Adaptatsionnye reaktsii variabel'nosti serdechnogo ritma u sportsmenov parashyutistov pri vysotnykh poletakh

Full Text

Введение Парашютный спорт в мировом сообществе стал как спортом, так и профессией. Примером тому являются войска: десантные, морские, космические, авиационные. У военнослужащих спортсменов парашютистов работа в небе с различных высот, направленная на спортивные достижения, рекорды – стала профессией. Наравне с классическим парашютным спортом сегодня интенсивно развиваются: «групповая парашютная акробатика», «купольная парашютная акробатика», «пара-ски» (парашютное горнолыжное многоборье), «скайсерфинг» (воздушная акробатика на доске-лыже), «фристайл» (воздушный балет в свободном падении), «фрифлай» (выполнение вертикальных фигур в свободном падении), «пилотирование куполов». И не случайно, особое значение имеет адаптация, связанная с профессиональной деятельностью. Характер взаимодействия основных стрессоров, действующих на человека опасных профессий, сложен и недостаточно изучен [6]. Риск в жизни человека – неотъемлемая суть его существования, а в профессиональной деятельности сопряжен с опасностью для жизни человека [1-2]. Важно знать и изучать экопортрет человека при отборе людей для работы в экстремальных условиях, опасных профессий, экстремальных видов спорта [1]. У людей с различными генотипическими характеристиками различная цена адаптации не только к условиям среды обитания, но и к различным профессиям, видам спорта [там же]. Поэтому необходимо определить стратегию адаптации к тому или иному экстремальному фактору. Функциональное состояние, адаптационные реакции, адаптационные ресурсы спортсменов парашютистов в условиях выполнения комплекса заданий, в частности в условиях соревнований, не достаточно изучены. Адаптационные реакции – это колебательная система, в которых присутствует периодичность, позволяющая организму, как приспособиться к изменениям факторов внешней среды, так и расширить границы воздействия, в переделах которых организм остается жизнеспособным [3]. Особый интерес представляют адаптационные реакции на воздействие комплекса стресс-факторов. Спортсмену парашютисту приходится прыгать с различных высот, выполняя в свободном падании разнообразные задания. Однако, следует учесть, что на высоту от 2000 м и выше парашютисты поднимаются на разных летательных аппаратах (вертолет, самолет) и гипоксическая нагрузка длиться разное время. На высоте, прежде, чем парашютист отделится от самолета, он испытывает воздействие низких температур, дефицит кислорода. После отделения он с большой скоростью преодолевает те километры, которые набирал постепенно, поднимаясь на заданную высоту. Свободное падание парашютиста – это падание от момента отделения от самолета с нарастанием скорости падения впервые 10-14 секунд, с постепенной стабилизацией скорости до 180-200 км/час. За первые 10 секунд парашютист пролетает 300 м, последующие 300 м за 5,5 секунд. Меняя положение тела, парашютист может влиять на скорость, увеличивать или уменьшать ее. При выполнении комплекса фигур в одиночной или групповой акробатике парашютисты могут достигать скорости до 400 км/час. В групповой акробатике больших формаций спортсмены парашютисты покидают самолет с высоты 4500 м. и более. В таком случае, профессиональная деятельность спортсменов парашютистов сопряжена с работой в условиях гипоксии. Нами было исследовано состояние кардиореспираторной системы спортсменов парашютистов в тренировочных, соревновательных условиях и выполнении рекордов среди больших формаций с использованием аппаратно-программных комплексов «AnnaFlash» и «Варикард», в статистической обработке «ISCIM6» Цель исследования: изучение адаптационных реакций по показателям вариабельности сердечного ритма у спортсменов парашютистов при выполнении высотных полетах. Материал и методы Исследования проведены в естественных условиях на аэродромах городов Рязань, Псков, Коломна, Иваново с 2005 по 2010 г.