Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности функциональных показателей сердца лыжников 15-17 лет в процессе годичного цикла спортивных тренировок

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Особенности функциональных показателей сердца лыжников 15-17 лет в процессе годичного цикла спортивных тренировок"

ГБ ОН

. « №» «9»

На правах рукописи

ФАХРИСЛАМОВА ЛАРИСА ТАГИРОВНА

ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЕРДЦА ЛЫЖНИКОВ 15 - 17 ЛЕТ В ПРОЦЕССЕ ГОДИЧНОГО ЦИКЛА СПОРТИВНЫХ ТРЕНИРОВОК

03.00.13 - физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

КАЗАНЬ - 1998

Работа выполнена на кафедре теоретических основ физической культуры Казанского государственного педагогического университета

Научный руководитель: Академик Международной Академии

информатизации, заслуженный деятель науки Республики Татарстан, доктор биологичеких наук, профессор P.A. Абзалов

Официальные оппоненты: доктор биологичеких наук,

профессор Л.Л.Каталымов;

кандидат биологических наук, профессор М.Р.Сафин

Ведущая организация: Удмуртский государственный

университет, г. Ижевск

Защита состоится О^^П^Л--_ 1998 г.

в " у / " часов на заседании диссертационного совета К 113.19.02 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных при Казанском государственном педагогическом университете по адресу: 420021, г.Казань, ул. Межлаука, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государствешюго педагогического университета по адресу: 420021, г. Казань, ул. Межлаука, 1.

Автореферат разослан "_ Л2" кОЛ^иС^ 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, профессор

И.Ш. Макалеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Изучению становления функциональных показателей сердца в растущем организме посвящены работы О.Д. Курмаева, И.А.Аршавского, М.Г.Удельнова, Б.С.Кулаева, В.Ф.Лысова, Ф.Г.Ситдикова, Р.А.Абзалова, И.О.Тупицына и др. Исследованиями последних лет установлены закономерности изменения механизмов регуляции функции сердца в различных физиологических ситуациях (Р.М.Баевский, Ф.Г.Ситдиков, Р.А.Абзалов, Т.Л.Зефиров). Внимание исследователей также привлекают возрастные особенности функционирования сердечно - сосудистой системы в условиях мышечных тренировок (И.А.Аршавский, E.Adolf, J1.A. Иоффе, С.В.Хрущев, А.Г.Дембо, В.Л.Кариман, Ф.Г.Ситдиков, Р.А.Абзалов, Р.Р.Нигматуллина, Р.И.Гильмутдинова, И.Х.Вахитов, А.И.Зиятдинова, Н.В.Васенков, О.И.Павлова, Р.Р.Абзалов и др.).

Современный спорт характеризуется очень высокими результатами, достижение которых возможно лишь при условии многолетних систематических тренировок с применением больших, а иногда и предельных физических нагрузок. Следовательно, детский и юношеский организм спортсменов, а в частности сердечно- сосудистая система, испытывает влияние повышенных нагрузок, особенно при занятиях видами спорта, развивающими выносливость (С.В.Хрущев с соавт., 1974; М.А.Аграновский с соавт., 1975; В.Л.Карпман, Б.Г.Любина, 1982; Р.А.Абзалов, 1985; M.Miyamura et al., 1997). Поэтому, проблема адаптации функций сердца юных спортсменов к мышечным нагрузкам приобретает все большее значение.

В настоящее время существует значительное количество работ, в которых изучение функций сердца проводилось как в условиях покоя, так и в условиях различных физических нагрузок с использованием стандартизированных функциональных проб, а также других регламентированных нагрузок (Р.А.Абзалов, В.Л.Карпман, И.О.Тупицын, Ю.С.Ванюшин, С.И.Русинова, А.В.Крылова, Г.Х.Самигуллин, И.Б.Ишмухаметов, Р.Р.Абзалов, P.W.Gotshall и др.). Между тем, рекомендованная Всемирной организацией здравоохранения функциональная проба в виде Гарвардского степ- теста редко

применяется для изучения функционального состояния сердца подростков и юношей, занимающихся спортом. Изучение показателей деятельности сердца юных спортсменов в различные этапы годичной спортивной тренировки требует от исследователя переездов и изменения обстановки. В связи с этим, использование Гарвардского степ- теста в качестве дозированной физической нагрузки является методом получения более надежных результатов. В литературе встречается незначительное количество работ посвященных изучению показателей деятельности сердца спортсменов в различные периоды годичного цикла тренировок (С.А.Душанин, Р.А.Меркулова, С.В.Хрущев). Значительный интерес вызывают исследования функций сердца юных спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, в различные этапы годичных тренировок, где изменения показателей деятельности сердца происходят в зависимости от объема и интенсивности физических нагрузок.

Целью исследования явилось изучение функциональных показателей сердца юношей и девушек 15- 17 лет, занимающихся лыжными гонками, в различные периоды годичного цикла мышечных тренировок.

Исходя из данной цели были определены следующие

задачи:

1. Исследовать особенности сердечной деятельности в условиях относительного покоя у спортсменов лыжников 15-17 лет в различные периоды спортивной тренировки.

2. Изучить закономерности изменения частоты сердечных сокращений в процессе восстановления после выполнения функциональной пробы в виде Гарвардского степ- теста у юношей и девушек 15- 17 лет занимающихся лыжными гонками, в различные периоды годичного цикла мышечных тренировок.

3. Определить особенности реакции сердечного выброса на функциональную пробу с учетом пола и уровня тренированности юных спортсменов лыжников.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Изменение хронотропной функции сердца, а также показателей сердечного выброса в покое у спортсменов лыжников 15- 17 лет зависит от объема и интенсивности тренировочных нагрузок в конкретном этапе годичного цикла тренировок.

