень. Завдяки лонгітудинальним дослідженнями виявлено, що вплив тривалих фізичних навантажень на організм призводить до суттєвих змін у морфометричних параметрах серця. Так, у юнаків і дівчат основної групи діаметр порожнини лівого передсердя (ЛП), кінцевий діастолічний розмір лівого шлуночка (КДР), товщина задньої стінки лівого шлуночка та міжшлуночкової перегородки в діастолу перевищують аналогічні величини у контролі. На відміну від дівчат, у юнаків основної групи величини кінцевого систолічного розміру лівого шлуночка виявились більшими, ніж у контролі. Окрім цього, тривалі фізичні навантаження упродовж досліджуваного періоду призвели до вірогідного (р<0,01) збільшення величини ЛП з 2,82±0,04 см у 18-річних юнаків основної групи до 2,98±0,04 см у 20-річних. Збільшення ЛП у процесі лонгітудинального дослідження виявлено і в дівчат основної групи: з 2,67±0,03 см у 18-річних до 2,81±0,04 см у 20-річних (р<0,05). КДР лівого шлуночка при тривалих тренуваннях достовірно збільшувався в юнаків основної групи з 5,0±0,05 см у 18 років до 5,17±0,06 см у 19 років (р<0,05), до 5,27±0,06 см у 20 років (р<0,01), у дівчат з 4,82±0,05 см у 18 років до 5,02±0,06 см у 20 років (р<0,05). Товщина міжшлуночкової перегородки в юнаків і дівчат основної групи збільшувалася з 0,89±0,03 см та 0,77±0,03 см у 18-річних до 0,98±0,03 см та 0,87±0,03 см у 20-річних (р<0,05).

Рис 1. Динаміка кінцевого-діастолічного об’єму та маси міокарду лівого шлуночка обстежених основної групи (юнаків - і дівчат - ), контрольної групи (юнаків - і дівчат --- ) ;

І, ІІ, ІІІ - етапи дослідження; достовірність різниці: між показниками основної та контрольної груп - *(р<0,05), **(р<0,01), *** (р<0,001); між показниками 19 та 20-річних обстежених та показниками 18-річних - # (р<0,05), ## (р<0,01); при порівнянні за статтю - * (р<0,05), **(р<0,01).

У юнаків і дівчат основної групи, порівняно з контролем, під впливом тривалих фізичних навантажень збільшуються кінцевий діастолічний об’єм (КДО) та маса міокарду лівого шлуночка (ММЛШ) (рис. 1). Кінцевий систолічний об’єм лівого шлуночка у 19 і 20-річних юнаків основної групи (45,9±1,5 мл та 48,2±1,4 мл) вірогідно (р<0,05) більший, ніж у їх однолітків контрольної групи (40,9±1,4 мл та 43,2±1,3 мл). Зіставлення величин КДО та ММЛШ, які одержані на різних етапах досліджень, дало можливість з’ясувати наступні особливості динаміки змін цих показників. У юнаків основної групи під впливом тривалих тренувань КДО збільшується з 118,9±2,7 мл у 18 років до 128,2±3,3 мл у 19 років (р<0,05), до 134,5±3,8 мл у 20 років (р<0,001). У групі дівчат зміни КДО характеризуються достовірним (р<0,05) збільшенням його величин з 109,3±2,6 мл у 18 років до 119,8±3,2 мл у 20 років. Тривалий вплив фізичних навантажень на організм сприяв збільшенню ММЛШ у юнаків та дівчат з 130,4±5,1 г та 107,7±4,2 г у 18 років до 150,7±5,5 г та 124,9±5,3 г у 20 років (р<0,05 - 0,01) (рис. 1). Достовірних вікових змін величин КДО та ММЛШ у юнаків і дівчат контрольної групи не виявлено. При порівнянні одержаних даних залежно від статі виявлено, що в юнаків величини КДО та ММЛШ достовірно (р<0,05 - 0,01) перевищують відповідні величини в дівчат (рис. 1).

Під час досліджень відзначено, що ударний об’єм лівого шлуночка (УО) в 19 та 20-річних юнаків і 20-річних дівчат основної групи достовірно перевищує відповідні величини в контролі (рис. 2).

