РЕАКЦИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ПЛОВЦОВ НА

Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта, №2(19) 2011
ISSN 2070 4798
УДК 612.146.4 – 612.176.4
РЕАКЦИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ПЛОВЦОВ НА
НЕСПЕЦИФИЧЕСКУЮ И СПЕЦИФИЧЕСКУЮ НАГРУЗКУ
СУБМАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ
Т.В. Яцечко – кандидат медицинских наук, МАОУ ДОД «ДЮСШ №3»,
С.В. Стрельникова, Н.И. Пантелеева,
И.М. Рощевская – доктор биологических наук, профессор
Лаборатория сравнительной кардиологии Коми НЦ УрО РАН,
Сыктывкар
THE REACTION OF THE SWIMMERS` CARDIORESPIRATORY SYSTEM
TO SPECIFIC AND NONSPECIFIC SUBMAXIMAL PHYSICAL
WORKLOAD
T.V. Yatsechko – Candidate of Medical Sciences
Children’s-Youthful Sports School
S.V. Strelnikova, N.I. Panteleyeva,
I.M. Roshchevskaуa – Doctor of Biological Sciences, Professor
Laboratory of Comparative Cardiology, Komi Science Center, Ural Division,
Russian Academy of Sciences,
Syktyvkar, Russia
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: спортсмены-пловцы, специфическая и неспецифическая физическая
нагрузка, сердечно-сосудистая система.
Аннотация. В статье рассматривается проблема объективной оценки
функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсменов-пловцов.
Проведено сравнение реакций сердечно-сосудистой системы пловцов на физическую
нагрузку субмаксимальной мощности в специфических и неспецифических условиях
тренировки. Показано преобладание неблагоприятных реакций в неспецифических и
благоприятных в специфических условиях тренировки.
Key words: sportsmen-swimmers, specific and nonspecific physical workload,
cardiovascular system
Summary. In the article the problem of functional condition assessment of the
cardiovascular system of the sportsmen-swimmers is revealed. The reactions of the cardiovascular
system to submaximal physical workload in specific and nonspecific training conditions are
compared. The prevalence of unfavorable reactions in nonspecific and favorable reactions in
specific conditions of training is shown.
Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы спортсмена является
одним из определяющих факторов в формировании комплекса адаптаций организма к
длительному воздействию интенсивных физических нагрузок [2, 4]. Реакция системы
кровообращения спортсмена при физической работе зависит не только от длительности и
мощности работы, но и от специфичности условий тренировочной деятельности [3, 5].
~1~
Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта, №2(19) 2011
ISSN 2070 4798
Американской ассоциацией кардиологов рекомендовано проводить оценку
функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсменов с использованием
функциональных проб с физической нагрузкой [15]. При несоблюдении условий
специфичности физической нагрузки оценка функционального состояния системы
кровообращения может быть неадекватной, а показатели существенно отличаться от таковых
при выполнении привычных упражнений [16]. При обследовании спортсменов циклических
видов спорта (лыжные гонки, плавание, бег) применяется тестирование на велоэргометре
или третбане [3, 8, 9], но для пловцов, тренировка которых происходит в условиях
дополнительного сопротивления водной среды, измененного положения тела и т.д., данный
вид нагрузки является неспецифическим [1, 12]. Объективную оценку функционального
состояния организма можно получить при соответствии характера мышечной деятельности
при тестировании и условий, в которых занимаются спортсмены.
Цель – оценить реакцию сердечно-сосудистой системы пловцов на физическую
нагрузку в специфических и неспецифических условиях тренировки.
Методика и методы обследования
Обследованы 17 спортсменов-пловцов 13-18 лет ДЮСШ № 3 г. Сыктывкара, со
спортивным стажем 8±2 года, имевших 1 и 2 взрослый разряды по плаванию (n=7),
квалификацию кандидата в мастера спорта (n=8), мастера спорта (n=2).