2. В соревновательном периоде годичного цикла спортивных тренировок у лыжников 15 - 17 лет после выполнения функциональной пробы в виде Гарвардского степ - теста наблюдается уменьшение ударного объема крови ниже исходных величин зарегистрированных в положении стоя.

Научная новизна:

Впервые проведено исследование насосной функции сердца юных спортсменов, занимающихся лыжными гонками, в различные периоды годичной спортивной тренировки с применением дозированной мышечной нагрузки в виде Гарвардского степ-теста.

Установлено, что в соревновательном периоде годичного цикла мышечных тренировок как у юношей лыжников, так и у девушек лыжниц развивается выраженная брадикардия тренированности.

Показано, что показатели сердечного выброса в покое у юных спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, направленными на развитие выносливости, достигают высоких величин в соревновательный период спортивных тренировок, где наряду с соревновательными нагрузками имеют место и плановые тренировочные занятия.

Во время восстановления после Гарвардского степ- теста у юных спортсменов лыжников обнаружено выраженное снижение ударного объема крови, причем у юношей происходит однонаправленная отрицательная реакция как ударного объема крови, так и частоты сердечных сокращений.

В соревновательном периоде, в отличие от переходного и подготовительного периодов, выявлены более низкие показатели частоты сердечных сокращений и высокие значения ударного объема крови во время восстановления после дозированной физической нагрузки.

Научно-практическая значимость работы заключается в том, что в результате исследований были установлены закономерности изменения насосной функции сердца юных лыжников в условиях относительного покоя и при выполнении стандартной функциональной пробы в виде Гарвардского степ- теста, в процессе годичного цикла спортивных тренировок. На основании

полученных данных в течение всего цикла спортивных тренировок возникла возможность корректировать объем и интенсивность тренировочных нагрузок, а также давать рекомендации по оптимизации учебно- тренировочной деятельности, в том числе и по использованию средств восстановления, реабилитации и рекреации. В процессе проведения всех исследований осуществлялся тесный контакт с врачебным и тренерским составом спортивной школы. Результаты исследований каждого спортсмена лыжника обсуждались на тренерских советах.

Полученные нами экспериментальные данные могут быть использованы в работе спортивных физиологов, педагогов- валеологов, инструкторов по физическому воспитанию, а также в теоретических курсах по общей и возрастной физиологии, физиологии спорта, теории спортивной тренировки, теории и методики физического воспитания.

Апробация работы

Материалы исследования доложены на итоговых научных конференциях профессорско-преподавательского состава, молодых ученых и специалистов Казанского государственного педагогического университета (1996, 1997, 1998); на Всероссийских симпозиумах "Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке" (г. Казань, 1996, 1998); на II и III Республиканских научных конференциях молодых ученых и специалистов (г. Казань, 1997, 1998); на Региональной научно- методической конференции "Актуальные проблемы медико- биологической и психологической подготовки специалистов" (г. Наб. Челны, 1997); на XVII съезде Всероссийского физиологического общества имени И.П. Павлова (г. Ростов- на- Дону, 1998). Основное содержание исследования отражено в 8 работах.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания организации и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 122 страницах машинописного текста, содержит 13 рисунков и 12 таблиц. Список литературы включает 185, из которых иностранных авторов 37.

МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Под нашим наблюдением находились спортсмены 15 - 17 - летнего возраста спортивной школы № 7 олимпийского резерва по лыжным гонкам г.Казани. Все спортсмены систематически занимались данным видом спорта 5-6 лет и достигли спортивной квалификации I разряда и кандидата в мастера спорта. В экспериментальную группу вошли 12 юношей лыжников и 16 девушек лыжниц. В течение годичного цикла спортивных тренировок было проведено семь срезов экспериментов. Общепринятым является выделение трех периодов спортивных тренировок: подготовительного, соревновательного и переходного (Л.П.Матвеев, 1965, 1966; В.И. Манжосов, 1988). Исследования проводили в конце соревновательного периода 1997 года (апрель), в переходный (май), подготовительный (июль, август, октябрь) и соревновательный (январь, март) периоды 1998 г. В каждой серии экспериментов, перед регистрацией функциональных показателей сердца, проводили измерение антропометрических показателей и артериального давления.

Для определения сердечного выброса мы использовали метод тетраполярной грудной реографии по Кубичеку (1966, 1977). Осуществляли регистрацию реографической кривой, обработку которой проводили с помощью автоматизированного микропроцессорного анализатора реограмм "Курсор". Для записи реограммы использовали гибкие ленточные электроды, которые укрепляли с помощью резинового бинта. Анализировали показатели частоты сердечных сокращений (ЧСС), ударного и минутного объемов крови (УОК и МОК). В наших исследованиях для определения реакции сердечно- сосудистой системы на функциональную пробу использовался Гарвардский степ- тест. Данная функциональная проба является строго дозированной стандартной нагрузкой (С.Р.Соп5о1агк> е1 а1., 1963;

A.Кеуэ е! а1., 1966; И.В.Аулик, 1973; И.Н.Иваницкая, 1973;

B.Г.Пугаев, 1976; Д.М.Аронов, 1995; Т.А.Клименко с соавт., 1996). Регистрацию показателей насосной функции сердца проводили в положении относительного покоя - лежа, стоя до нагрузки и в течении 15 минут восстановления, после выполнения Гарвардского степ-теста.

Результаты исследований анализировались по половым группам и по этапам годичного цикла спортивных тренировок.

