МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

ДНІПРОПЕТРОВСЬКА ДЕРЖАВНА МЕДИЧНА АКАДЕМІЯ

РОМАНЧУК ОЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ

УДК 613.71/.73:796-612.1/.2.015.3

СанотипУВАННЯ: об’ЄКТИВНА Експертиза функцІОНАЛьНОЇ достатностІ органІзмУ в уМОВАХ спортивного УДОСКОНАЛЕННЯ

14.01.24 – лікувальна фізкультура та спортивна медицина

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

Дніпропетровськ - 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Українському НДІ медичної реабілітації та курортології МОЗ України

Науковий консультант:

Доктор медичних наук, професор Паненко Анатолій Васильович, Одеський державний медичний університет МОЗ України, професор кафедри сімейної медицини

Офіційні опоненти:

- доктор медичних наук, професор Шаповалова Валентина Андріївна, Національний медичний університет ім.О.О.Богомольця (м. Київ) МОЗ України, завідувач кафедри спортивної медицини і лікувальної фізкультури;

- доктор медичних наук, професор Горлов Олександр Олександрович, Кримський державний медичний університет ім. С.І. Георгієвського (м. Сімферополь) МОЗ України, завідувач кафедри лікувальної фізкультури та спортивної медицини з курсом фізіотерапії;

- доктор медичних наук, професор Бойчук Тетяна В'ячеславівна, Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника (м. Івано-Франківськ) МОіН України, завідувач кафедри фізичної реабілітації.

Захист відбудеться “16” листопада 2007 року о 1300 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.601.01 при Дніпропетровській державній медичній академії МОЗ України, м. Дніпропетровськ, площа Жовтнева, 4

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Дніпропетровської державної медичної академії за адресою: 49044, м. Дніпропетровськ, вул. Дзержинського, 9

Автореферат розісланий “14” вересня 2007 року

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

доктор медичних наук, професор Ю.Ю. Кобеляцький

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У сучасних умовах підготовка спортсменів високої кваліфікації спрямована на підвищення спортивної майстерності конкретного спортсмена (Аікін В.О., 2001; Кіпор Г.В., 2002), що значною мірою залежить від збалансованої взаємодії безлічі функціональних систем організму, які визначають характер його адаптаційних можливостей (Агаджанян М.О. та співавт., 2006; Анохін П.К., 1975; Волков В.Н., 2002). При цьому адаптаційні характеристики містять, зв'язано функціонуючі системи гемодинаміки, метаболізму, імунно- і гемопоезу (Меєрсон Ф.З., 1986; Судаков К.В., 2001; Паненко А.В., 2004), загальні профілі яких повинні за більшістю параметрів знаходитись у межах статистичних флуктуацій, що відповідають аналогічному статевому і віковому діапазону осіб, які цілеспрямовано не займаються певним видом спортивної діяльності. Іншими словами, оптимальною методикою підготовки спортсменів вищої кваліфікації є та, яка дозволяє досягати інтенсивного зростання спортивної майстерності при найбільшій збалансованості окремих показників і інтегрального рівня функціональних систем, що визначають адаптаційні резерви організму спортсмена (Гічев Ю.П., 1990; Бєлоцерковський З.Б., 2005) і які повною мірою відповідають критеріям популяції осіб практично здорової групи населення того ж віку і статі (Глазачєв О.С., 2000). Проте межі коливань показників гомеостазу спортсменів набагато ширші, ніж у осіб, що не займаються спортом, причому достатньо часто різні показники перевищують граничні популяції і можуть трактуватися як передпатологічні і патологічні (Баєвський Р.М., 1979; Земцовський Е.В., 1995).

Концепція саногенезу, як механізму видужання, сформульована в кінці 60-х років вітчизняними вченими (Павленко, С.М., 1968; Давидовський І.В., 1962) і набула нового розвитку наприкінці 80-х (Апанасенко Г.Л., 1985; Лисицин Ю.П., 1985; Щедріна А.Г., 1989). Вона передбачає єдність процесів формування певного патологічного стану і процесів боротьби з ним на рівні взаємодії якісно протилежних антагоністичних процесів (Крижановський Г.М., 2004). Саногенез здійснюється на всіх рівнях складного організму, починаючи з клітини і закінчуючи системними відносинами. У своїй сукупності і взаємодії всі механізми саногенезу складають загальну саногенетичну систему організму, результатом діяльності якої є досягнення найбільш збалансованого стану - стану здоров'я (Безматерних Л.В., 1998; Хомич М.М., 2005; Щедріна А.Г., 1989). Встановлення саногенетичних особливостей організму має беззаперечне значення для наступного прогнозування розвитку людини, формування окремих систем і органів, професійної орієнтації, перебігу адаптаційних реакцій, розвитку патологічних станів тощо (Аршавський І.А., 1982; Носкін Л.О., 2003; Казначєєв В.П., 1980; Сонькін В.Д., 1995).

Не менш актуальною дана проблема є у спорті. Спорт потребує від організму максимальної мобілізації функціональних резервів (інколи на межі формування патології), без чого досягнення найвищого спортивного результату неможливе (Шаповалова В.А., 2004; Іорданська Ф.А., 1999). Як правило, це питання повинне вирішуватися на етапі спортивного добору, коли на підставі клініко-фізіологічних показників і результатів тестування фізичної підготовленості визначаються можливі педагогічні шляхи удосконалення тих або інших фізичних якостей з метою їх якнайкращого розвитку у конкретної особи, що повинно у подальшому сприяти досягненню найкращих спортивних результатів (Волков Л.В., 1997; Морозов А.А., 2001; Попков В.Н., 2001).