г. Прыжки спортсменов парашютистов осуществлялись с высоты от 2000 до 4700 м. Осуществлялось суточное и дневное мониторирование с использованием приборов Холтера и «Варикард» в 5-минутном кардиоинтервале. В мониторинге обследовано спортсменов 63 (39 мужчин и 24 женщины) уровня ЗМС, МСМК, МС с количеством прыжков 4500 – 10000 в период соревнований и установления мирового рекорда. На протяжении исследований скорость ветра у земли была 4 – 8 м/сек, порывами до 10-12 м/сек. Прыжки осуществлялись на специальных легких парашютах для высотных прыжков американской фирмы «Parafoil». Особенностью легкого парашюта является то, что он облегчает вес спортсмена в воздухе и является минимальным сопротивлением при групповой или одиночной акробатической работе в воздухе. Вместе с тем, купол способен развивать высокую горизонтальную скорость с учетом скорости ветра по высотам, для того, чтобы спортсмен, несмотря на удаленность открытия от аэродрома, имел возможность на него прийти. Гасится скорость только перед приземлением, что создает безопасность при приземлении, как в сильный ветер, так и штиль. В обработке материала использовалось теоретическое описание математических методов анализа вариабельности ритма сердца (ВСР или HRV – heat rate variability), в соответствии с которыми дана характеристика отдельных его показателей: среднее значение частоты сердечных сокращений (HR); стресс-индекс (SI – степень напряжения регуляторных систем), активность парасимпатического звена (RMSSD ms), суммарный эффект вегетативной регуляции (SDNN ms), степень активности автономного контура регуляции (СС1), степень активности центрального контура регуляции (СС0), степень централизации ритмом сердца (IC) - соотношение уровней активности центрального и автономного контуров регуляции; отношение значений сверхнизкочастотного и высокочастотного компонента вариабельности сердечного ритма (VLF/HF ). Акцент в работе сделан на медленно-волновых компонентах управления ритмом сердца: волны высокой частоты – суммарный уровень активности парасимпатического звена (HF– High Frequency) – 0,40-0,15 Гц (2,5-6,7 с), волны низкой частоты – суммарный уровень активности вазомоторного центра (LF – Low Frequency) – 0,15-0,04 Гц (6,6-25 с), волны очень низкой частоты – суммарный уровень активности симпатического звена регуляции (VLF – Very Low Frequency) – 0,04-0,0033 Гц (25-303 с), волны ультранизкой частоты – суммарный уровень активности высших вегетативных центров (ULF – Ultra Low Frequency) – менее 0,0033 Гц (более 303 с). HF отражает трофотропные (ваго-инсулярная ветвь барорецептиного рефлекса), LF – изменение баро- и хеморецепторов (симпатическая ветвь барорецептиного рефлекса), VLF - эрготропные процессы [8]. В работах Р.М. Баевского и его сотрудников установлена связь вариабельности сердечного ритма с нейрогуморальной регуляцией и адаптивными реакциями организма человека на стресс [5]. Важным вопросом при анализе случайных процессов явился вопрос о стационарности. Стационарным называется процесс, если его среднее значение не меняется во времени, протекает приблизительно однородно и имеет вид непрерывных колебаний вокруг некоторого среднего значения [6]. На ритм сердца оказывают постоянное воздействие центральная и вегетативная нервная системы, насыщение крови кислородом и углекислым газом, различные рефлексы, эти влияния относят к стационарным. Вместе с тем, существуют преходящие факторы, связанные с функционированием системы кровообращения (например, при изменении положения тела) их называют нестационарными. Нестационарный или переходный процесс имеет определенную тенденцию развития во времени [там же]. При проверке стационарности случайного процесса мы следовали общепринятым рекомендациям проверки статистических гипотез. Гистограммы анализировались в соответствии с приятыми характеристиками [3, 6, 8-9]. Нормальная гистограмма - распределение величин RR интервалов близко к нормальному (Гауссовскому) распределению. Асимметричная гистограмма - наблюдается при переходных (нестационарных) состояниях ритма. Эксцессивная гистограмма – характеризуется очень узким основанием и заостренной вершиной, что говорит о малой