Статистическая обработка полученных данных осуществлялась общепринятыми методами вариационной статистики (Г.Ф.Лакин, 1990). Для оценки достоверности различий использовали стандартные значения критерия Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Функциональные показатели сердца лыжников

15 - 17 лет в условиях относительного покоя

Анализируя функциональные показатели сердца у спортсменов 15 - 17 лет в условиях покоя в различные периоды годичного цикла мышечных тренировок, обнаружили, что их значения варьируют в довольно широких пределах (таблица). Низкие показатели частоты сердечных сокращений у лыжников соответствуют тому, что у спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, развивается брадикардия тренированности (С.В.Хрущев, 1980; Р.А.Абзалов, 1985; В.Л.Карпман, 1987; А.Г.Дембо, Э.В.Земцовский, 1989). У юношей лыжников ЧСС в переходный и подготовительный периоды годичного цикла тренировок находилась в пределах 61- 63 уд/мин, снижаясь к концу подготовительного периода и самых низких величин составляла в соревновательный период, где равнялась 52,9±1,4 уд/мин. У девушек лыжниц ЧСС на всех этапах спортивных тренировок сохранилась на уровне 61-64 уд/мин и лишь к концу соревновательного периода достоверно снизилась до 56,0±1,4 уд/мин (Р<0,01). Следовательно, более выраженное развитие брадикар-дии тренированности у юношей происходит в начале соревновательного периода, а у девушек в конце данного периода годичного цикла тренировок.

Ударный объем крови юношей лыжников при снижении объема и интенсивности тренировочных нагрузок в переходном периоде снижается, а при увеличении интенсивности нагрузок в подготовительном периоде повышается и в соревновательном периоде достигает наивысших величин 180,7±11,5 мл (Р<0,05). К концу соревновательного периода систолический выброс снижается до 131±11,8 мл (Р<0,01). У девушек лыжниц данный показатель при увеличении объема нагрузок в подготовительном периоде не изменяется и при повышении их интенсивности снижается до 89,6+11,2 мл. В соревновательном периоде ударный

Таблица

Функциональные показатели сердца спортсменов 15-17 лет занимающихся лыжными гонками (в покое лежа)

Периоды ГОДИЧНОГО - Показатели ЧСС (уд/мин) УОК (ил) МОК (л/мин)

циклалрещхзвок Месяцы юноши девушки юноши денушки юноши девушки

Соревновательный Апрель 62,4±3,1 64,0±1,8 135,8±11,1 108,8±6,2* 8,2±0,5 6,7±0,4*

Переходный Май б 1,3 ±2,4 61,6±2,0 12 9,5±П,9 101,8±8,5* 7,8±0,6 6,1+0,4*

Июль 63.2±4,4 62,7±2,8 108,7±11,8 101,4±6,8 б,3±(),3 6,1±0,5

Подготовительный Август 62,4±2,0 62,5±2,7 122,5±9,6 99,5±6,8 6,8±0,4 6,0±0,3

Октябрь 58,5±3,5 63,2±5,2 146,3±11,5 89,6±11,2** 7,7±0,б 5,4±0,4**

Соревновательный Январь 52,9±1,4 63,9±2,5** 180,7±11,5п 110,219,2*** 9,5±0,5п 6,9±0,4***ас

Март 59,9±2,5п 56,0±1,4пп 131,3±П,8во 111,1 ±8,0 7,7±0,5пна б,0±0,3**

Примечания: * - достоверность различий между показателями юношей и девушек; *- Р<0,05; ** -Р<0,01; *** - Р<0,001. п" достоверность различий показателей по сравнению с показателями предыдущего месяца а - Р<0,05; па - Р<0,01; апа - Р<0,001.

объем крови у лыжниц увеличивается и сохраняется на этом уровне вплоть до переходного периода, в среднем УОК составляет 110-111 мл.

Минутный объем кровообращения - как интегральный показатель двух величин сердечной деятельности: частоты сердцебиений и ударного объема крови, зависит в основном от изменения ударного объема крови (Р.А.Абзалов, Ф.Г.Ситдиков, 1998). В годичном цикле спортивных тренировок наименьшие величины МОК в покое у юношей лыжников установлены в начале подготовительного периода (июль), где составляют 6,3±0,3 л/мин, а у девушек в конце подготовительного периода (5,4±0,4 л/мин). Увеличение показателей МОК в покое как у юношей, так и девушек происходит в соревновательный период и достигает у юношей 9,5±0,5 л/мин (Р<0,05), а у девушек 6,9+0,4 л/мин (Р<0,01). В конце соревновательного периода происходит снижение МОК, у девушек данный показатель снижается за счет урежения ЧСС, а у юношей происходит достоверно выраженное снижение за счет значительного уменьшения систолического выброса (Р<0,001).

Таким образом, в наших исследованиях обнаружена выраженная экономизация функций сердца в покое у лыжников 15 - 17 лет в соревновательный период годичного цикла спортивных тренировок, где наряду с интенсивными соревновательными нагрузками имели место объемные мышечные тренировки.

Показатели насосной функции сердца юных спортсменов лыжников после выполнения функциональной пробы в виде Гарвардского степ-теста

Среди систем, обеспечивающих адаптацию организма к воздействию различных факторов внешней среды, важное значение приобретает сердечно - сосудистая система, которая лимитирует развитие приспособительных реакций организма (Ф.З.Меерсон, 1978). В связи с этим, нами изучались показатели насосной функции сердца после выполнения дозированной физической нагрузки в виде Гарвардского степ - теста.