Результати молекулярно-генетичних і психогенетичних досліджень останніх років переконливо доводять наявність генетичної детермінації енергетичних процесів організму людини, пов'язаних також із забезпеченням адаптації до рухової діяльності. Наприклад, до таких інформативних методів молекулярно-генетичного аналізу відносять тест на визначення генотипів ангіотензин-конвертуючого ферменту, зв'язок яких із енергетичним балансом організму показаний у цілій низці досліджень (Рогозкін В.А., 2005; Alvarez R., 2000; Wolfarth, 2005).

В таких умовах особливе значення набувають методи полісистемного дослідження, які на рівні фенотипу визначають функціональні стани основних саногенетичних систем (Дмитрієва Н.В., 2000; Кучма В.Р., 2003; Емануель В.Л., 2000). До таких, в першу чергу, слід віднести стан конституції, який на рівні відображення антропоморфометричних показників дозволяє охарактеризувати спадково детерміновані особливості будови організму; кардіореспіраторну систему, яка забезпечує адекватне функціонування тканин і органів; вегетативну систему, яка визначає рівень регуляції всіх функцій; систему метаболізму, яка на рівні детекції певних метаболітів відображає участь органів і тканин в обміні речовин тощо. При цьому головним параметром, що свідчить про рівень функціонального забезпечення організму, є сумарний рівень функціонального забезпечення окремих систем (Баєвський Р.М., 1997; Генкін А.А., 1995). Найбільш адекватними методами у даному випадку є методи експресного одночасного полісистемного дослідження - спіроартеріокардіоритмографія (САКР), комп'ютеризоване вимірювання рухів (КВР) і лазерна кореляційна спектроскопія (ЛКС).

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Виходячи із теми дисертаційної роботи, яка виконувалась згідно планів наукових програм Одеського державного медичного університету у 1999 - 2000 роках “Дослідження валеологічного статусу організму дитячого та юнацького контингентів Одеського регіону”, № держреєстрації 0198U007835 та НДІ медичної реабілітації, фізіотерапії та курортології МОЗ України у 2002-2005 роках “Розробка програми профілактики та відновлювального лікування сполученої патології різних органів та систем, що обумовлена синдромом дезадаптації, з використанням преформованих та фізичних чинників, а також адаптогенів природного походження”, № держреєстрації 0103U000327 нами поставлені наступні мета і задачі:

Мета роботи:

Розробка комплексної поліфункціональної оцінки стану спортсменів з побудовою моделей індивідуального санотипу та визначенням систем, що лімітують та компенсують рівень функціональної достатності організму в умовах спортивного удосконалення.

Задачі роботи.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні задачі:

1. Провести обстеження практично здорового контингенту для встановлення критеріїв функціональної достатності кардіореспіраторної, сенсомоторної систем, а також системи гуморального гомеостазу в умовах індивідуального розвитку.

2. Провести обстеження висококваліфікованих спортсменів для встановлення критеріїв функціональної достатності кардіореспіраторної, сенсомоторної систем та системи гуморального гомеостазу в умовах спортивного удосконалення.

3. Вивчити міжсистемні взаємовідносини серцево-судинної і дихальної систем у висококваліфікованих спортсменів та встановити критерії їх функціональної поєднаності.

4. Вивчити особливості функціональної достатності організму спортсменів при різній спрямованості змін у гомеостазі за даними лазерної кореляційної спектроскопії.

5. Провести порівняльний аналіз рівнів функціональної достатності кардіореспіраторної системи спортсменів високої кваліфікації в динаміці річного тренувального циклу, спортсменів масових розрядів, спортсменів-інвалідів.

6. Розробити систему експертної оцінки санотипу за даними дослідження функціональної достатності окремих систем та організму в цілому та апробувати її у кваліфікованих спортсменів різних спеціалізацій.

7. Розробити інтегральну оцінку функціональної достатності кардіореспіраторної системи за даними вегетативного забезпечення.

8. Визначити санотипічні критерії функціональної достатності організму при поточних та оперативних обстеженнях в динаміці тренувального циклу

Об’єкт дослідження: індивідуальний санотип спортсменів високого класу, масових розрядів, спортсменів-інвалідів.

Предмет дослідження: патерни функціональної достатності організму за результатами багатопараметрового дослідження стану серцево-судинної, дихальної, сенсомоторної систем та гуморального гомеостазу осіб, що займаються спортом.

Методи дослідження: традиційні антропоморфометричні методи та методи функціональної діагностики: методика Карленко-Душаніна, спіроартеріокардіритмографія (САКР), комп’ютеризоване вимірювання рухів (КВР), лазерна кореляційна спектроскопія (ЛКС). Методи непараметричного статистичного аналізу.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в практиці функціональної діагностики організму спортсменів за допомогою одночасної спіроартеріокардіоритмографії проведена реєстрація поєднаних динамічних зрушень в дихальній, судинній системах і серці, яка дозволила визначити функціональний рівень їх злагодженості; вперше у практиці функціональних досліджень визначені динамічні залежності між дихальною і серцево-судинною системами у спортсменів високої кваліфікації; вперше для оцінки функціональної достатності серцевої, судинної, легеневої і психомоторної систем запропоновано алгоритм розрахунку, який дозволяє встановити параметрові значення індивідуальної норми, динамічна варіабельність якої відображає функціональний стан основних систем саногенезу; вперше з урахуванням запропонованого вирішення завдань дослідження скорельованості окремих функцій судинної, дихальної систем і серця (САКР), різних рівнів регуляції психомоторного акту і зрушень у гуморальному гомеостазі розроблено схему оцінки функціональної достатності організму спортсменів; вперше експериментально обґрунтована концепція санотипування, яка дозволяє прогнозувати функціональну стійкість організму в процесі фізіологічного розвитку, спортивного удосконалення і занять різними видами спорту; вперше розроблена концепція оцінки спрямованості зрушень у гомеостазі спортсменів за даними лазерної кореляційної спектроскопії.