Программа обследования включала в себя два теста с субмаксимальной нагрузкой:
неспецифическая нагрузка на велоэргометрическом тренажере – на «суше» и тест со
специфической нагрузкой в бассейне, на «воде». Тесты проводились в один период
спортивной подготовки.
В качестве неспецифического теста на «суше» использовали стандартную
велоэргометрию (тест PWC 170) (KETTLER, Германия). Спортсмены выполняли две
нагрузки разной мощности продолжительностью 5 минут. Первую (разминочную) нагрузку
рассчитывали исходя из массы тела, вторую (субмаксимальную) рассчитывали относительно
значений частоты сердечных сокращений (ЧСС) в конце первой нагрузки. Период
восстановления после каждой нагрузки составлял три минуты, в конце каждой минуты с
использованием автоматического тонометра (OMRON iQ 142, Япония) регистрировали ЧСС
и артериальное давление (АД): систолическое (АДс) и диастолическое (АДд) в положении
обследуемого сидя.
Специфический тест на «воде» проводили на следующий после велоэргометрии день,
на 1-ой тренировке, при этом исключали предшествующую физическую нагрузку в день
обследования. Перед основным тестом проводили разминку в воде, в плановом режиме,
пульс во время разминки составлял 122 – 150 уд/мин. После разминки период
восстановления составлял 3 минуты, в течение которого проводили измерение ЧСС и АД.
Субмаксимальную нагрузку создавали эмпирически: спортсмены плыли вольным стилем
400 метров с пульсом 170 уд/мин. После дистанции проводили измерение АД и ЧСС в конце
каждой минуты в течение восстановления в положении обследуемого сидя.
Данные приведены в виде средней арифметической ± стандартное отклонение
(M±SD). Достоверность различий внутри группы при условиях «до – после» анализировали
при помощи критерия Вилкоксона для связанных выборок, между реакцией на
специфическую и неспецифическую нагрузку рассчитывали при помощи критерия для
независимых выборок Манна-Уитни, различия считали достоверными при p<0,05.
Результаты и их обсуждение
Мощность субмаксимальной нагрузки на велоэргометре составила 175±27 вт/кг, при
специфической нагрузке обследованные пловцы проплыли 400 м за 4,88±0,53 минуты со
скоростью 1,36 м/с.
На каждой минуте восстановления после субмаксимальной специфической и
неспецифической нагрузок ЧСС обследованных пловцов достоверно (p=0.001) больше, чем в
покое (рис. 1).
~2~
Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта, №2(19) 2011
ISSN 2070 4798
140
*
130
*
○ *
2мин
3мин
ЧСС, уд/мин
120
110
100
90
80
70
покой
1 мин
восстановление после нагрузки
неспецифическая
специфическая
Рис. 1. Частота сердечных сокращений обследованных пловцов в покое и в период
восстановления после выполнения неспецифической и специфической субмаксимальной
нагрузки
* – достоверно по отношению к покою, p<0,05
○ – достоверно между специфической и неспецифической нагрузкой, p<0,05
На третьей минуте восстановительного периода ЧСС в тесте на «воде» была значимо
(p=0.04) больше, чем после нагрузки на «суше».
На каждой минуте трехминутного отдыха после неспецифической нагрузки АДс у
пловцов было значимо выше по сравнению с покоем. При специфической нагрузке на
третьей минуте наблюдали восстановление АДс до исходного уровня в покое (рис. 2).