Рис 2. Динаміка ударного об’єму лівого шлуночка серця юнаків і дівчат основної (1) та контрольної (2) груп; І, ІІ, ІІІ - етапи дослідження; достовірність різниці: між показниками основної та контрольної груп - *(р<0,05), **(р<0,01); між показниками 19 та 20-річних обстежених та показниками 18-річних - #(р<0,05), ##(р<0,01), ###(р<0,001); при порівнянні за статтю - * (р<0,05), **(р<0,01).

Збільшення тривалості впливу фізичних навантажень на організм призводило до вірогідного (р<0,01-0,001) зростання величин УО в юнаків з 74,7±1,6 мл у 18-річних до 82,3±2,2 та 86,3±2,8 мл у 19 і 20-річних, у дівчат - з 64,5±2,7 мл у 18-річних до 74,1±3,4 мл у 20-річних (р<0,05). Зіставлення параметрів серцевого викиду з урахуванням статі обстежених показує, що в юнаків основної та контрольної груп величини УО достовірно (р<0,05-0,01) вищі, ніж у дівчат (рис. 2). Отже, результати наших досліджень свідчать про те, що під впливом тривалих фізичних навантажень розвивається морфофункціональна адаптація серця юнаків і дівчат, яка характеризується процесами дилатації його порожнин, гіпертрофією міокарду та підсиленням скорочувальної здатності лівого шлуночка. Розвиток морфофункціональної адаптації серця пов’язаний з тривалою гіперфункцією, яка зумовлена потребою в значній інтенсифікації серцевого викиду при фізичних навантаженнях [Граєвська Н.Д., Гончарова Г.А., 1997; Агаджанян М.Г., 2001; D’Andrea Antonello., Limongelli Giuseppe., 2002]. На думку деяких авторів, виникнення збільшених об’ємів крові, що знаходяться в порожнині шлуночка наприкінці діастоли та систоли, у тренованих спортсменів пов’язано з розвитком морфофункціонального резерву, який може бути мобілізован при фізичному навантаженні [Меєрсон Ф.З., Чащіна З.В., 1978].

Завдяки проведеним дослідженням виявлено зміни артеріального тиску під впливом тривалих фізичних навантажень на організм юнаків і дівчат основної групи. Систолічний, діастолічний та середній артеріальний тиск у представників основної групи впродовж досліджуваного періоду виявився нижчим, ніж у контролі. Перебудова механізмів регуляції серцевого ритму при адаптації організму до тривалих фізичних навантажень призвела до зниження частоти серцевих скорочень (ЧСС) у стані спокою в основній групі під час порівняння з контролем. При збільшенні тривалості впливу тренувальних навантажень на організм юнаків і дівчат ЧСС вірогідно (р<0,05-0,01) знижується з 66,7±1,6 уд/хв та 72,4±1,7 уд/хв у 18 років до 61,2±1,3 уд/хв та 67,0±1,2 уд/хв у 20 років. Зниження ЧСС під впливом тривалих фізичних навантажень розглядається у літературі як один з проявів економізації діяльності серцево-судинної системи організму в стані спокою [Бутченко Л.А., Кушаковський М.С., 1980; Дембо А.Г., Земцовський Е.В., 1989; Christou Demetra., Parker J. Pamela., 2003].