Практичне значення одержаних результатів. Спіроартеріокардіоритмографічний комплекс за надійністю реєстрації основних параметрів не поступається сучасним західним аналогам, помітно переважає їх за ступенем адаптованості до масових експресних досліджень спортсменів і за рівнем інформативності в диференціації поєднаних процесів; встановлення санотипу з використанням запропонованого комплексу дозволяє в динаміці проводити адекватний до завдань спортивного удосконалення моніторинг рівня функціональної достатності; методика санотипування широко впроваджена в системи атестації організму учнів та студентів навчальних закладів різного профілю, в лікарсько-педагогічну роботу спортивних клубів, клубів майстрів, реабілітаційних закладів; використана методика санотипування показала високу інформативність в динаміці річного тренувального циклу у спортсменів високої кваліфікації, а також у спортсменів-інвалідів, що займаються спортивним удосконаленням; розроблений підхід до оцінки функціональної достатності організму дозволив проводити цілеспрямовані індивідуалізовані корекційні заходи, пов’язані з добором способів і методів медичної і фізичної реабілітації, а також спортивного удосконалення. Результати дослідження впроваджені у практику роботи Центра реабілітації дітей-інвалідів “Майбутнє” (м. Одеса) - акт від 20.12.2004 р., №2305, клінічного санаторію ім. В.П. Чкалова (м.Одеса) - акт від 12.09.2006 р., № 1432, обласного центру з фізичної культури і спорту інвалідів (м. Одеса) - акт від 17.05.2005 р., № 67/1, КЛБ “Ритм” (м. Жовті Води) - акт від 25.03.2005 р., СК “Надія” - акт від 15.01.2005 р, асоціації спортсменів, ветеранів, суддів Одеської області - акт від 20.01.2005 р., у навчальний процес Інституту фізичної культури та реабілітації ПДПУ ім. К.Д. Ушинського - акти від 23.02.2005 р., № 119, 02.03.2006 р., № 135, 19.04.2006, № 138.

Особистий внесок здобувача. Автор проаналізував актуальність та ступінь дослідженості проблеми, визначив мету, завдання та програму досліджень; обґрунтував складові поліфункціональної саногенетичної діагностики; розробив градації індивідуального санотипічного профілю спортсмена. Автор особисто провів усі експериментальні дослідження, їх аналіз, статистичну обробку отриманих результатів, сформулював висновки, розробив практичні рекомендації, впровадив їх у практику.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації опубліковані у 65 наукових працях. Окремі фрагменти доповідались на наступних наукових конгресах, симпозіумах і конференціях: IV, VІ і IX Міжнародних наукових конгресах „Олімпійський спорт і спорт для всіх: проблеми здоров’я, рекреації, спортивної медицини і реабілітації”, (м. Київ, 2000; м. Варшава, 2002; м. Київ, 2005), Міжнародній конференції „Молодь третього тисячоліття: гуманітарні проблеми і шляхи їх вирішення”, м. Одеса (2000), Всеукраїнському з’їзді спеціалістів спортивної медицини і ЛФК, м. Одеса (2002), Міжнародній науково-практичній конференції „Актуальні проблеми фізіотерапії, курортології і медичної реабілітації”, м. Одеса (2002), науково-практичній конференції “Проблеми реабілітації”, м. Одеса (2002-2006), II з’їзді Всеукраїнської асоціації фізіотерапевтів і курортологів, м. Одеса (2003), Міжнародній науково-практичній конференції “Біофізичні стандарти і інформаційні технології в медицині”, м. Одеса (2003), VII Міжнародній конференції “Современные технологии восстановительной медицины”, м. Сочі (2004), Міжнародній науково-практичній конференції „Теорія і практика навчання і виховання дітей з обмеженими можливостями: інноваційний підхід”, м. Полтава (2004), V науково-практичній конференції з міжнародною участю “Рання медична реабілітація: здобутки, проблеми, перспективи”, м. Ужгород (2004), Міжнародній науковій конференції „Проблеми і перспективи розвитку спортивних ігор і єдиноборств у вищих навчальних закладах”, м. Харків (2005, 2006), Всеукраїнській науково-практичній конференції „Науковий потенціал України”, м. Київ (2005), Міжнародній науковій конференції „Фізичне виховання і спорт у вищих навчальних закладах: інтеграція у європейський освітній простір”, м. Харків (2005), Міжнародній науково-практичній конференції „Улучшение, сохранение и реабилитация здоровья в контексте международного сотрудничества”, м. Брест (2005), Міжнародному Симпозіумі „Физическая культура и спорт в системе образования. Здоровьесберегающие технологии и формирование здоровья”, м. Гродно (2005), Міжнародній електронній конференції „Хронобиология и адаптация человека”, м. Москва (2005), Міжнародній науково-практичній конференції „Адаптаційні можливості дітей і молоді”, м. Одеса (2006), Міжнародній науково-практичній конференції „Актуальные вопросы реабилитологии и пути их решения”, м. Нижній Новгород (2006), ІІІ Національному конгресі фізіотерапевтів та курортологів „Медична реабілітація – сучасна система відновлення здоров’я”, м. Ялта (2006).

Публікації. Основні положення дисертації викладені: у 2 монографіях та 39 статтях, з них 20 - у виданнях, рекомендованих ВАК України, 7 - рекомендованих ВАК Росії, 2 - рекомендованих ВАК Білорусі. Підготовлені 2 методичних рекомендацій МОЗ України, 6 патентів на винаходи і корисні моделі.