200
*○
180
*
АД, мм рт. ст
160
*
* ○
*
140
120
100
*
80
*
60
40
20
0
АДс
АДд
покой
АДс
АДд
1 мин
АДс
АДд
АДс
2 мин
АДд
3 мин
восстановление после нагрузки
неспецифическая
специфическая
Рис. 2. Артериальное давление обследованных пловцов в покое и в период восстановления
после выполнения неспецифической и специфической субмаксимальной нагрузки
* – достоверно по отношению к покою, p<0,05
○ – достоверно между специфической и неспецифической нагрузкой, p<0,05
~3~
Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта, №2(19) 2011
ISSN 2070 4798
После выполнения субмаксимальной нагрузки на «суше» у обследованных пловцов
АДс было существенно выше, чем на «воде» на первой (p=0.025) и на третьей минуте
(p=0.0001) восстановления. Изменение АДд в ответ на нагрузку в тесте на «суше» было
более существенным, чем на «воде»: после неспецифической нагрузки на первой минуте
восстановления отметили достоверное (p=0.008) увеличение АДд по сравнению с покоем.
После специфической нагрузки АДд у пловцов практически не изменилось, к третьей минуте
восстановления стало значимо меньше (p=0.009), чем в покое.
При комплексной оценке хронотропной и сосудистой составляющих сердечнососудистой системы выделяют пять типов реакции системы кровообращения на физическую
нагрузку: нормотоническую, гипотоническую, гипертоническую, дистоническую и
ступенчатую,
позволяющих
определить
адекватность
физических
нагрузок
функциональному состоянию сердечно-сосудистой системы спортсменов [2].
У обследованных нами спортсменов по изменению ЧСС и АД в ответ на физическую
нагрузку выявлены три типа реакции системы кровообращения (табл. 1).
Таблица 1
Спортсмены
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
Типы реакции сердечно-сосудистой системы пловцов на нагрузку
Типы реакции
неспецифическая нагрузка
специфическая нагрузка
Ступенчатый
Нормотонический
Ступенчатый
Нормотонический
Ступенчатый
Нормотонический
Ступенчатый
Нормотонический
Ступенчатый
Нормотонический
Ступенчатый
Нормотонический
Гипертонический
Нормотонический
Гипертонический
Нормотонический
Гипертонический
Нормотонический
Гипертонический
Нормотонический
Гипертонический
Нормотонический
Гипертонический
Нормотонический
Гипертонический
Нормотонический
Гипертонический
Ступенчатый
Гипертонический
Ступенчатый
Нормотонический
Нормотонический
Нормотонический
Нормотонический
Нормотонический тип реакции: увеличение АДс до 160-180 мм. рт. ст., при
неизменном АДд или его понижении до 60 мм. рт. ст., ЧСС увеличивается более, чем на
50%. Гипертонический тип реакции на нагрузку: АДд и ЧСС повышаются, АДс резко
увеличивается до 180-220 мм. рт. ст. Ступенчатый тип реакции: АД и ЧСС увеличивается
аналогично нормотоническому типу, но на второй и третьей минуте восстановления после
выполнения физической нагрузки появляется повторный подъем артериального давления.
Реакция сердечно-сосудистой системы на субмаксимальную специфическую и
неспецифическую нагрузку у обследованных нами пловцов различалась: у 9 спортсменов
(52,9%) зарегистрировали гипертонический тип реакции сердечно-сосудистой системы на
неспецифическую нагрузку, у 6 (35,3%) – ступенчатый, только у двоих (11,8%) пловцов
отметили нормотонический тип реакции. В ответ на специфическую физическую нагрузку
реакция сердечно-сосудистой системы большинства пловцов была благоприятной:
нормотонический тип реакции у 14 пловцов (82,4%) у троих ступенчатая реакция (17,6%),
гипертонического типа реакции не зарегистрировано.
~4~
Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта, №2(19) 2011
ISSN 2070 4798
Физиологические особенности, формирующиеся в организме спортсмена-пловца,
обусловлены механическими факторами, связанными с движениями в плотной водной среде,
горизонтальным положением тела и большой теплоемкостью воды, что приближает
тренировку в водной среде к условиям гипогравитации [11]. Перераспределение крови при
физической работе в горизонтальном положении тела приводит к существенному
увеличению венозного возврата к правым отделам сердца, снижению общего
периферического сопротивления сосудов, увеличению ударного объема сердца и минутного
объема кровообращения, все это является результатом повышения активности
барорецепторов сердца и сосудодвигательного центра [6]. Поэтому при оценке реакции
системы кровообращения на специфическую и неспецифическую физическую нагрузку
необходимо учитывать реакцию и сосудистого и хронотропного компонентов сердечнососудистой системы.