Низкие исходные показатели частоты сердечных сокращений у юношей лыжников до выполнения Гарвардского степ -

теста, нами были зарегистрированы в соревновательный период (январь), где составляли 63,1 ±1,9 уд/мин, а самые высокие - в подготовительный период (август)- 80,5±4,7 уд/мин (Р<0,01). После выполнения дозированной физической нагрузки на всех этапах годичной спортивной тренировки у лыжников происходит увеличение частоты сердцебиений. Достоверно выраженное увеличение данного показателя у юношей на первой минуте восстановления после Гарвардского степ - теста до 100,7±6,4 уд/мин, нами получено в подготовительном периоде после объемных тренировочных нагрузок (Р<0,05). Кроме того, положительные сдвиги ЧСС на первой минуте восстановления после дозированной физической нагрузки по сравнению с исходными показателями, зарегистрированы в конце спортивного соревновательного сезона (апрель 1997, март 1998), где увеличение ЧСС у юношей лыжников достигало до 96 - 99 уд/мин (Р<0,05). В отличие от юношей у девушек лыжниц низкие исходные показатели были получены в конце соревновательного периода годичного цикла тренировок (март) 67,4±2,0 уд/мин, а высокие -в начале данного периода спортивных тренировок (январь), где составляли 85,7±3,2 уд/мин (Р<0,001). У девушек лыжниц на первой минуте восстановления после Гарвардского степ- теста на всех периодах годичного цикла тренировок (май, август, январь, март) происходит достоверно выраженное увеличение частоты сердцебиений до 106 - 115 уд/мин. Причем, значительное увеличение ЧСС у девушек на первой минуте после функциональной пробы в марте месяце связано с выраженным урежением данного показателя в покое стоя до нагрузки, что, по мнению ряда авторов, приводит к увеличению резервных возможностей развивающегося сердца (И.А.Аршавский, 1967; А.А.Бирюкович, 1974; Р.А.Абзалов, 1985). На второй минуте восстановления после Гарвардского степ - теста как у юношей, так и у девушек, занимающихся лыжными гонками происходит снижение ЧСС, у девушек данное изменение выражено достоверно (Р<0,05 - 0,01). Это связано с тем, что в индивидуальных показателях девушек лыжниц наблюдается "отрицательная фаза пульса". Отдельные авторы считают, что наличие "отрицательной фазы пульса" в процессе восстановления после умеренной физической нагрузки является показателем более высокой тренированности (М.Б.Казаков с соавт., 1974). Восстановление ЧСС на всех эта-

пах спортивных тренировок носит волнообразный характер и более выраженное снижение данных показателей после Гарвардского степ - теста в переходном и подготовительном периодах происходит в основном на 8-10 минутах восстановления.

Анализируя показатели ударного объема крови у лыжников после выполнения функциональной пробы мы обнаружили определенные закономерности изменения данного показателя. Низкие исходные величины УОК у спортсменов лыжников нами были зарегистрированы в подготовительный период годичного цикла мышечных тренировок (45,8 - 51,4 мл). Повышение систолического выброса в покос стоя до нагрузки у юношей и девушек лыжников происходит в соревновательный период (январь) 120,9±1Г,0 мл и 76,8±7,4 мл, соответственно.

После выполнения функциональной пробы на 1 минуте восстановления, достоверно выраженное увеличение УОК у юношей произошло в конце соревновательного периода (апрель) 97,3±7,9 мл. На других этапах спортивных тренировок УОК либо незначительно повышается, либо остается примерно на одном уровне, по сравнению с исходными показателями. На 2 минуте восстановления в соревновательном и в конце подготовительного периодов наблюдается резкое уменьшение УОК по сравнению с исходными показателями до нагрузки стоя. Как правило, низким показателям ЧСС соответствуют высокие показатели систолического выброса. У юношей лыжников, тренирующихся на выносливость, во время восстановления после выполнения Гарвардского степ - теста, наблюдаем уменьшение как ЧСС, так и систолического выброса. В качестве механизма уменьшения ЧСС в процессе восстановления после двигательного беспокойства ряд исследователей указывают на появление "отрицательной фазы пульса" (А.А.Бирюковнч, 1974 и др.). Это очевидно и* лежит в основе брадикардии тренированности, однако следует иметь в виду и взаимоотношения экстракардиаль-ных и внутрисердечных регуляций хронотропной функции сердца. Что касается уменьшения УОК у юношей лыжников после выполнения стандартизированной функциональной пробы мы склонны объяснить это тем, что вследствие уменьшения тонуса скелетной мускулатуры "выключается" мышечный насос способствующий венозному возврату, в результате чего происходит резкое уменьшение УОК. В процессе восстановления самые низ-

кие показатели УОК у юношей нами зарегистрированы в переходный и в начале подготовительного периодов, а самые высокие в соревновательный период. Кроме того, диапазон изменения УОК после функциональной пробы наиболее значительным оказался в соревновательный период годичного цикла тренировок (от 70,7 мл до 131,1 мл). У девушек лыжниц УОК на 1 минуте восстановления после выполнения Гарвардского степ -теста либо остается без изменения, либо снижается, причем в соревновательный период годичного цикла тренировок (январь) происходит достоверно выраженное снижение УОК на 19,6 мл (Р<0,05). Следовательно, уменьшение УОК у девушек после функциональной пробы по сравнению с исходными показателями происходит уже на 1 минуте. Следует отметить, что снижение УОК у девушек сопровождается положительной хронотропной реакцией сердца. В конце соревновательного периода (март) на 2 минуте восстановления после Гарвардского степ - теста наблюдается увеличение УОК до 88,7±10Д мл. Таким образом, значительное снижение частоты сердцебиений сопровождается увеличением систолического выброса. Ударный объем крови у девушек лыжниц на всех этапах годичного цикла тренировок в процессе восстановления после физической нагрузки остается ниже исходных величин, кроме соревновательного периода (март).