Положення і результати дисертації, що виносяться на захист

1. Програмно-апаратний комплекс САКР, КВР і ЛКС адаптований до лікарсько-педагогічних завдань оперативного, поточного і етапного контролю спортсменів.

2. Алгоритми аналізу багатопараметрових вимірювань функціональної достатності організму спортсменів.

3. Інформативність полісистемного моніторингу в завданнях оперативного, поточного і етапного контролю спортсменів.

4. Інформативність полісистемного моніторингу в вирішенні завдань тестування функціональних резервів організму спортсменів різних спеціалізацій.

5. Інформативність полісистемного моніторингу для раннього виявлення і попередження патологічних змін в організмі спортсменів.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація викладена на 280 сторінках машинописного тексту і складається із вступу, огляду літератури, власних досліджень з результатами їх обговорення, висновків, практичних рекомендацій, додатків. Список літератури включає 606 джерел, з них 234 іноземних. Ілюстративний матеріал представлений в 34 таблицях і 151 рисунку.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження. Для виконання поставлених завдань обстежена 3821 особа, з них 1264 жінок у віці від 5 до 81 року та 2557 чоловік у віці від 5 до 76 років. Обстежено та проаналізовано результати дослідження 264 спортсменів чоловічої статі у віці від 16 до 45 років. З них 175 спортсменів масових розрядів (від 2 розряду до кмс) зі стажем занять спортом від 2 до 5 років, 65 спортсменів високої кваліфікації (від мс до змс) зі стажем занять від 8 до 21 року та 24 спортсмена-інваліда, що мають стаж занять від 2 до 5 років та займаються баскетболом на візках.

Для встановлення критеріїв оцінки за віком нами були обстежені 3557 осіб, з них 648 хлопчиків і 605 дівчаток у віці від 5 до 14 років, 1172 чоловіки і 1132 жінки у віці від 15 до 81 року. Обстеження дітей проводилося в середніх учбових закладах м. Одеси, дорослих - на підприємствах, у вищих учбових закладах, санаторіях міст Південне і Одеса.

Спортсменів масових розрядів обстежували в групах спортивного вдосконалення Південноукраїнського державного педагогічного університету ім. К.Д. Ушинського, Одеського державного медичного університету, Національного університету ім. І.І. Мечнікова (м. Одеса), архітектурної академії (м. Одеса).

Спортсмени високого класу були обстежені з числа членів команди майстрів ФК "Чорноморець" (м. Одеса) - в динаміці річного тренувального циклу (всього 35 осіб), ФК "Реал" (м. Одеса) - 15 осіб, а також учасників міжнародних змагань бігунів-надмарафонців під час проведення забігів змагань.

Спортсменів-інвалідів обстежували під час проведення Кубка Одеси з баскетболу серед інвалідів на візках, а також в динаміці річного тренувального циклу в центрі реабілітації дітей-інвалідів "Майбутнє" (м. Одеса).

Всі вимірювання показників серцевого ритму (СР), артеріального тиску (АТ) та дихання тривалістю 2 хв. проводилися в положенні сидячи в стані відносного фізичного і психічного спокою за допомогою приладу “САКР”, дослідження сенсомоторної функції проводилося в положені сидячи за допомогою приладу “КВР”, тривалість дослідження складала 8 хвилин. Дослідження гуморального гомеостазу проводилося натще зранку в стані відносного фізичного спокою шляхом забору крові із нігтьової фаланги для дослідження із застосуванням ЛКС. Всього проведено 8179 досліджень (табл. 1).

Для встановлення особливостей санотипу із використанням САКР, КВР та ЛКС були проаналізовані результати обстеження 136 кваліфікованих спортсменів, що займаються легкою атлетикою, ігровими видами спорту (футболом і волейболом), боксом, кікбоксингом, важкою атлетикою, плаванням.

Таблиця 1

Структура та кількість проведених досліджень

Для дослідження санотипу застосовані прилади, які дозволяють одночасно в експресному режимі реєструвати динамічний характер взаємодій основних регуляторних систем організму (серцево-судинної, дихальної, психомоторної і метаболізму). Певні вимоги предявляються до програмних засобів, які мають:

- отримувати в автоматичному режимі необхідні для фізіологічної інтерпретації параметри електричної активності серця, СР, АТ, дихання, психомоторної діяльності на основі аналізу патернів, спектральних характеристик, перехідних процесів, кінематограм тощо;

- архівувати дані досліджень для отримання стате- і вікозалежних статистичних закономірностей;

- ранжирувати параметри фізіологічних процесів з урахуванням статевих і вікових розподілів у популяції;

- алгоритмізувати математико-біологічну оцінку показників, що враховує внутрішньо- і міжсистемний характер взаємодій функціональних систем організму (за ранжиром).

Нами застосовувався комплекс приладів, який відповідає перерахованим вище вимогам:

1. Прилад “Спіроартеріокардіоритмограф” – призначений для безперервного неінвазивного вимірювання АТ, реєстрації потоків вдихуваного та видихуваного повітря за допомогою високочутливого ультразвукового датчика і запису електрокардіограми (ЕКГ).

2. Прилад “Комп’ютеризований вимірювач рухів” – розроблений для оцінки психомоторного розвитку людини.

3. Прилад „Лазерний кореляційний спектрометр” – дозволяє експресно визначати спрямованість і вираженість зрушень в біологічних рідинах.

При дослідженні висококваліфікованих спортсменів використовувалася також методика D&K, яка дозволяє встановлювати особливості енергозабезпечення організму.