Из выявленных типов реакции системы кровообращения на физическую нагрузку у
обследованных пловцов адекватным и благоприятным типом реакции является
нормотонический, т.к. приспособление к нагрузке происходит за счет повышения пульсового
давления, остальные типы реакции могут быть признаком функциональной неполноценности
сердечно-сосудистой системы. Гипотонический тип реакции является нерациональным для
деятельности сердца, поскольку характеризуется выраженным хронотропным эффектом и
увеличением ударного объема в слабой степени. Гипертонический тип реакции, при котором
происходит малый прирост ударного объема, характерен для гипертоников и людей с вегетососудистой дистонией. Дистонический тип характеризуется появлением феномена
«бесконечного тона» после выполнения физической нагрузки. Ступенчатый тип реакции,
отражает функциональную неполноценность регуляторной системы кровообращения и
оценивается как наиболее неблагоприятный [2].
При обследовании в условиях специфической нагрузки у 6 спортсменов, показавших
ступенчатый тип реакции на неспецифическую нагрузку, реакция сердечно-сосудистой
системы была нормотоническая. По-видимому, у этих спортсменов в специфических
условиях реакция регуляторной системы кровообращения более адекватная.
У 7 пловцов с гипертоническим типом реакции на неспецифическую нагрузку, при
специфическом тесте реакция была нормотонической. Известно, что долговременная
адаптация нервно-мышечного аппарата, должна соответствовать требованиям, необходимым
для реализации тренировочной нагрузки. Изменение реакции сосудов в данном случае,
вероятно, происходит за счет горизонтального положения тела при работе и сопротивления
водной среды.
Двое спортсменов с гипертоническим типом реакции на неспецифическую нагрузку
показали ступенчатый тип реакции на «воде», что может указывать на состоянии
перетренированности и переутомлении организма спортсмена.
Два спортсмена показали нормотонический тип реакции на оба теста, что является
результатом высокой толерантности сердечно-сосудистой системы у этих пловцов к разным
видам физической нагрузки.
Реакция сердечно-сосудистой системы на нагрузку во многом зависит от специфики
работы спортсмена и условий тренировки, которые влияют на работу органов и систем
организма. Результаты теста на специфическую нагрузку субмаксимальной мощности могут
быть использованы для составления индивидуальных рекомендаций по коррекции
тренировочного процесса. Показатели пульсового давления, косвенно отражающие ударный
объем сердца, у обследованных нами спортсменов на «суше» были больше, чем на «воде»,
что свидетельствует о большем напряжении компенсаторных механизмов сердечнососудистой системы на субмаксимальную нагрузку разной специфичности. При
специфической работе у пловцов сохраняется резерв адаптации к выполнению еще большей
нагрузки, тогда как на суше – это фактический предел.
~5~
Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта, №2(19) 2011
ISSN 2070 4798
Выводы
Таким образом, чтобы объективно оценить функциональное состояние системы
кровообращения пловцов необходимо проводить тест с субмаксимальной нагрузкой в
специфических условиях, особенно в тех случаях, когда реакция сердечно-сосудистой
системы при велоэргометрическом тесте неблагоприятная.
Работа поддержана Программой Президиума РАН «Фундаментальные науки –
медицине» №21, грантом для научных проектов для молодых ученых УрО РАН №10-4-НП502.
Литература
1. Велоэргометрическое тестирование в оценке функциональных возможностей юных пловцов на
этапе специализации / В.Л. Гоготова, И.Т. Корнеева, С.Д. Поляков, А.Д. Христочевский // Физкультура в
профилактике, лечении и реабилитации. – 2008. – № 3. – С. 9-13.