Одним из механизмов срочной адаптации к физическим нагрузкам является рост минутного объема кровообращения (Р.А.Калюжная, 1973; В.М.Король, 1980; Ю.С. Ванюшин, 1998; Р.Р.Абзалов, 1998). У юношей лыжников увеличение сердечного выброса после физической нагрузки с относительно высокой разницей по сравнению с исходными показателями МОК до нагрузки наблюдалось в соревновательный период годичного цикла тренировок (январь на 1,6 л/мин, а апрель и март на 1,4 л/мин). На других этапах спортивных тренировок происходит незначительное повышение сердечного выброса. Увеличение МОК в соревновательный период происходит за счет увеличения УОК и урежения ЧСС, что по мнению ряда авторов является более экономной и совершенной формой адаптации сердца к мышечной нагрузке (В.М.Король, 1967; С.В.Хрущев, 1980; Р.А.Калюжная, 1980). Восстановление МОК после Гарвардского степ - теста, на всех этапах спортивных тренировок, в большей степени зависит от характера изменения систолического выбро-

са. Минутный объем крови девушек лыжниц в ответ на физическую нагрузку, также как и у юношей повышается, что происходит в основном за счет увеличения ЧСС. Однако, в конце соревновательного периода происходит достоверно выраженное увеличение МОК на 2 минуте восстановления (Р<0,05). Здесь, увеличение МОК происходит за счет значительного увеличения систолического выброса, при снижении частоты сердцебиений. Восстановление МОК на всех этапах годичного цикла тренировок происходит в основном на 2 - 3 минутах.

Таким образом, проведенные исследования позволили выявить особенности сердечной деятельности лыжников 15 - 17 лет в условиях относительного покоя и после выполнения дозированной физической нагрузки в различные периоды годичного цикла тренировок. Характер изменения хронотропной функции сердца и сердечного выброса у юных спортсменов лыжников находится в зависимости от изменения соотношения объема и интенсивности мышечных нагрузок в конкретном этане годичного цикла тренировок. Наиболее выраженные изменения функциональных показателей сердца происходят в соревновательный период спортивных тренировок.

ВЫВОДЫ

1. Увеличение объема и интенсивности физических нагрузок, направленных на развитие выносливости лыжников, в соревновательном периоде годичного цикла мышечных тренировок способствует более выраженному развитию брадикардии тренированности. У юношей лыжников значительное урежсние частоты сердцебиений происходит в начале соревновательного периода, а у девушек лыжниц - к концу данного периода тренировок.

2. Показатели сердечного выброса юношей и девушек, занимающихся лыжными гонками, достигают высоких величин к соревновательному периоду. У девушек высокие показатели сердечного выброса сохраняются до начала переходного периода годичного цикла мышечных тренировок.

3. В соревновательном периоде спортивных тренировок частота сердечных сокращений у лыжников после выполнения Гарвардского стен- теста значительно увеличивается на первой минуте восстановления, а на второй минуте - снижается. В под-

готовительный и переходный периоды снижение частоты сердцебиений происходит в основном на восьмой - десятой минутах восстановления.

4. Изменение ударного объема крови спортсменов лыжников после Гарвардского степ- теста зависит от конкретного этапа годичного цикла спортивных тренировок. Самые высокие показатели систолического выброса после прекращения нагрузки нами установлены в „соревновательном периоде, а самые низкие- в подготовительном периоде годичного цикла мышечных тренировок.

5. После Гарвардского степ- теста во время восстановления у спортсменов, занимающихся лыжными гонками, наблюдается значительное снижение ударного объема крови. Уменьшение ударного объема крови у девушек наблюдается на первой минуте восстановления, а у юношей - на второй минуте.

6. В соревновательном периоде спортивных тренировок, после выполнения Гарвардского степ- теста увеличение минутного объема кровообращения у юношей лыжников происходит на первой минуте восстановления, а у девушек- на второй минуте. Восстановление показателей минутного объема крови до исходных величин, зарегистрированных у спортсменов в положении стоя, происходит в основном на третьей - четвертой минутах.

Практические рекомендации

1. Полученные результаты по сердечному выбросу юных спортсменов могут быть использованы для контроля, коррекции, а также оптимизации учебно- тренировочного процесса.

2. На основании анализа полученных результатов можно рекомендовать режим тренировок и отдыха с использованием современных средств реабилитации.

3. Функциональная проба в виде Гарвардского стен -теста может использоваться для определения реакции сердечно -сосудистой системы на умеренную физическую нагрузку в различные периоды годичного цикла спортивных тренировок.

Список опубликованных работ

1. Фахрисламова Л.Т. Хронотропная функция сердца // Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке. Тез. докл. - Казань, 1996. - С. 97 - 98.

2. Нигматуллина P.P., Хурамшин И.Г., Фахрисламова JI.T. Корреляционные связи реографических показателей при десимпатизации растущих крыс // II Республиканская научная конференция молодых ученых и специалистов. - Казань, 1996. -Кн. 1. - С. 15.

3. Фахрисламова Л.Т. Математический анализ ритма сердца // Актуальные проблемы медико - биологической и психологической подготовки специалистов. - Наб. Челны, 1997. - С. 91 - 92.

4. Фахрисламова Л.Т., Абзалов P.A. Функциональные показатели деятельности сердца детей, занимающихся лыжными гонками // III Республиканская научная конференция молодых ученых и специалистов.- Казань, 1997 - Кн. 1,- С. 71.

5. Фахрисламова Л.Т., Вахитов И.Х., Евграфов П.А. Изменение функциональных показателей деятельности сердца лыжников в различные периоды тренировочного цикла // Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке. Тез. докл. - Казань, 1998. - С. 118.

6. Вахитов И.Х., Фахрисламова Л.Т., Васенков Н.В. Функциональные показатели деятельности сердца спортсменов 15 -17 лет занимающихся лыжными гонками // XVII съезд Всероссийского физиологического общества имени И.П. Павлова. -Ростов- на- Дону, 1998. - С. 345.

7. Вахитов И.Х., Зиятдинова А.И., Фахрисламова Л.Т. Сравнительный анализ функциональных показателей сердца мальчиков и девочек занимающихся лыжными гонками // XVII съезд Всероссийского физиологического общества имени И.П. Павлова. - Ростов- на- Дону, 1998. - С. 345.

