1.5.3. Лабораторная работа 3. Определение и оценка показателей функционального состояния сердечно-сосудистой системы и психофизической подготовленности студента.

Общие сведения. Любая деятельность человека (физическая или умственная работа, сон, занятия спортом и т.д.) зависит от функционирования сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Более того, смертность от сердечно-сосудистой и дыхательной недостаточности является одной из основных причин гибели населения в трудоспособном возрасте. В РФ смертность от заболеваний ССС составляет более 800000 чел.в год или свыше 80% общей смертности. Таким образом, уровень здоровья человека во многом определяется функциональным состоянием сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Поэтому, каждый человек должен уметь оценить функциональное состояние этих систем, используя доступные для этих целей приборы и оборудование.

Важнейшим показателем функционального состояния сердечно-сосудистой системы является частота сердечных сокращений (ЧСС) или пульса. Пульс каждый человек может легко сосчитать сам у себя. Для этого необходимо к запястью левой руки сверху на область лучевой артерии наложить, слегка прижимая, подушечки указательного, среднего и безымянного пальцев, а общим пальцем поддерживать запястье с тыльной стороны. При таком положении пальцев, будет ощущаться пульсация лучевой артерии, которые соответствуют сердечным сокращениям. Можно определить пульс и по пульсации сонной артерии на шее. Нужно подсчитать количество пульсаций за 30, 15 или 10 секунд и вычислить количество сердечных сокращений за 1 минуту, т.е. умножить на 2, либо на 4, либо на 6.

Интенсивность нагрузки можно определить как по скорости передвижения, так и по некоторым реакциям организма, регистрируемые как во время бега, так и после его окончания т.е. восстановительном периоде. Пульс – самый важный показатель, которым нужно руководствоваться при определении интенсивности бега. В основе использования ЧСС в качестве критерия интенсивности нагрузки лежит линейная зависимость между изменением мощности работы и динамикой ЧСС.

Таблица 9

Параметры физических нагрузок в зависимости

от частоты занятий бегом в неделю

Количество занятий в неделю	Продолжительность одного занятия (мин)	Общая затрата времени в неделю (мин)
2	90	180
3	45	135
4	30	120
5	20	100
6	15	90

Чем выше частота пульса, тем выше тренировочный эффект. Установлено, что для каждой возрастной группы людей существует наиболее благоприятный режим тренировок, характеризующийся определенным диапазоном верхнего и нижнего предела сердечных сокращений (пульса). Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) рекомендует занятия оздоровительной физкультурной направленности на уровне 60-80 % от максимально допустимой интенсивности (по ЧСС) для каждой возрастной группы. (табл. 10).

Максимальную же ЧСС для каждого человека определяется по формуле: ЧСС (макс.) = 220 - возраст.

Оптимальной интенсивности бега с учетом возраста можно определить и используя следующие простые формулы: а) для начинающих. Оптимальная величина ЧСС равняется разности между 170 и возрастом; б) для занимающихся регулярно в течение 1-2 лет, ЧСС = 180 - возраст; в) для готовящихся к массовым пробегам, требующим усиленной подготовки, ЧСС = 170 - 1/2 возраста.

Таблица 10

Оптимальные величины ЧСС (уд/мин) во время занятий бегом физкультурно-оздоровительной направленности (по Костюченко В.Ф.)

Возраст (лет)	Величина ЧСС, уд/мин
	Уровень физической подготовленности
	Низкая	Средняя	Хорошая
10-25	120	140	160
26-30	116	136	155
31-35	113	132	150

В качестве контроля за величиной тренировочной нагрузки можно использовать и скорость восстановления пульса до исходного уровня (состояния покоя). Если принять частоту пульса за первые 10 секунд восстановления после бега, за 100 %, то хорошей реак­цией восстановления следует считать его снижение через 1 мин., — на 20 %, через З мин – на 30 %, через 5 мин, на – 50 %, а через 10 мин. – на 70—75 %. Если восстановление пульса замедлено, то тренировочную нагрузку следует уменьшить.

Минимальная частота пульса при физической нагрузки, при которой наблюдается минимальный тренировочный эффект для лиц молодого возраста (18 - 30 лет) считается 110 уд/мин. Однако при такой частоте пульса необходимо значительно дольше выполнять физические нагрузки, чем при более высоком пульсе (табл. 11)

Таблица 11

Рекомендуемое время занятий в зависимости от частоты пульса (по Гриненко М. Ф., Ефимовой Т.Я.)