2. Дембо, А.Г. Спортивная кардиология / А.Г. Дембо, Э.В. Земцовский. – Л. : Медицина, 1989. – 464
с.
3. Дубровский, В.И. Спортивная медицина / В.И. Дубровский. – М. : Владос, 2005. – С. 114-146.
4. Карпман, В.Л. Сердечно-сосудистая система и транспорт кислорода при мышечной работе /
В.Л. Карпман // Клинико-физиологические характеристики сердечно-сосудистой системы у спортсменов :
сборник посвященный 25-летию кафедры спортивной медицины им. проф. В.Л. Карпмана. – М. : РГАФК, 1994.
– С. 12-39.
5. Клешнев, И.В. Анализ структуры и динамики специальной выносливости пловцов высокого
класса / И.В. Клешнев, В.В. Клешнев, А.В. Петряев // Плавание. Исследования, тренировка, гидрореабилитация
: материалы всеросс. науч.-практич. конференции. – СПб., 2001. – С. 10-13.
6. Морман, Д. Физиология сердечно-сосудистой системы / Д. Морман, Л. Хеллер. – СПб. : Питер,
2000. – 256 с.
7. О мерах по дальнейшему развитию и совершенствованию спортивной медицины и лечебной
физкультуры : приказ министерства здравоохранения РФ от 20.08.2001 № 337 [Электронный ресурс]. – Режим
доступа : http://www.referent.ru/1/60840.
8. Приходько, В.И. Особенности функционального состояния сердечно-сосудистой системы юных
пловцов, достигших высоких спортивных результатов / В.И. Приходько, Л.М.Беляева // Теория и практика
физической культуры. – 1996. – № 9. – С. 11-17.
9. Реакция кардиореспираторной системы юных спортсменов и нетренированных подростков г.
Сыктывкара на субмаксимальную физическую нагрузку / С.В. Стрельникова, Н.И. Пантелеева, Т.В. Яцечко,
И.М. Рощевская, М.П. Рощевский // Экология человека. – 2010. – № 7. – С. 25-29.
10. Ростовцев, В.Л. Изменение физиологических показателей организма элитных спортсменов под
воздействием многолетнего специфического метаболизма физических нагрузок / В.Л. Ростовцев // Теория и
практика физической культуры. – 2008. – № 1. – С. 24-28.
11. Смоленский, А.В. Основные направления развития спортивной кардиологии / А.В. Смоленский,
А.В. Михайлова // Физкультура в профилактике, лечении и реабилитации. – 2008. – № 2. – С. 23-30.
12. Солодков, А.С. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная : учебное пособие / А.С.
Солодков, Е.Б. Сологуб. – М. : Олимпия Пресс, 2005. – 528 с.
13. Соломатин, В.Р. Модельные характеристики и нормативные требования специальной
работоспособности высококвалифицированных пловцов / В.Р. Соломатин // Вестник спортивной науки. – 2009.
– № 8. – С. 17-20.
14. Шаров, А.В. Мониторинг тренировочных состояний и здоровья у спортсменов с использованием
системы «Вектор-5» / А.В. Шаров, Е.С. Сидорук // Физическое воспитание студентов. – 2008. – № 4. – С. 101108.
15. Recommendations and considerations related to preparticipation screening for cardiovascular
abnormalities in competitive athletes. 2007 update // Circulation. – 2007. – Vol. 115. – P. 1643-1655.
16. Stromme, S.B. et al. Assesment of maximal aerobic power in specifically trained athletes / S.B.
Stromme, F. Ingjer, H.D. Meen // Applied physiology. – 1977. – Vol. 42. – P. 833-837.
