Молчанова Н.В., Сазонов А.
Российский государственный университет физической культуры, спорта и туризма.
Статья опубликована в журнале «Теория и практика физической культуры» №10-2007 г.
Введение. Фридайвинг как вид спорта начал развиваться в России 5 лет назад. Целью спортсмена на соревнованиях является ныряние под водой в длину или глубину на максимально возможную дистанцию без учета времени. Энергообеспечение организма происходит в условиях быстро нарастающего дефицита кислорода. Поэтому в данном виде спорта на первый план выступает задача спортсмена минимизировать потребление кислорода организмом за счет уменьшения мощности работы и на соревнованиях фридайвер плывет расслабленно. Для создания эффективной методики подготовки спортсменов необходимо проследить за изменениями, происходящими в организме фридайвера при плавании с задержкой дыхания.
Цель. Сравнительное изучение сердечного ритма при проплывании дистанции 25 или 50 метров с задержкой дыхания и с дыханием. Изучение изменения сердечного ритма при проплывании без дыхания максимально возможной дистанции и влияние долгосрочного эффекта тренировки на реакцию сердца на плавание с задержкой дыхания.
Испытуемые. В обследовании принимали участие 23 спортсмена, специализирующихся во фридайвинге, из них 13 мужчин (4 высококвалифицированных спортсмена, из которых 2 вице-чемпиона мира) и 10 женщин (4 высококвалифицированных спортсменки, из которых 2 чемпионки мира).
Методы. Спортсмены были обследованы в состоянии относительного покоя, при проплывании с дыханием и без дыхания 25 метров (низкоквалифицированные спортсмены) или 50 метров (высококвалифицированные спортсмены), а также при проплывании без дыхания максимально возможной дистанции под водой на глубине 2 метра с моноластой с низкой скоростью. Основным условием первого эксперимента являлось проявление одинаковых мышечных усилий при плавании с дыханием и без дыхания. Спортсменам была дана инструкция проплыть обе дистанции способом брасс по поверхности воды с одинаковой скоростью и субъективными усилиями 50% от максимальных. Отдых между дистанциями был достаточным для полного восстановления и составлял 3 минуты. Измерение частоты сердечных сокращений (ЧСС) проводилось методом радио-пульсометрии с использованием передатчиков Polar Team System. Для анализа полученных данных в соответствии с методикой, разработанной Баевским Р.М. (5), использовались следующие характеристики вариационной пульсометрии: Мо – наиболее часто встречающийся ритм или мода, это наиболее вероятное значение случайной величины, являющееся косвенным отражением активности гуморального канала регуляции ритма сердца; АМо – амплитуда моды или ее вероятность в процентах, характеризующая активность симпатической регуляции ритма сердца. Вычислялась ∆Х – разница между максимальным и минимальным значением ЧСС, которая является вариационным размахом, характеризующим активность вагусной регуляции ритма сердца. Определялся индекс напряжения, который характеризует степень напряжения регуляторных механизмов ритма сердца. Полученные материалы были обработаны методами математической статистики. Использовались t-тесты Стьюдента, результат считался значимым при P < 0,05.
Результаты и обсуждение. У женщин и мужчин отмечались однонаправленные изменения показателей сердечного ритма при плавании с задержкой дыхания по сравнению с работой без задержки дыхания в зависимости от квалификации. У спортсменов низкой квалификации при работе с задержкой дыхания отмечается возрастание АМо (у женщин достоверное, Р < 0,05), что может указывать на повышение тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы. У спортсменов высокой квалификации при плавании с задержкой дыхания достоверно снижалась ЧСС (Р < 0,05), что свидетельствует об уменьшении пульсовой стоимости работы с задержкой дыхания по сравнению с работой без задержки дыхания. Вероятно, у них повышается тонус парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.