Для досягнення поставленої мети на першому етапі досліджень необхідно було розробити критерії функціональної достатності окремих систем організму.

Критерії функціональної достатності кардіореспіраторної, сенсомоторної систем, системи гуморального гомеостазу практично здорового контингенту і спортсменів

Концепція оцінки функціональної достатності організму передбачає розгляд розузгодження регуляторних функцій окремих систем, параметри яких будуть співставні тільки в тому випадку, якщо будуть представлені в універсальних одиницях відхилення. Згідно запропонованої методики, основу для отримання бальних оцінок в єдиній шкалі складають вікові центильні розподіли параметрів. Оскільки в літературі вікові статистичні розподіли показників СР не були представлені з необхідною точністю, а за варіабельністю АТ, патерну дихання, варіабельності дихання, системної гемодинаміки та сенсомоторної функції – уривчасто, було необхідно їх отримати на основі власних вимірювань.

Для вирішення цього завдання був проведений аналіз результатів обстежень практично здорових осіб різного віку, а також осіб, що займаються фізичною культурою і спортом , який виконувався в період з 1998 по 2005 рік. Всього для аналізу були відібрані результати обстежень 3557 чоловік, що не мають підтвердженої кардіологічної, пульмонологічної, неврологічної або іншої хронічної патології.

Були встановлені вікові та статеві центильні розподіли показників кардіоінтервалограми, варіабельності СР, підтримки АТ, варіабельності АТ, варіабельності дихання, патерну дихання, системної гемодинаміки (за даними САКР), сенсомоторної фукнції (за даними КВР), метаболізму (за даними ЛКС). За віковими та статевими розподілами нами були означені вікові діапазони, в яких відбуваються найбільш суттєві перебудови у вказаних функціях, а саме віковий діапазон 18-50 років та старше 50 років. Окремо нами були опрацьовані критерії оцінки для висококваліфікованих спортсменів.

Таблиця 2

Відмінності медіанних меж параметрів кардіореспіраторної та сенсомоторної систем у спортсменів та практично здорових осіб

При визначенні критеріїв функціональної достатності спортсменів встановлені особливості розподілів показників кардіореспіраторної та сенсомоторної систем, найбільш суттєві з яких в межах медіанного коридору представлені у таблиці 2. Отримані відмінності у розподілах показників свідчать про характерні для спортсменів фізіологічні зміни, які виникають у динаміці пристосування до фізичних навантажень.

Для характеристики фізіологічних механізмів, що виникають у організмі висококваліфікованих спортсменів, слід було визначити особливості взаємовідносин у кардіореспіраторній системі, які часто поєднують з частотою та глибиною дихання.

Взаємовідносини серцево-судинної і дихальної систем у висококваліфікованих спортсменів

Для дослідження кардіореспіраторних взаємин нами були проаналізовані майже 700 записів САКР висококваліфікованих спортсменів в різні періоди річного тренувального циклу. Всі дослідження проводились зранку після сну натще в положенні сидячи.

Проаналізовані взаємовідносини, які виникають між серцево-судиною системою і системою дихання при спонтанному нерегульованому диханні, дозволили установити тісні взаємозв’язки між окремими параметрами спонтанного дихання і серцево-судинної діяльності.

При аналізі взаємозв’язків параметрів варіабельності і патерну зовнішнього дихання встановлено, що параметр варіабельності дихання ТРдих має лінійну залежність від ЛВ, яка виражається рівнянням ТРдих = 0,0042хЛВ2 + 1,9448xЛВ+ + 7,1051(R2= 0,9857), тобто у спортсменів потужність дихання забезпечується обсягом хвилинної ЛВ і характеризує дану функцію, що в цілому підтверджується залежністю між ТРдих і ДО, яка виражається рівнянням ТРдих = 2,2718хДО+ +7,0152 (R2= 0,9518).

Звідси слідує, що показник ТРдих спонтанного дихання напряму пов’язаний із об’ємними характеристиками і може свідчити у спортсменів про резерви функції зовнішнього дихання. З даних позицій доцільно було б розглянути співвідношення потужностей у низькочастотному і високочастотному діапазонах дихання. Аналіз залежності даного показника від ДО показав досить тісний поліноміальний зв’язок, який виражається рівнянням LF/HFдих = 0,0281хДО2 - 0,2188хДО + +0,5029 (R2= 0,9775), що може свідчити про можливості управління вегетативним станом організму з урахуванням глибини дихання (або величини ДО). Отримані дані свідчать, що при ДО (мл) до 600 мл включно ці регулюючі впливи незначні, а при його подальшому збільшенні відбувається майже лінійно залежне збільшення відношення LF/HFдих, що в цілому і визначає активність симпатичного контуру ВНС, який модулюючи впливає на параметри вегетативного забезпечення СР і АТ. Ми очікували таку ж тісну залежність між ЧД і LFдих/HFдих, однак вона була ступеневою та виражалася рівнянням LFдих/HFдих = =4,5006х ЧД1,626(R2= 0,8691), що свідчить про зниження вегетативного управління диханням при його частішанні.