Як показали наші дослідження, вдосконалення механізмів регуляції серцевої діяльності при тривалих тренуваннях сприяло зниженню ролі центрального контуру в керуванні роботою синусового вузла та послабленню активності симпатичного відділу вегетативної нервової системи. Це підтверджується більш низькими значеннями порівняно з контролем індексу напруги (ІН), вегетативного показника ритму (ВПР), індексу вегетативної рівноваги (ІВР), показника адекватності процесів регуляції (ПАПР), амплітуди моди (Амо), а також більш високі значення показників моди (Мо) та варіаційного розмаху (ВР). Під впливом тривалих фізичних навантажень величини Мо (діапазону кардіоінтервалів, який найбільш часто зустрічається) в юнаків і дівчат збільшувалися в процесі вікової динаміки з 0,88±0,02 с та 0,83±0,02 с у 18-річних до 0,99±0,03 с та 0,91±0,03 с у 20-річних (р<0,05). Збільшення тривалості кардіоциклу, передсердно-шлуночкової провідності, електричної систоли та діастоли серця, амплітуди зубців R і T електрокардіограми в юнаків і дівчат основної групи порівняно з контролем свідчать про те, що під впливом тривалих тренувань посилюється парасимпатична іннервація серця, покращуються його функціональний стан та процеси обміну в міокарді. Вплив фізичних навантажень на організм юнаків і дівчат призводив до вірогідного збільшення тривалості інтервалів R-R, Q-T, P-Q, підвищення амплітуди зубця Т у ІІ відведенні електрокардіограми в процесі вікової динаміки. Так, амплітуда зубця Т підвищувалась з 3,8±0,1 мм та 3,1±0,2 мм у 18-річних юнаків і дівчат до 4,5±0,24 мм та 4,0±0,3 мм у 20-річних (р<0,05-0,01). Одержані нами дані узгоджуються з існуючими в літературних джерелах уявленнями, які стосуються змін біоелектричної активності серця під впливом тренувальних навантажень [Бачу Г.С., Філявич А.Є., 1989; Бутченко Л.А, Кушаковський М.С., 1980; Дембо А.Г., Земцовський Е.В., 1989].

Аналіз адаптаційних можливостей серцево-судинної системи організму за допомогою методики Р.М. Баєвського (1988) показав, що в студентів основної та контрольної груп під час лонгітудинальних обстежень випадків зриву адаптації та незадовільної адаптації не було. Однак абсолютні величини адаптаційного потенціалу (АПБ) в юнаків і дівчат основної групи виявилися достовірно більш низькими, ніж у контролі. Зважаючи на те, що за шкалою оцінки нижчі величини АПБ відповідають вищому рівню адаптаційних можливостей, зниження середніх значень адаптаційного потенціалу в обстежених основної групи може свідчити про збільшення адаптаційних можливостей організму. Крім цього, в основній групі в процесі лонгітудинальних обстежень виявлений більший відсоток осіб з задовільним станом адаптації (86,7% - 93,3% юнаків та 83,3% - 90,0% дівчат), ніж у контролі (66,7% - 73,3% юнаків та 63,3% - 66,7% дівчат). Кількість осіб з напругою механізмів адаптації виявилась більшою в контрольній групі (26,7% - 33,3% юнаків та 33,3% - 36,7% дівчат), ніж у основній (6,7% - 13,3% юнаків та 10,0% - 16,7% дівчат).

Після виконання велоергометричних навантажень зростаючої потужності в юнаків і дівчат основної групи впродовж досліджуваного періоду спостерігалися достовірно більший УО, менші середній артеріальний тиск та ЧСС, вищі значення Мо, ВР та нижчі Амо. Одержані дані свідчать, імовірно, про те, що тривалі фізичні навантаження сприяють удосконаленню регуляції серцевого викиду при терміновому реагуванні.

Беручи до уваги одержані результати досліджень можна стверджувати, що вплив тривалих фізичних навантажень на організм юнаків і дівчат у віці 18-20 років призводить до підвищення адаптаційних можливостей серцево-судинної системи, розвитку низки адаптаційних зрушень її у діяльності, які спрямовані на досягнення більш економічного та ефективного рівня функціонування.

2. Стан вищої нервової діяльності організму юнаків і дівчат при тривалих фізичних навантаженнях.