Известно, что урежение ЧСС является, в первую очередь, следствием влияния блуждающего нерва на сердечный ритм. При гипоксическом плавании потребность сердца в кислороде не может быть покрыта за счет увеличения экстракции кислорода и удовлетворяется главным образом за счет увеличения коронарного кровотока, которое обусловлено расширением коронарных сосудов. Общепризнано, что наиболее мощным стимулом для расширения коронарных сосудов служит недостаток кислорода; дилатация коронарных сосудов наступает уже при снижении содержания кислорода в крови на 5% . При этом при снижении ЧСС уменьшается потребность сердца в кислороде, т.к. потребление кислорода сердцем примерно пропорционально квадратному корню из частоты сокращений сердца (1). Это может указывать на такое явление, как адаптацию сердца к плаванию с задержкой дыхания у спортсменов высокой квалификации, в результате которой организм переходит на более низкий уровень функционирования.
В нашем исследовании спортсмены плыли дистанцию с дыханием и без дыхания по поверхности воды. Достоверно меньшее значение ЧСС (Р < 0,05) у спортсменов высокой квалификации при плавании с задержкой дыхания, по сравнению с работой с дыханием, было независимо от изменения гидростатического давления. Таким образом, реакция сердца была обусловлена задержкой дыхания и не связана с так называемым «нырятельным рефлексом» у спортсменов высокой квалификации, что свидетельствует об адаптации сердца именно к работе в условиях задержки дыхания, а не ныряния. Это согласуется с данными Дмитрука А.И., отмечавшего достоверное снижение ЧСС у водолазов в одинаковой степени независимо от величины давления окружающей среды и глубины погружения (60-300м.) (2).
Перед проплыванием дистанции с задержкой дыхания спортсмены делали глубокий вдох, который не препятствовал уменьшению ЧСС у спортсменов высокой квалификации. Это не согласуется с данными Э.Шагатай, связывающей большой легочный объем с увеличением ЧСС. Повышение внутригрудного давления за счет эластичности грудной стенки при большом объеме воздуха в легких может привести к сокращению или задержке венозного возврата и последующему уменьшению ударного объема сердца. Уменьшение ударного объема и кровяного давления компенсируется ростом ЧСС (4). Наши данные в отношении спортсменов высокой квалификации этого не подтвердили, что указывает на адаптацию сердца к такого рода нагрузке.
При проплывании дистанции с низкой скоростью с максимально возможной задержкой дыхания реакция сердца на нагрузку претерпевает изменения в результате большого количества стимулов. При анализе ритма сердца у спортсменов отмечается возрастание ∆Х – разницы между максимальным и минимальным значением ЧСС, характеризующим активность вагусной регуляции ритма сердца (у мужчин, Р < 0,05) и, таким образом, повышение тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы сердца, по сравнению с покоем. АМо – амплитуда моды у женщин и мужчин уменьшалась при работе (P<0,05), по сравнению с покоем, что косвенно указывает на снижение активности симпатической регуляции ритма сердца. Мо - наиболее часто встречающийся ритм или мода практически не отличалась при работе и в состоянии покоя, что, возможно, свидетельствует о неизменной активности гуморального канала регуляции ритма сердца. Индекс напряжения снижался, у мужчин достоверно (P<0,05).