При різній ЧД у спортсменів існують тісні зв’язки з часовими і швидкісними параметрами вдиху і видиху. На ділянці 8-10 дих/хв. відзначається дискоординація швидкісних характеристик вдиху і видиху, яка характеризується різноспрямованою залежністю цих параметрів від ЧД. При ЧД більшій за 10 дих/хв. ці залежності практично лінійно спрямовані у бік збільшення, тобто при збільшені ЧД спостерігається одночасне збільшення швидкості вдиху і видиху, що в цілому фізіологічно повністю обґрунтовано. Параметри ДО/вид залежать від ЧД майже лінійно на всій ділянці вивченого діапазону дихання (ДО/Твид = 0,0097хЧД + 0,1627 (R2= 0,9327)), а параметри ДО/вд - поліноміально, що свідчить про більш значний вплив на швидкісні параметри вдиху інших факторів (форми і будов грудної клітки, розвитку основної і допоміжної дихальної мускулатури тощо). Участь цих факторів підтверджується зміною відношення тривалості вдиху і видиху з частішанням дихання, які мають хоча і поліноміальну залежність, однак максимум наближену до лінійної, що виражається рівнянням Твд/Твид = = -0,0008хЧД2 + 0,0257хЧД + 0,5083 (R2= 0,944). З одного боку це свідчить про збільшення часу вдиху при зменшенні ДО/вд, з іншого боку про зменшення часу видиху при збереженні тенденції до підвищення ДО/вид, що може характеризувати стан дихальної мускулатури, яка при підвищенні ЧД швидше стомлюється. В першу чергу це стосується м’язів вдиху.

При аналізі взаємозв’язків параметрів варіабельності СР і патерну зовнішнього дихания встановлено, що ЧСС у спортсменів високої кваліфікації при змінах ЧД суттєво не змінюється, однак існує певна закономірність, яка свідчить про зменшення ЧСС при частішанні ЧД.

ТРСР на ділянці від 8 до 14 дих/хв. має прямий зворотно пропорційний зв’язок із ЧД (рис. 1а), яке при подальшому збільшенні практично на варіабельність СР не впливає. Нагадаємо, що вегетативне забезпечення спонтанного дихання змінюється при ДО рівному 600 мл, який частіш за все визначається при ЧД 14 дих/хв., а тут прослідковується певна залежність, яка свідчить про включення барорефлекторних механізмів управління СР при вказаному ДО.

а б

Рис. 1. Залежність ТРСР (а) і LFСР (б) (по вертикальній вісі) від ЧД (по горизонтальній вісі).

Залежність параметрів варіабельності СР, а саме VLF, LF та HF компонент від ЧД неоднакова. Відомий факт, пов’язаний з активацією симпатичної регуляції СР при низькій ЧД, підтверджується односпрямованим збільшенням LF-компоненти (рис.1б); HF і VLF-компоненти регуляції СР зі зміною ЧД ведуть себе по-різному.

Показано, що збільшення ДО характеризується збільшенням ТР, що погоджується з даними, отриманими при рідшій ЧД. Однак, в діапазоні ДО від 300 до 800 мл існує провал із максимумом при ДО 600 мл, який може бути пов’язаний зі зміною модулюючих впливів на дихальний центр. Інші складові варіабельності СР чітких залежностей не мають, за виключенням LF/HF, який прямо пропорційно збільшується при збільшенні ДО більше 600 мл.

При ДО від 100 до 300 мл основний внесок у вегетативне забезпечення СР має парасимпатична гілка ВНС, а при ДО більшому за 700 мл - симпатична. При ДО від 300 до 700 мл внесок симпатичної і парасимпатичної складових вегетативного забезпечення СР нерівномірний та забезпечує ейтонію. При низькому ДО це відношення визначається низькими внесками як LF, так і HF. Внесок VLF в ТРСР при різних ДО в цілому рівномірний, однак найбільш суттєвий при ДО більшому за 700 мл.

Проаналізовані зміни СТ і ДТ в залежності від ЧД. З одного боку, отримані залежності не вірогідні із-за маленького діапазону варіацій від 114 до 122 мм рт. ст. для СТ і від 74 до 80 мм рт. ст. для ДТ, що при звичайній реєстрації складає діапазон похибки виміру. З іншого боку хвилеподібні криві, особливо для ДТ у всьому діапазоні ЧД свідчать про стабільність підтримки АТ у спортсменів.

Інформативними є зміни ТРСТ і окремих складових варіабельності СТ. За параметрами ТРСТ відзначається пік при ЧД 9-10 на хв., при збільшенні якої реєструється поліноміальна залежність, максимально наближена до ступеневої, аж до ЧД 23 на хв. (рис. 2а). При більш високій ЧД відзначається різке підвищення ТРСТ, що можливо пояснити нестабільністю барорефлекторних і екстракардіальних факторів регуляції гемодинаміки при збільшенні ЧД, що, до речі, може свідчити про можливі гемодинамічні проблеми при виконанні фізичного навантаження. Зміни інших характеристик найбільш суттєві для індексу LF/HFСТ (рис. 2б), який має поліноміальну залежність від ЧД.

а б

Рис. 2. Залежність ТРСТ (а) і LF/HFСТ (б) (по вертикальній вісі) від ЧД (по горизонтальній вісі).

При ЧД більшій від 23 на хв. в стані спокою відзначається односпрямоване збільшення всіх складових варіабельності СТ.

Всі параметри варіабельності ДТ змінюються однаково у всьому вивченому діапазоні ЧД. Інформативним є показник LF/HFДТ, який мало змінюється у всьому діапазоні ЧД, що свідчить про стійкий судинний тонус, який мало піддається впливу барорефлекторних і механічних факторів регуляції гемодинаміки.

Серед показників варіабельності АТ з урахуванням ДО, найбільш стабільні значення ТРСТ відзначаються при ДО від 400 до 700 мл при одних значеннях і при ДО від 800 до 1000 мл при інших значеннях. Практично такі ж дані отримані для VLFСТ і LFСТ складових.