Частота пульса, уд/мин	110	120	130	140	150
Время занятий, мин	180	90	45	20	10

Приведенные данные касаются минимального тренировочного эффекта. Так как тренирующее воздействие связано с продолжительностью работы. То чем продолжительнее занятие, тем больший положительный эффект может быть достигнут. В настоящее время установлено, что оптимальная длительность занятий оздоровительным бегом должна быть в пределах 20-40 мин при пульсе равным 130-150 ударов в минуту.² При правильной дозировке физической нагрузки должно быть хорошее самочувствие, приподнятое настроение и высокая работоспособность. Нагрузка в беге должна быть такой, чтобы в конце занятия чувствовалась приятная усталость, а не утомление, требующее длительного отдыха. Главный показатель эффективности оздоровительного бега – субъективное ощущение удовольствия от этих занятий.

Методика спектрального анализа пульса

Благодаря работам, проведенным в области космической медицины все более широкое распространение получают методы математического анализа ритма сердца, разработанные более 30 лет назад в рамках космической кардиологии. Использование сердечно-сосудистой системы в качестве индикатора адаптационных реакций всего организма в настоящее время считается вполне

обоснованным, основная информация о состоянии систем, регулирующих ритм сердца, заключена в "функции разброса" длительностей кардиоинтервалов.

Выделяются три группы методов, направленные, соответственно, на исследование средней частоты пульса, его вариабельности и переходных процессов. Центральное место в этой классификации занимают методы изучения вариабельности сердечного ритма. Эти методы можно условно разделить на три группы: 1) методы оценки общих статистических характеристик; 2) методы оценки связи между кардиоинтервалами; 3) методы выявления скрытой периодичности динамического ряда кардиоинтервалов.

В качестве метода выявления скрытой периодичности динамического ряда кардиоинтервалов наиболее часто используется спектральный анализ. При этом определялются мощности спектра в диапазонах высоких (High Frequency-HF), низких (Low Frequency - LF ) и очень низких (Very Low Frequency-VLF ) частот. Мы выделяем для оценки VLF диапазон частот от 0,04 до 0,015 Гц.( 25-70 с). Это важно для того, чтобы оценить активность подкоркового сердечно-сосудистого центра, имеющего в своем составе три ядра (центра) -сосудистый, ускоряющий и ингибиторный (Фолков, Нил, 1983). При этом сосудистый (или вазомоторный) центр функционирует в диапазоне частот около 0,1 Гц., а регулирующие активность симпатического отдела вегетативной нервной системы ускоряющий и ингибиторный центры характеризуются более низкочастотными колебаниями. Колебания с частотами ниже 0,015 Гц.(>70 с.) по имеющимся литературным данным (Sayers, 1973) отражают состояние центров терморегуляции и ренин-ангиотензивной системы (van Ravenswaaij-Arts, Kollee et al, 1993). Таким образом, мощность спектров медленных волн первого и второго порядков указывает на активность различных уровней центральной регуляции. При этом медленные волны первого порядка отражают состояние вазомоторного центра, а волны второго порядка - активность симпатического отдела вегетативной нервной системы. Суммарная мощность всех волн в диапазоне от 0,4 до 0,015 Гц (2,5 - 70 с.) характеризует общую активность внутрисистемных (уровень В центрального контура регуляции) и автономных регуляторных механизмов. Следует отметить, что снижение суммарной мощности может рассматриваться как результат активации более высоких уровней регуляции, вследствие чего подавляется активность нижележаших центров. Статистическая значимость различий между показателями вариабельности сердечного ритма в различных группах определялась при попарном сравнении по t-критерию Стьюдента, а также методом пошагового дискриминантного анализа с построением математических моделей исследуемых явлений.

Полученные данные свидетельствуют о том, что в период магнитной бури наблюдаются иные изменения вегетативной регуляции, чем на 1-2-е сутки после окончания бури. Во время магнитной бури одновременное снижение частоты сердечных сокращений (HR) и смещение вегетативного баланса в сторону симпатического звена регуляции (снижение HF%, HFs, CV, MxDMn, pNN50, RMSSD; рост SI, VLFs) говорят об активации подкоркового сердечно-сосудистого центра. Увеличение показателей SNCA и LFs/HFs свидетельствует о том, что имеются специфические изменения сосудистой регуляции. Это подтверждается ростом показателя LFt. Физиологически указанные изменения можно интерпретировать как активацию вазомоторного центра и замедление времени приема и переработки информации в нем. Таким образом, выявляемые в период магнитной бури изменения четко показывают, что основными "мишенями" воздействия геомагнитных возмущений являются центральная нервная система и нервная регуляция сосудистого тонуса.