2.1. Стан нейродинамічних та психічних функцій організму юнаків і дівчат при тривалих фізичних навантаженнях. Вивчення динаміки властивостей основних нервових процесів у юнаків і дівчат віком від 18 до 20 років показало наявність відмінностей між досліджуваними показниками в основній та контрольній групах. Середні значення функціональної рухливості (ФРНП) та сили нервових процесів (СНП) у юнаків і дівчат основної групи виявилися достовірно вищими (р<0,05 - 0,001), ніж у їх ровесників, які не займаються спортом (табл. 1). При дослідженні часових характеристик сенсомоторних реакцій різного ступеня складності нами не були виявлені достовірні відмінності між величинами простої зорово-моторної реакції (ПЗМР) та реакції вибору одного з трьох подразників (РВ1-3) у основній та контрольній групах. Достовірні відмінності одержано тільки між часовими характеристиками реакції вибору двох з трьох подразників (РВ2-3). У юнаків і дівчат основної групи тривалість РВ2-3 виявилась коротшою (р<0,05 - 0,001), ніж у їхніх ровесників контрольних груп (табл. 1). Виявлені закономірності, очевидно, можна пояснити впливом тривалих аферентних імпульсів, які надходять у нервову систему в процесі тривалих тренувань, що, в свою чергу, пред’являє підвищені вимоги до збудливого та гальмівного процесів. Більш високі показники нейродинамічних функцій у спортсменів можуть бути результатом підвищення витривалості основних нервових процесів до навантажень [Макаренко М.В., Лизогуб В.С., 1990-1997; Харченко Д.М., 1998].

Таблиця 1

Показник |

Етапи дослідження

І (18 років) | ІІ (19 років) | ІІІ (20 років)

Група

основна | контроль | основна | контроль | основна | контроль

Юнаки

ФРНП, подр/хв | 113,3

±2,9# | 101,3

±3,0**# | 117,7

±3,0 | 106

±3,1** | 122,7

±3,2 | 110,3

±2,8**

СНП, % | 8,3

±0,6### | 13,5

±0,9***### | 6,9

±0,7## | 11,5

±0,9***# | 4,2

±0,5 | 8,7

±0,8***

РВ 2-3, мс424,6

±5,1###443,9

±5,3*### | 402

±4,8##*424,8

±5,2***382,3

±4,7 | 410,6

±4,9***

Дівчата

ФРНП, подр/хв | 106,3

±3,6#94

±3,2*# | 114,3

±2,9 | 99,3

±3,3**118

±3,0 | 104

±2,9**

СНП, %9,3

±0,7### | 14,3

±0,9***## | 7,6

±0,5## | 13,2

±0,9***# | 6,4

±0,4 | 10,3

±0,9***

РВ 2-3, мс493,7

±13,8#541,6

±8,7**# | 474,3

±12,9524,3

±7,8**453,1

±12,1 | 515,9

±7,4***

Різниця між статистичними показниками нейродинамічних функцій організму юнаків (n=30/30) та дівчат (n=30/30) основної та контрольної груп

Примітка. Достовірність різниці між показниками обстежуваних груп: * - (р<0,05), ** - (р<0,01), *** - (р<0,001); між показниками обстежуваних віком 18, 19 років та обстежуваними віком 20 років – # (р<0,05), ##-(р<0,01), ### (р<0,001); між показниками обстежуваних віком 19 та 18 років – * (р<0,05), ** (р<0,01).

Між параметрами нейродинамічних функцій організму обстежених юнаків і дівчат виявлені відмінності залежно від вікової динаміки. Так, ФРНП у юнаків основної і контрольної груп достовірно зростала з 113,3±2,9 подр/хв та 101,3±3,0 подр/хв у 18 років до 122,7±3,2 подр/хв та 110,3±2,9 подр/хв у 20 років (р<0,05). Величини ФРНП у дівчат основної та контрольної групи зростали з 106,3±3,6 подр/хв та 94±3,2 подр/хв у 18 років до 118,0±3,0 подр/хв та 104±2,9 подр/хв у 20 років (р<0,05). Одержані дані свідчать про підвищення СНП та скорочення тривалості РВ2-3 в юнаків і дівчат основної та контрольної груп у процесі вікової динаміки (табл. 1). Результати наших досліджень узгоджуються з положенням ряду авторів [Богуцька Т.І., 1998; Давидова О.М., 1997; Іванюра І.О., 2000; Лизогуб В.С., 2001; Мацейко І.І., 2003] про продовження формування нейродинамічних функцій організму до 20-25 років.