8. Абзалов P.A., Фахрисламова Л.Т., Вахитов И.Х. Изменение ударного объема крови спортсменов 15 - 17 лет после выполнения дозированной физической нагрузки // Проблемы адаптации растущего организма к физической и умственной нагрузке. - Казань, 1998. - С. 19 - 20.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Фахрисламова, Лариса Тагировна, Казань

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

ФАХРИСЛАМОВА ЛАРИСА ТАГИРОВНА

ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЕРДЦА ЛЫЖНИКОВ 15 - 17 ЛЕТ В ПРОЦЕССЕ ГОДИЧНОГО ЦИКЛА СПОРТИВНЫХ ТРЕНИРОВОК

03.00.13.- физиология человека и животных

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: заслуженный^де^тёл|>л1йуки РТ, доктор биологических наук, профессор АБЗАЛОВ P.A.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................5

ГЛАВА I. Обзор литературы

1.1. Хронотропная функция сердца в процессе роста и развития организма.............................................................................................................................10

1.1.1. Изменение частоты сердечных сокращений в покое при различных двигательных режимах....................................................................................................10

1.1.2. Изменение частоты сердечных сокращений в условиях выполнения мышечных нагрузок.....................................................................................................13

1.2. Показатели сердечного выброса в процессе роста и развития организма.............................................................................................................................16

1.2.1. Показатели ударного объема крови в покое................................................16

1.2.2. Показатели ударного объема крови во время выполнения стандартных мышечных нагрузок................................................................................................20

1.2.3. Показатели минутного объема крови в покое.............................................21

1.2.4. Изменение показателей минутного объема крови во время выполнения

стандартных мышечных нагрузок..........................................................................24

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА II. Организация и методы исследований.................................................27

2.1. Характеристика исследуемого контингента, порядок исследований............27

2.2. Годичный цикл тренировок лыжников - гонщиков.......................................30

2.3. Методика определения физической работоспособности...............................34

2.4. Определение частоты сердечных сокращений...............................................36

2.5. Определение ударного и минутного объемов крови......................................37

2.6. Методика статистической обработки.............................................................39

ГЛАВА III. Функциональные показатели сердца юных спортсменов 15-17 лет, занимающихся лыжными гонками (в условиях покоя лежа).

3.1. Частота сердечных сокращений в покое.........................................................40

3.2. Ударный объем крови в покое........................................................................45

3.3. Минутный объем крови в покое......................................................................48

ГЛАВА IV. Показатели сердечного выброса у юных спортсменов лыжников после выполнения функциональной пробы, Гарвардского степ - теста.

4.1. Показатели частоты сердечных сокращений..................................................54

4.2. Показатели ударного объема крови................................................................66

4.3. Показатели минутного объема крови..............................................................79

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.......................................................................................................92

ВЫВОДЫ..............................................................................................................102

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................................................104

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АД - артериальное давление

ВОЗ - Всемирная организация здравоохранения

ДД - диастолическое давление

КМС - кандидаты в мастера спорта

мс - мастера спорта

мок - минутный объем крови

Р\УС - физическая работоспособность

СД - систолическое давление

УОК - ударный объем крови

ЧСС - частота сердечных сокращений

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Изучению становления функциональных показателей сердца в растущем организме посвящены работы О.Д.Курмаева, И.А.Аршавского, М.Г.Удельнова, Б.С.Кулаева, Ф.Г.Ситдикова, Р.А.Абзалова, И.О.Тупицына и др. Исследованиями последних лет установлены закономерности изменения механизмов регуляции функции сердца в различных физиологических ситуациях (Р.М.Баевский, Ф.Г.Ситдиков, Р.А.Абзалов, T.JI.Зефиров). Внимание исследователей также привлекают возрастные особенности функционирования сердечно- сосудистой системы в условиях мышечных тренировок (И.А.Аршавский, E.Adolf, Л.А.Иоффе, С.В.Хрущев, А.Г.Дембо, В.Л.Карпман, Ф.Г.Ситдиков, Р.А.Абзалов, Р.Р.Нигматуллина, Р.И.Гильмутдинова, И.Х.Вахитов, А.И.Зиятдинова, Н.В.Васенков, О.И.Павлова, Р.Р.Абзалов и др.).

Современный спорт характеризуется очень высокими результатами, достижение которых возможно лишь при условии многолетних систематических тренировок с применением больших, а иногда и предельных физических нагрузок. Следовательно, детский и юношеский организм спортсменов, а в частности сердечно- сосудистая система, испытывает влияние повышенных нагрузок, особенно при занятиях видами спорта, развивающими выносливость (С.В.Хрущев с соавт., 1974; М.А.Аграновский с соавт., 1975; В.Л.Карпман, Б.Г.Любина, 1982; Р.А.Абзалов, 1985; M.Miyamura et al., 1997). Поэтому, проблема адаптации функций сердца юных спортсменов к мышечным нагрузкам приобретает все большее значение.

В настоящее время существует значительное количество работ, в которых изучение функций сердца проводилось как в условиях покоя, так и в условиях различных физических нагрузок с использованием стандартизированных функциональных проб, а также других регламентированных нагрузок (Р.А.Абзалов, В.Л.Карпман, И.О.Тупицын, Ю.С.Ванюшин, С.И.Русинова, А.В.Крылова, Г.Х.Самигуллин, И.Б.Ишмухаметов, Р.Р.Абзалов, P.W.Gotshall и др.). Между

тем, рекомендованная Всемирной организацией здравоохранения функциональная проба в виде Гарвардского степ- теста редко применяется для изучения функционального состояния сердца подростков и юношей, занимающихся спортом. Изучение показателей деятельности сердца юных спортсменов в различные этапы годичной спортивной тренировки требует от исследователя переездов и изменения обстановки. В связи с этим, использование Гарвардского степ- теста в качестве дозированной физической нагрузки является методом получения более надежных результатов. В литературе встречается незначительное количество работ посвященных изучению показателей деятельности сердца спортсменов в различные периоды годичного цикла тренировок (С.А.Душанин, Р.А.Меркулова, С.В.Хрущев). Значительный интерес вызывают исследования функций сердца юных спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, в различные этапы годичных тренировок, где изменения показателей деятельности сердца происходят в зависимости от объема и интенсивности физических нагрузок.