Суттєво змінюється відношення LF/HFДТ, яке має кілька діапазонів практично лінійної залежності від ДО: на ділянці від 100 до 300 мл і на ділянці від 700 до 1000 мл – прямопропорційну, а на ділянці від 300 до 700 мл – зворотнопропорційну. Щодо барорефлексу, то його суттєві коливання відзначені при зниженні ДО та при порідшанні ЧД, при чому ці зміни різноспрямовані. У першому випадку артеріальний барорефлекс знижений, у другому – підвищений.

Резюмуючи вищевикладене можна стверджувати, що одночасна САКР дозволяє впровадити у практику функціональних експертиз принципово нові, прямо вимірювані критерії достатності тісно пов’язаних систем, недоступні для індикації іншими існуючими підходами. Нами також були проаналізовані основні параметри системної гемодинаміки та енергозабезпечення організму (за Душаніним) з урахуванням ДО і ЧД. В цілому необхідно відзначити наступне:

1. ЧД і глибина дихання суттєво впливають на варіабельність СР, СТ, ДТ, гемодинаміку, а також особливості енергообміну в організмі спортсменів.

2. Порідшання ЧД в стані спокою супроводжується: зниженням потужності варіабельності дихання, збільшенням LF/HFдих, зменшенням Твд/Твид; підвищенням варіабельності СР, різким підвищенням LF і HF компонент СР і помірним зниженням VLF-компоненти СР, що характеризується різким підвищенням LF/HFСР та LF/HFСТ; зниженням КДО, КСО, УО, МОК, аеробної ємності крові; підвищенням ППОС, анаеробної і креатинфосфатної ємності.

3. ДО у більшості випадків впливає на показники варіабельності СР, СТ, ДТ, гемодинаміки і енергообміну в об’ємних діапазонах, пов’язаних з переважним типом дихання (нижнім, середнім, повним), а саме: до 300 мл, 300-600 мл і більше 600 мл.

4. Вказані об’ємні діапазони дихання передбачають різні механізми включення екстракардіальних і механічних факторів кровообігу, що безпосередньо впливає на показники кардіогемодинаміки, енергообміну і варіабельності функції кардіореспіраторної системи.

5. ДО при збільшенні до 300 мл характеризується: різким підвищенням ТРдих, ТРСР, HFСР, ТРСТ, VLFСТ і LFСТ, LF/HFСТ, ТРДТ , практично незмінним LF/HFдих, плавним рівномірним підвищенням LFСР, які практично не впливають на LF/HFСР; показники КДО, КСО, МОК досягають максимальних значень, УО помірно підвищується, різко знижуються ППОС, АМЄ, АНАМЄ і ЗМЄ.

6. При збільшені ДО в діапазоні 300-600 мл показники кардіогемодинаміки найбільш стабільні, однак відзначається: плавне підвищення ТРдих, помірне зниження з тенденцією до стабілізації ТРСР, помірне зниження LF/HFСР, ТРСТ, плавне зниження LF/HFСТ, КДО, КСО, ППОС; УО та МПК досягають максимуму; помірно підвищується АМЄ.

7. При ДО більшому 600 мл з подальшим збільшенням ТРдих, LF/HFСТ , ППОС плавно підвищуються, різко підвищуються LF/HFдих, LFСР, LF/HFСР, ТРСТ, АНАМЄ; помірно підвищуються VLFСТ і LFСТ; показники КДО, КСО плавно знижуються, різко знижуються УО і АМЄ.

Спрямованість змін у гомеостазі спортсменів та її функціональні детермінанти

Обстежено 136 кваліфікованих спортсменів чоловічої статі (від 1 розряду до МС) у віці від 18 до 25 років, у яких одночасно досліджувалися параметри серцево-судинної, дихальної, сенсомоторної систем, а також визначалися зрушення в гомеостазі з використанням ЛКС.

Результати дослідження дозволили встановити, що в групі спортсменів визначаються всі варіанти зрушень (рис. 3). На подальшому етапі дослідження необхідно було визначити особливості функціональної достатності серцево-судинної, вегетативної, сенсомоторної і дихальної систем залежно від спрямованості зрушень гомеостазу спортсменів.

Рис. 3. Розподіл кваліфікованих спортсменів за спрямованістю зрушень у гомеостазі (1 - норма, 2 - анаболічні, 3 - катаболічні, 4 - змішані).

При спрямованості у бік анаболізму (рис. 4 а) відзначене достатнє напруження ФДО (кількість випадків напруженого стану в 3,5 рази перевищує апріорно допустимий). За внеском окремих систем в напруження ФДО він найбільший за підтримкою функції міокарда (28% випадків) і метаболізмом (у 15% випадків), в решті систем розподіл напруження не відрізняється від апріорі припустимих, при певному зменшенні збалансованих станів.

При катаболічній спрямованості метаболізму (рис. 4 б) ФДО (6) має більш сприятливіший розподіл рівнів напруження в порівнянні з анаболічно спрямованим. Проте, відзначаються істотні відмінності в окремих системах. Рівень напруження сенсомоторної системи характеризується значним внеском варіантів помірного напруження (67%) за рахунок зменшення збалансованих станів, ще істотнішим є внесок в напруження ФДО систем підтримки функції міокарда і дихання. За першою з них часота напружених станів складає 25%, по другій - 17%, що відповідно в 2,5 і 1,7 рази вище очікуваних. При змішаних зрушеннях в метаболізмі (рис. 4в) функціонально достатніх станів організму зовсім не визначалося. Основний внесок складали помірно напружені і напружені стани. Найуразливішою виявилася система дихання, напруження в якій зустрічалося в 20% випадків. В інших системах вираженого напруження не визначалося, проте частота помірного напруження за сенсомоторною, вегетативною і серцево-судинною системами коливалася в межах 67%, що значно перевищує допустимий рівень.