Проведене дослідження психічних функцій організму юнаків і дівчат показало, що під впливом тривалих фізичних навантажень покращуються такі параметри, як переключення уваги, загальна кількість переробленої інформації та швидкість переробки інформації. У юнаків і дівчат основної групи, порівняно з контролем, величини зазначених показників виявилися достовірно вищими. У процесі вікової динаміки показник ППУ у юнаків і дівчат основної групи вірогідно (р<0,01) підвищувався з 7,2±0,3 балів та 7,4±0,3 балів у 18-річних до 8,4±0,3 балів та 8,5±0,2 у 20-річних. Середні значення ЗКПІ та ШПІ у юнаків основної групи вірогідно (р<0,05) підвищувалися з 136,8±3,21 біт і 1,56±0,07 біт/с у 18-річних до 150,4±4,1 біт і 1,79±0,08 біт/с у 20-річних. У дівчат основної групи величини ЗКПІ та ШПІ підвищувалися з 135,0±3,8 біт та 1,39±0,04 біт/с у 18-річних до 150,1±4,6 біт та 1,62±0,06 біт/с у 20-річних (р<0,05-0,01). Параметри об’єму та продуктивності короткочасної зорової та слухової пам’яті на різні види матеріалу виявилися вищими у контролі, ніж у основних групах. Очевидно, виявлені відмінності між параметрами мнемічних функцій можна пояснити більшими розумовими тренуваннями під час навчальних навантажень у юнаків і дівчат контрольної групи.

2.2 Сенсомоторні та психічні функції організму в юнаків і дівчат з різним рівнем розвитку властивостей основних нервових процесів. Всі обстежені юнаки (n=180) та дівчата (n=180) основної групи за допомогою сигмальних відхилень були розподілені нами на три групи: з високим, середнім та низьким рівнем розвитку ФРНП та СНП. Оскільки ФРНП та СНП знаходяться у тісному кореляційному зв’язку, у більшості випадків ми користувалися аналізом груп обстежуваних саме з різним рівнем ФРНП. Серед обстежуваних найбільша кількість осіб (53,9% юнаків, 53,3% дівчат) володіють середнім рівнем розвитку ФРНП. У меншій кількості осіб (31% юнаків, 29,4% дівчат) виявлено високий рівень розвитку ФРНП. У найменшій кількості обстежуваних (15% юнаків, 17,2% дівчат) визначено низький рівень розвитку цієї властивості. За допомогою проведених досліджень виявлено зв’язки індивідуально-типологічних властивостей ВНД з сенсомоторними та психічними функціями організму юнаків і дівчат. Якщо між часовими характеристиками ПЗМР у осіб з різним рівнем розвитку ФРНП не виявлено достовірних відмінностей, то зіставлення тривалості РВ1-3 та РВ2-3 показало, що латентні періоди цих реакцій виявилися коротшими в осіб з високим рівнем ФРНП, ніж у осіб з низьким рівнем. Між величинами показників переключення уваги (ППУ), загальної кількості переробленої інформації (ЗКПІ) та швидкості переробленої інформації (ШПІ) в осіб з різним рівнем розвитку ФРНП виявлені достовірні відмінності: в юнаків і дівчат з високим рівнем розвитку ФРНП середні значення ППУ, ЗКПІ та ШПІ вірогідно перевищують відповідні величини в осіб з низьким та середнім рівнем.

Об’єм слухової пам’яті на слова в юнаків і дівчат з високим рівнем розвитку ФРНП виявився вірогідно (р<0,05-0,01) більшим, ніж у осіб з середнім та низьким рівнем. Зіставлення одержаних показників об’єму слухової пам’яті на числа дає можливість стверджувати, що в юнаків і дівчат з низьким рівнем ФРНП вони вірогідно нижчі (р<0,01), ніж у осіб з високим рівнем. Продуктивність короткочасної слухової пам’яті на слова та числа була вірогідно (р<0,01 - р<0,001) більшою в осіб з високим рівнем ФРНП, ніж в осіб, які мають середній та низький рівнем (рис. 3).