При анализе ЧСС в начале дистанции в 1-й фазе срочной адаптации отмечается снижение ЧСС, приводящее к ограничению использования кислорода и его сбережению. В отдельных случаях происходит стабилизация ЧСС на уровне, значительно ниже исходного. Субъективно состояние в этой фазе ощущается как вполне комфортное. Заканчивается 1-я фаза наступлением физиологической критической точки, по-видимому, связанной с воздействием гипоксии, гиперкапнии и ацидоза. Предположительно, в этот момент для поддержания гомеостаза в организме включаются компенсаторные механизмы, в том числе и в виде увеличения ЧСС. В некоторых случаях ЧСС возрастает в 2 раза, возможно, в результате ослабления тонуса блуждающего нерва и активизации симпатических воздействий на ритм сердца. Субъективно 2-я фаза компенсации ощущается как фаза преодоления, так как связана с дискомфортным состоянием. У троих спортсменов низкой квалификации эта фаза прерывалась вдохом. У остальных спортсменов наступает 3-я фаза декомпенсации, когда ЧСС вновь начинает снижаться, уже, по-видимому, в результате развития охранительного торможения в центральной нервной системе и ослабления всех функций из-за дефицита кислорода. Субъективно эта фаза спортсменами высокой квалификации ощущается как облегчение дискомфортного состояния и нередко отмечается опасным чувством засыпания. Заканчивается фаза наступлением психической критической точки, когда преодолеть желание сделать вдох становится невозможно. При этом у спортсменов высокой квалификации продолжительность 2-й и 3-й фаз колебалась в условиях эксперимента от 15 до 45 секунд, а у спортсменов низкой квалификации от 5 до 15 секунд. У спортсменов высокой квалификации отмечается общий пониженный уровень потребления кислорода, что выражается в меньшей ЧСС на дистанции по сравнению со спортсменами низкой квалификации (P<0,05) и свидетельствует об эффективности приспособительных реакций в результате тренировки.
Известно, что в условиях мышечной деятельности наблюдается функциональный синергизм симпатических и парасимпатических воздействий (3). При увеличении интенсивности нагрузки происходит усиление симпатической регуляции на сердце. Реакции сердца спортсменов на гипоксическое плавание с низкой скоростью свидетельствовали о преимущественной активации парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Следовательно, при плавании с задержкой дыхания с высокой скоростью возможно нарушение баланса между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы. Развитие нарушений ритма сердца может возникнуть из-за разнонаправленного влияния на вегетативную нервную систему задержки дыхания и интенсивной мышечной деятельности. Кроме того, общий повышенный уровень потребления кислорода во время ныряния с высокой скоростью легко может привести к потере сознания из-за гипоксии головного мозга.
Выводы:
- Изменения показателей сердечного ритма при плавании с задержкой дыхания имеют одинаковую направленность у женщин и мужчин и зависят от квалификации спортсменов.
- У спортсменов высокой квалификации при плавании с задержкой дыхания снижение ЧСС уменьшает потребность сердца в кислороде, что, по-видимому, является приспособительной реакцией на дефицит кислорода.
- Гипоксическая тренировка способствует развитию приспособительных механизмов сердечной деятельности, активирующихся при задержке дыхания.
- Снижение ЧСС у спортсменов высокой квалификации при плавании с задержкой дыхания происходит независимо от гидростатического давления и обусловлено задержкой дыхания.
- У спортсменов при проплывании дистанции с низкой скоростью с максимально возможной задержкой дыхания отмечается повышение тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы сердца, как приспособительная реакция на задержку дыхания и, по-видимому, снижение тонуса при наступлении физиологической критической точки, как компенсаторная реакция на сдвиги во внутренней среде организма во время работы.
- Активность симпатической регуляции ритма сердца снижается у спортсменов при проплывании дистанции с низкой скоростью, с максимально возможной задержкой дыхания в начале дистанции, и, возможно, возрастает при наступлении физиологической критической точки.
- Плавание с задержкой дыхания и с высокой скоростью не рекомендуется включать в тренировочный процесс из-за разнонаправленного влияния на вегетативную нервную систему задержки дыхания (активация парасимпатического отдела) и интенсивной мышечной деятельности (активация симпатического отдела вегетативной нервной системы) и, как следствие, возможных нарушений сердечного ритма.
Литература
1. Физиология человека. Под ред. Р.Шмидта и Г. Тевса. М., «Мир», 1986.–288 с.
2. Дмитрук А.И. Медицина глубоководных погружений. С.Пет., 2004. – 288 с.
3. И.С.Бреслав, А.Д.Ноздрачев. Дыхание. Висцеральный и поведенческий аспекты С.-П., «Наука», 2005. – 308 с.
4. Schagatay Erika. The human diving response. Lund, 1996. – 254 с.
5. Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. - М.: Наука, 1984. - 220 с.