Целью исследования явилось изучение функциональных показателей сердца юношей и девушек 15-17 лет, занимающихся лыжными гонками, в различные периоды годичного цикла мышечных тренировок.

Исходя из данной цели были определены следующие задачи:

1. Исследовать особенности сердечной деятельности в условиях относительного покоя у спортсменов лыжников 15-17 лет в различные периоды спортивной тренировки.

2. Изучить закономерности изменения частоты сердечных сокращений в процессе восстановления после выполнения функциональной пробы в виде Гарвардского степ- теста у юношей и девушек 15-17 лет занимающихся лыжными гонками, в различные периоды годичного цикла мышечных тренировок.

3. Определить особенности реакции сердечного выброса на функциональную пробу с учетом пола и уровня тренированности юных спортсменов лыжников.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Изменение хронотропной функции сердца, а также показателей сердечного выброса в покое у спортсменов лыжников 15-17 лет зависит от объема и интенсивности тренировочных нагрузок в конкретном этапе годичного цикла тренировок.

2. В соревновательном периоде годичного цикла спортивных тренировок у лыжников 15-17 лет после выполнения функциональной пробы в виде Гарвардского степ - теста наблюдается уменьшение ударного объема крови ниже исходных величин зарегистрированных в положении стоя.

Научная новизна:

Впервые проведено исследование насосной функции сердца юных спортсменов, занимающихся лыжными гонками, в различные периоды годичной спортивной тренировки с применением дозированной мышечной нагрузки в виде Гарвардского степ-теста.

Установлено, что в соревновательном периоде годичного цикла мышечных тренировок как у юношей лыжников, так и у девушек лыжниц развивается выраженная брадикардия тренированности.

Показано, что показатели сердечного выброса в покое у юных спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, направленными на развитие выносливости, достигают высоких величин в соревновательный период спортивных тренировок, где наряду с соревновательными нагрузками имеют место и плановые тренировочные занятия.

Во время восстановления после Гарвардского степ- теста у юных спортсменов лыжников обнаружено выраженное снижение ударного объема крови, причем у юношей происходит однонаправленная отрицательная реакция как ударного объема крови, так и частоты сердечных сокращений.

В соревновательном периоде, в отличие от переходного и подготовительного периодов, выявлены более низкие показатели частоты сердечных сокращений и высокие значения ударного объема крови во время восстановления после дозированной физической нагрузки.

Научно- практическая значимость работы заключается в том, что в результате исследований были установлены закономерности изменения насосной функции сердца юных лыжников в условиях относительного покоя и при выполнении стандартной функциональной пробы в виде Гарвардского степ- теста, в процессе годичного цикла спортивных тренировок. На основании полученных данных в течение всего цикла спортивных тренировок возникла возможность корректировать объем и интенсивность тренировочных нагрузок, а также давать рекомендации по оптимизации учебно- тренировочной деятельности, в том числе и по использованию средств восстановления, реабилитации и рекреации. В процессе проведения всех исследований осуществлялся тесный контакт с врачебным и тренерским составом спортивной школы. Результаты исследований каждого спортсмена лыжника обсуждались на тренерских советах.

Полученные нами экспериментальные данные могут быть использованы в работе спортивных физиологов, педагогов- валеологов, инструкторов по физическому воспитанию, а также в теоретических курсах по общей и возрастной физиологии, физиологии спорта, теории спортивной тренировки, теории и методики физического воспитания.

Апробация работы

Материалы исследования доложены на итоговых научных конференциях профессорско-преподавательского состава, молодых ученых и специалистов Казанского государственного педагогического университета (1996, 1997, 1998); на Всероссийских симпозиумах "Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке" (г. Казань, 1996, 1998); на II и 1П Республиканских научных конференциях молодых ученых и специалистов (г. Казань, 1997, 1998); на Региональной научно- методической конференции "Актуальные проблемы медико- биологической и психологической подготовки специалистов" (г. Наб. Челны, 1997); на ХУЛ съезде Всероссийского физиологического общества имени И.П. Павлова (г. Ростов- на- Дону, 1998).

Основное содержание исследования отражено в 8 работах.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания организации и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 122 страницах машинописного текста, содержит 13 рисунков и 12 таблиц. Список литературы включает 203, из которых иностранных авторов39.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Хронотропная функция сердца в процессе роста и развития организма 1.1.1. Изменение частоты сердечных сокращений в покое при различных двигательных режимах