Рис. 3. Об’єм (І) та продуктивність (ІІ) короткочасної слухової пам’яті юнаків (на слова - та числа - ) і дівчат (на слова - та числа - ) у осіб з різним рівнем розвитку ФРНП; достовірність різниці між показниками осіб з середнім (С) і низьким (Н) рівнем ФРНП та показниками осіб з високим (В) рівнем: * - р<0,05, ** - р<0,01, *** - р<0,001.

Результати проведеного кореляційного аналізу підтверджують одержані відмінності між статистичними показниками об’єму та продуктивності слухової пам’яті в обстежуваних з різним рівнем розвитку ФРНП. Вірогідна кореляція виявлена між ФРНП і об’ємом слухової пам’яті на слова (r =0,37 у юнаків, r =0,34 у дівчат) та числа (r =0,28 у юнаків, r =0,24 у дівчат), продуктивністю слухової пам’яті на слова (r =0,44 у юнаків, r =0,4 у дівчат) та числа (r =0,31 у юнаків, r =0,22 у дівчат).

Зіставлення одержаних показників об’єму слухової пам’яті на числа також підтверджує, що в юнаків і дівчат з низьким рівнем ФРНП вони вірогідно нижчі (р<0,01), ніж у осіб з високим рівнем. Продуктивність короткочасної слухової пам’яті на слова та числа була вірогідно (р<0,01 - р<0,001) більшою в осіб з високим рівнем ФРНП, ніж в осіб, які володіють середнім та низьким рівнем (рис. 3).

Виявлено достовірні відмінності між показниками зорової та слухової пам’яті на слова і числа в юнаків і дівчат з різною градацією ФРНП. Так, статистичний аналіз параметрів короткочасної зорової пам’яті показав, що в обстежуваних юнаків і дівчат з високим рівнем розвитку ФРНП об’єм короткочасної зорової пам’яті на слова (81,7±2,2% і 90,9±2,5%) виявився вірогідно (р<0,01 - 0,001) вищим, ніж в осіб з низьким (68,7±2,9% і 74,8±3,7%) та середнім рівнем (74,1±1,2% і 81,4±1,5%). Об’єм короткочасної зорової пам’яті на числа в юнаків і дівчат з високим рівнем ФРНП (63,2±2,4% і 67,4±2,7%) достовірно (р<0,01) перевищує аналогічні величини в осіб з низьким рівнем (51,3±2,7% і 54,2±3,0%). У юнаків з високим рівнем ФРНП об’єм короткочасної зорової пам’яті на числа виявився вищим, ніж у юнаків з середнім рівнем (56,5±1,4%, р<0,05). Виявлено вірогідну (р<0,01 - 0,001) кореляцію між ФРНП та об’ємом короткочасної зорової пам’яті на слова (r=0,39 в групі юнаків, r=0,32 в групі дівчат) та об’ємом зорової пам’яті на числа (r=0,28 в групі юнаків, r=0,25 в групі дівчат).

Отже, індивідуальні відмінності показників об’єму та продуктивності короткочасної пам’яті визначаються як видом запропонованого матеріалу, так і типологічними особливостями вищої нервової діяльності обстежених.

3. Зв’язок індивідуально-типологічних властивостей вищої нервової діяльності організму з характером пристосувальних реакцій серцевого ритму. Відомо, що компенсаторні реакції в організмі відбуваються як за участю клітинних, органних та системних реакцій, так і за участю психічних функцій, у тому числі й індивідуально-типологічних властивостей ВНД [Лизогуб В.С., 2001]. У наших дослідженнях між параметрами ВСР, які були одержані у стані відносного фізіологічного спокою в осіб з різним рівнем ФРНП, не виявлено достовірних відмінностей. У той же час, виявлено відмінності між показниками ВСР у юнаків і дівчат з різним рівнем ФРНП після виконання велоергометричних навантажень зростаючої потужності. На першому ступені велоергометрії нами застосовувалося навантаження потужністю 50 Вт для юнаків та 25 Вт для дівчат. Після навантаження потужністю 50 Вт показник Мо в юнаків з високим рівнем ФРНП (0,84±0,03с) виявився достовірно (р<0,05-0,001) більшим, ніж у осіб з середнім (0,74±0,03с) та