Ряд авторов отмечает, что наиболее существенные отклонения физиологических функций выражаются чаще всего в повышении артериального давления и возникновении вегетососудистой дистонии (Музалевская, 1973; Оранский, Царфис, 1989). Эти изменения проявляются значительным увеличением значений показателей IC, VLF%, VLFs. В меньшей степени растет LF, но значительно снижается HF. Все это говорит о централизации управления ритмом сердца с вовлечением в процесс надсегментарных мозговых структур. Однако, обращает на себя внимание значительное увеличение IARS и значительный рост числа аритмий ( NАrr). Вместе со значительным удлинением периода вазомоторных волн (LFt) и увеличением суммарной мощности низкочастотных колебаний по отношению к высокочастотным (LFs/HFs) эти изменения указывают на явления дисбаланса в центральном контуре регуляции, на дальнейшее развитие изменений в системе сосудистой регуляции. Физиологическая интерпретация выявленных изменений показывает, что имеются отклонения, выходящие за пределы физиологической нормы. При этом изменения со стороны сердца (появление аритмий) и сосудистой системы (удлинение времени регуляции сосудистого тонуса и функциональное напряжение вазомоторного центра) могут рассматриваться как факторы риска возможных отклонений, имеющих патологический характер.

В спектральной функции у студентов после физических нагрузок преобладают медленные волны 2-го порядка. Полученные результаты показывают, что система вегетативной регуляции кровообращения активно реагирует на данные воздействия. Активность регуляторных систем была выше, а вегетативный баланс был достоверно смещен в сторону усиления активности симпатического звена.

Результаты исследований показывают, что наблюдаемые изменения вполне соответствуют гипотезе о том, что одной из "мишеней" при воздействии физических нагрузок на организм человека является система регуляции сосудистого тонуса. Поэтому изменения со стороны показателей, характеризующих активность вазомоторного центра, могут условно рассматриваться как специфические. Изменения со стороны показателей, отражающих состояние тонуса симпатической и парасимпатической системы, являются вторичными и могут рассматриваться как неспецифические. Вместе с тем, так называемые специфические и неспецифические изменения являются единой взаимосвязанной реакцией механизмов регуляции кровообращения на воздействие внешнего стрессорного фактора – физических нагрузок

Вопрос о специфичности и чувствительности вегетативного ответа организма на воздействие физических нагрузок представляет большой научный и практический интерес. Одним из первых шагов в этом направлении является выделение двух компонентов реакции организма на воздействие физических нагрузок. Неспецифический компонент характеризуется активацией симпатического отдела вегетативной невной системы и протекает по типу общего адаптационного синдрома (Селье, 1961). Подобный же ответ может быть получен и при других воздействиях, например, психоэмоциональных нагрузках. Специфическим компонентом реакции являются изменения вегетативного баланса с активацией барорефлекторного или парасимпатического звеньев регуляции.

Задание 1.Рассчитайте параметры собственных физических нагрузок в зависимости от частоты занятий бегом в неделю.

Задание 2.Определите для себя оптимальные величины ЧСС (уд/мин) и продолжительность занятий бегом физкультурно-оздоровительной направленности.

Задание 3. Определите свои характеристики САП и их сбалансированность.

Список литературы

1. Баевский P.M. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии P.M. Баевский. –М.: Медицина, 1979. – 298с

2. Апанасенко Г.Л., Попова Л.А. Медицинская валеология. Серия "Гиппократ. Г.Л. Апанасенко, Л.А.Попова – Ростов на Дону: Феникс, 2000. – 248 с.

3. Агаджанян Н.А. Биоритмы, спорт, здоровье. Н.А. Агаджанян, Н.Н. Шабатура – М.: Физкультура и спорт, 1989. – 208 с.

Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ сердечного ритма при стрессе. М. 1984.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Сделайте выводы о состоянии своей сердечно-сосудистой системы и подберите средства, методы и дозировки своей функционально-базовой подготовки на предстоящий этап подготовки.