Частота сердечных сокращений является одним из основных информативных показателей деятельности сердца. Это лабильный показатель сердечнососудистой системы, подверженной значительным изменениям при воздействии различных экзогенных и эндогенных раздражителей. Известно, что в процессе роста и развития детей, ЧСС в покое постепенно урежается, достигая к юношескому возрасту величин, близких к показателям взрослых. По мнению ряда авторов до периода полового созревания происходит плавное урежение сердечного ритма, а в пубертатный период и период завершения полового созревания данный процесс протекает более активно. В юношеском возрасте снижение частоты сердцебиений происходит менее интенсивно (И.О.Тупицын, 1985, А.В.Крылова, 1990 и др.). Другие же считают, что ЧСС в подростковом возрасте несколько увеличивается и к 16 -17 годам постепенно уменьшается (Н.А.Панов, П.А.Филеши, 1981). Изучению закономерностей изменения частоты сердечных сокращений с возрастом посвящены работы многих авторов (И.А.Аршавский, 1967, Р.А.Абзалов, 1971, 1985, А.А.Бирюкович, 1973, Б-СЛоскБОп а1., 1980, Ф.Г.Ситдиков, 1981, В.И.Козлова, Д.А.Фарбер, 1983, Ю.С.Ванюшин 1986, Г.Х.Самигуллин, 1988, С.И.Русинова, 1989, А.В.Крылова, 1990, Л.Л Каталымов, Л.А.Марчик, 1998 и др.). Большинство исследователей объясняют возрастное урежение сердцебиений более выраженным холинэрги-ческим влиянием на сердечную" деятельность, что способствует повышению

предела работоспособности и устойчивости системы кровообращения (И.А.Аршавский, 1967, Ф.Г.Ситдиков, 1981, Р.А.Абзалов, 1985 и др.).

Одним из основных факторов, вызывающих становление и совершенствование деятельности сердца в онтогенезе, является двигательная активность (Р.А.Абзалов, 1971, 1985, В.С.Фарфель, 1972, 1977, Х.А.Бекмансуров, 1973, Р.А.Калюжная, 1977, Р.Е.Мотылянская, 1979, K.C.Brown, 1980, W.J.Conyca, 1980, B.Grunenwald, 1980, M.Rena et al., 1980, J.Ostman - Smith, 1981, И.А.Аршавский, 1982, Ю.С.Ванюшин, 1986, А.И.Аринчин, 1987). Систематические физические нагрузки способствуют урежению ЧСС в покое , что приводит к увеличению резервных возможностей развивающегося сердца (Р.Е.Мотылянская, 1966, С.В.Хрущев, 1980, Г.А.Садыкова, 1985). На фоне физиологической, возрастной брадикардии сердца происходит развитие бради-кардии тренированности (А.Г.Ким, 1968, С.В.Хрущев с соавт., 1974, И.Д.Граевская, 1975, Р.А.Абзалов, 1985, Ю.С.Ванюшин, 1986, С.В.Тихвинский, С.В.Хрущев, 1991). У спортсменов, занимающихся видами спорта, направленными на развитие выносливости, частота сердцебиений в покое регистрируется в пределах 40-50 ударов в минуту (H.Reindell, 1960, С.А.Душанин, 1975, В.С.Аграненко, М.З.Залесский, 1979, С.В.Хрущев, 1980, Л.А.Бутченко с соавт., 1986, А.Г.Дембо, Э.В.Земцовский, 1989). Такие пределы характерны не только для высококвалифицированных взрослых спортсменов, но и подростков и юношей долгое время занимающихся циклическими видами спорта (С.В.Тихвинский, С.В.Хрущев, 1991).

Совершенство деятельности сердца спортсменов выражается как в уреже-нии ЧСС, так и в увеличении объема сердца ( В.Л.Карпман с соавт., 1978, Ф.З.Меерсон,1978), увеличении времени диастолической паузы между систолами ( А.А.Маркосян, 1969, Н.А.Бирюкович, 1974), уменьшении потребления кислорода в покое и при выполнении физических упражнений (H.W.Heiss et al., 1975, A. A.Veicsteinas et al., 1982), снижении артериального давления

(В.Е.Васильева, 1963, А.Г.Дембо, М.Я.Левин, 1969, Р.Е.Мотылянская и сотр., 1967). Кроме того, систематическое воздействие физических нагрузок уменьшает диапазон индивидуальных колебаний ритма сердечной деятельности (Р.А.Абзалов, 1985, Н.И.Шлык с соавт., 1995). Ежедневные мышечные нагрузки более существенно меняют структуру сердечного ритма , чем обычный двигательный режим, отражая процесс становления новых взаимосвязей. Перестраиваются взаимодействия симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы в регуляции сердца (А.Н.Крестовников, 1951, С.П.Летунов, Р.Е.Мотылянская, 1957, В.М.Король, 1967). Известно, что преобладание парасимпатических влияний над симпатическими обеспечивает развитие брадикардии тренированности (Л.А.Александрова, Ф.Г.Ситдиков, 1982, С.Б.Тихвинский, С.В.Хрущев, 1991, Р.А.Абзалов, Р.Р.Нигматуллина, 1998).

Показатель ЧСС быстро реагирует на малейшие изменения функционального состояния организма и его контроль осуществляется как в покое, так и во время нагрузок. Увеличение ЧСС во время нагрузок зависит от показателей ЧСС в покое (Р.А.Абзалов, 1985). Изучению данного показателя у спортсменов занимающихся видами спорта на выносливость посвящены работы многих авторов (Н.М.Валеев, 1972, С.В.Хрущев с соавт., 1978, В.Л.Карпман, Б.Г.Любина, 1982). Также имеются работы, которые обнаруживают зависимость показателя ЧСС в покое от спортивной квалификации, специализации и возраста спортсменов (Р.А.Абзалов, О.ИЛавлова, 1997, О.И.Павлова, 1997, Р.Р.Абзалов, 1998). В литературе встречаются единичные работы посвященные изучению частоты сердцебиений в течении годичного цикла тренировок. По данным Дунганина C.B. (1975) у квалифицированных лыжников и велосипедистов в соревновательный период наблюдался самый низкий показатель ЧСС и составлял в среднем 48,4 ±2,9 уд/мин, а в подготовительный период данный показатель повысился и составлял 53,0+3,4 уд/мин. Однако, в литературе также имеются сведения о том, что у высококвалифицированных велосипедистов не происхо