Literature
1. Veloergometric testing in estimating of young swimmers` functional facilities in the stage of
specialization / V.L. Gogotova, I.T. Korneyeva, S.D. Polyakov, A.D. Khristochevskiy // Physical culture in
prophylactics, treatment and rehabilitation. – 2008. – No 3. – P. 9-13.
2. Dembo, A.G. Sports cardiology / A.G. Dembo, E.V. Zemtsovskiy. – L. : Medicine, 1989. – 464 p.
3. Dubrovskiy, V.I. Sports medicine / V.I. Dubrovskiy. – M. : Vlados, 2005. – P. 114-146.
~6~
Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта, №2(19) 2011
ISSN 2070 4798
4. Karpman, V.L. The cardiovascular system and oxygen transport during muscular work / V.L. Karpman //
Clinical and physiological characteristics of the cardiovascular system of sportsmen : proceedings devoted to 25th
anniversary of the department of sports medicine named after prof. V.L. Karpman. – M. : RGAFK, 1994. – P. 12-39.
5. Kleshnev, I.V. The analysis of structure and dynamics of special endurance of highly skilled swimmers /
I.V. Kleshnev, V.V. Kleshnev, A.V. Petryayev // Swimming. Investigations, training and hydro rehabilitation :
proceedings of the All-Russian theoretical and practical conference. – SPb., 2001. – P. 10-13.
6. Morman, D. Physiology of the cardiovascular system / D. Morman, L. Heller. – SPb. : Piter, 2000. – 256
p.
7. On measures for the further development and improvement of sports medicine and therapeutic exercise :
The Order of the Ministry of Health of the Russian Federation № 337 from August 20th, 2001 [ Electronic resource]. –
Mode of access : http://www.referent.ru/1/60840.
8. Prikhod`ko, V.I. Features of the functional state of the cardiovascular system of young swimmers
achieved high sports results / V.I. Prikhod`ko, L.M. Belyayeva // Theory and practice of physical culture. - 1996. – No.
9. – P. 11-17.
9. The reaction of the cardiorespiratory system of young sportsmen and non-trained adolescents living in
Syktyvkar to submaximal physical workload / S.V. Strelnikova, N.I. Panteleyeva, T.V. Yatsechko, I.M. Roshchevskaya,
M.P. Roshchevskiy // Human ecology. – 2010. – No. 7. – P. 25-29
10. Rostovtsev, V.L. The change of the physiological parameters of the elite sportsmen’s organism under the
influence of long-term specific metabolism of physical loads / V.L. Rostovtsev // Theory and practice of physical
culture. – 2008. – No. 1. – P. 24-28.
11. Smolenskiy, A.V. The basic directions of the development of sports cardiology / A.V. Smolenskiy, A.V.
Mikhailova // Physical culture in prophylactics, treatment and rehabilitation – 2008. – No. 2. – P. 23-30.
12. Solodkov, A.S. Human physiology. General. Sports. Age-related : textbook / A.S. Solodkov, E.B.
Sologub. – M. : Olympia Press, 2005. – 528 p.
13. Solomatin, V.R. Model characteristics and normative requirements of special workability of highly
skilled swimmers / V.R. Solomatin // Vestnic of Sports science. – 2009. – No. 8. – P.17-20.
14. Sharov, A.V. Monitoring of training conditions and health in sportsmen using the system of «Vector-5» /
A.V. Sharov, E.S. Sidorchuk // Physical education of students. – 2008. – No.4. – P. 101-108.
15. Recommendations and considerations related to preparticipation screening for cardiovascular
abnormalities in competitive athletes. 2007 update // Circulation. – 2007. – Vol. 115. – P. 1643-1655.
16. Stromme, S.B. et al. Assesment of maximal aerobic power in specifically trained athletes / S.B. Stromme,
F. Ingjer, H.D. Meen // Applied physiology. – 1977. – Vol. 42. – P. 833-837.
Статья поступила в редакцию 05.05.2011 г.
~7~