Тобто, певна спрямованість зрушень у гуморальному гомеостазі припускає відповідні зміни в інших функціональних системах організму. При спрямованості метаболізму у бік анаболізму в організмі страждає функціональна достатність систем підтримки функції міокарда (провідність по передсердю і реполяризація міокарда) на тлі напруженості метаболізму.

а б

в

Рис.4. Розподіл рівнів ФДО (6) і окремих систем (1 - сенсомоторної, 2 - вегетативного забезпечення, 3 - підтримки функції міокарда, 4 - дихальної, 5 - метаболізму) при анаболізмі (а), катаболізмі (б) та змішаних (в) зрушеннях у гуморальному гомеостазі.

При катаболічній спрямованості метаболізму в організмі страждає функціональна достатність систем підтримки функції міокарда (атріовентрикулярна провідність, внутрішньосерцева провідність), сенсомоторна функція (проста рухова реакція, короткострокова рухова пам’ять), функція дихання (за параметрами ЖЄЛ, МВЛ, індексом Тіффно). При змішаній спрямованості метаболізму в організмі в жодному з випадків не зареєстрований збалансований рівень ФДО, серед окремих систем найбільш напруженими були системи дихання (за параметрами МВЛ і ЖЄЛ), підтримки функції серця і метаболізму.

Особливості санотипів у кваліфікованих спортсменів в різних видах спорту

Для апробації санотипування нами обстежені 136 спортсменів чоловічої статі, які залежно від виду спорту були розподілені на 6 груп. Вік обстежуваних складав від 18 до 25 років. Стаж занять спортом коливався від 3 до 12 років. За рівнем спортивної майстерності всі досліджувані мали спортивну кваліфікацію не нижче 1 розряду.

Нівелюючи певні особливості тренувального процесу проведено санотипування спортсменів, яке включало дослідження ЕКГ в 1 відведенні, варіабельності СР, параметрів зовнішнього дихання, сенсомоторної функції і ЛКС плазми крові. В цілому структуру побудови санотипічного профілю при даному об’ємі обстеження можна представити у вигляді наступної схеми (рис.5).

Рис.5. Схема аналізу функціональної достатності організму.

В єдиній системі оцінок аналізувалась функціональна достатність 5 систем організму. При цьому всі вони формують оцінку ФДО. Кожна з оцінок складається з оцінок окремих показників, з урахуванням запропонованих вище критеріїв.

Незалежно від виду спорту відзначається достатньо виражене напруження ФДО (більш, ніж у 2,5 рази). Тільки за сенсомоторикою розподіл відповідає нормі. Наближені до неї системи метаболізму і зовнішнього дихання. А в системах підтримки насосної функції міокарда і його вегетативного забезпечення розподіли свідчать про напруження. В першому випадку більш значне - більше 30% знаходяться в межах вираженого напруження, в другому - відзначається значний перерозподіл збалансованих станів у бік помірно напружених. За цими даними можна стверджувати достатньо відому концепцію, що припускає значний лімітуючий вплив системи підтримки насосної функції міокарда на підвищення рівня спортивної майстерності. Проте, необхідно відзначити, що, хоч і менше, але достатньо відчутно лімітують ФДО вегетативна нервова система, функції зовнішнього дихання і метаболізму. Останні у меншій мірі. Мінімальне задіяння сенсомоторної функції пов’язане, на наш погляд, з особливостями обстежень, які проводилися вранці після відпочинку (рис.6).

Рис. 6. Аналіз ФДО в цілому по групі спортсменів: за інтегральною оцінкою (6), сенсомоторною системою (1), вегетативним забезпеченням (2), підтримкою насосної функції міокарда (3), функцією зовнішнього дихання (4), гуморальним гомеостазом (5).

Інформативним був даний підхід до аналізу у спортсменів окремих видів спорту. На рис. 7 зображені розподіли рівнів ФДО у спортсменів залежно від виду спорту.

а б

в г

д є

Рис. 7. Аналіз ФДО в групах спортсменів, що займаються ігровими видами спорту (а), боксом (б), бігом (в), важкою атлетикою (г), плаванням (д), кікбоксингом (є): за інтегральною оцінкою (6), сенсомоторикою (1), вегетативним забезпеченням (2), підтримкою насосної функції міокарда (3), функцією зовнішнього дихання (4), гуморальним гомеостазом (5).

Особливості ігрової діяльності, пов’язані з техніко-тактичними навичками в групі ігровиків (нагадаємо, що її склали волейболісти і футболісти) відрізняються. В цілому в даній групі спортсменів рівень ФДО (рис. 7а) достатньо напружений. Основний внесок у напруження вносять системи підтримки насосної функції міокарда (близько 25% напружених станів) і метаболізму (близько 20% напружених станів). За кожною з систем необхідно відзначити, що в першій напруження формується за рахунок прискорення процесів проведення по передсердю і збудження міокарда (реполяризація шлуночків знаходиться у межах норми), в другій напруження формується за рахунок зрушення спрямованості у бік анаболізму у 1/5 осіб. В жодному випадку не зареєстровано переважання катаболізму.

При заняттях боксом (рис. 7б) ФДО найбільш напружена (33,3% напружених станів при 20% збалансованих). Найбільший внесок у напруження мають системи підтримки насосної функції серця і сенсомоторна, менш напружені вегетативне забезпечення міокарда і функція зовнішнього дихання. За насосною функцією серця напруження формується за рахунок ранньої реполяризації передсердя і шлуночків, слабкості синусового вузла, міграції водія ритму, сенсомоторна функція страждає за рахунок подовження ПЦУ,