изменчивости RR интервалов, регистрируется при выраженном стрессе, ряде патологий. Многовершинная гистограмма характерна для мерцательной аритмии, экстрасистолии, перемежающемуся ритму, множественным артефактам. При статистическом анализе использовались стандартные методы вариантной статистики: построение диаграмм, гистограмм, вычисление среднестатистических показателей и ее отклонений (М±m), среднеквадратичное отклонение (±σ), достоверность различий для параметрических показателей определялись по t-критерию Стьюдента, взаимосвязи (ρ) - корреляционным анализом в программе Microsoft Еexcel, 2007. Определение достоверности корреляции проведено также в автоматическом режиме программного обеспечения Statistica 6.0. Значимыми принимались прямые и обратные связи c учетом уровня достоверности. Результаты и их обсуждение На протяжении прыжков с высоты 4000 метров замеры артериального давления осуществлялись на момент приземления парашютиста. У мужчин и у женщин АД и HR вывялены от верхнего предела нормы до высокого. У 53,8 % спортсменов САД, у 61,5% ДАД и 33,3 %, HR отмечены выше нормы или в верхнем пределе нормы. Рекордные прыжки больших формаций осуществлялись спортсменами с высоты от 4500 метров и выше. Результатами исследования вариабельности сердечного ритма до прыжка на установление рекорда мира у женщин спортсменок-парашютисток выявлен взаимопереход частотно-спектральных компонентов LF, VLF, ULF. Осцилляция HF захватывает осцилляции других частот (рис. 1). РИСУНК 1 Известно, что в период адаптации осуществляется взаимопереход спектров физиологических ритмов, в данном случае синхронизация осуществляется за счет осциллирования с общей частотой HF. После установления рекорда у женщин наблюдается когерентность VLF и ULF и вновь осцилляция НF захватывает осцилляции других частот. Такая согласованность ритмов наблюдается при антистрессовых реакциях и характеризуется гиперсинхронизацией. Можно сказать, что в групповом свободном падании с большим число спортсменов парашютистов (более 70 человек) и комплексном воздействии стресс-факторов различной природы, индивидуальные ритмы подчиняются групповым и синхронизация достигается общим осциллированием частотно-спектральных компонентов и характеризуется гиперсинхронизацией. Фазовый портрет является наглядным геометрическим методом оценки ВСР. На рисунке 3 представлены фазовые портреты парашютисток с преобладанием активности парсимпатикотонической (ПСНС) и симпатикотонической нервной системы (СНС), осуществлявших прыжки на установление рекорда мира больших формаций среди женщин с высоты 4500 м (рис. 2). РИС. 2 Повышенная активность автономного контура регуляции (HF) у одной спортсменки и выраженное усиление активности вазомоторного центра (LF), регулирующего сосудистый тонус у другой спортсменки, являются адаптационной реакцией на мощное воздействие комплекса других стресс-факторов различной природы, включая психо-эмоциональную сферу. Важным аспектом изучения адаптационных возможностей и реакций спортсменов парашютистов на воздействие гипоксии является свободное падание. Поскольку спортсмен в свободном падении находится 30-50 секунд, то изучить особенности реакций VLF и ULF не представляется возможным. Но рассмотреть реакции парасимпатического и симпатического звеньев регуляции возможно. С использованием приборов Холтера были изучены адаптационные реакции быстрых (HF) и медленных (LF) волн у 12 мужчин парашютистов. Для анализа выбраны показатели некоторых спортсменов: ЗМС – многократный абсолютный чемпиона мира (<10000 прыжков), ЗМС (<8000 прыжков) - чемпион мира среди военнослужащих; МС (<6000 прыжков). Изучение ВСР адаптационных реакций парашютистов в свободном падении с выполнением комплекса фигур показало срыв адаптационных систем регуляции ритмом сердца (таб. 1). ТАБЛ. 1 У спортсмена парашютиста ЗМС – многократного абсолютного чемпиона мира (<10000 прыжков) в свободном падании с выполнением комплекса фигур с высоты 2000 м наблюдался выраженный стресс. У ЗМС (<8000 прыжков) чемпиона мира среди военнослужащих и МС (<6000 прыжков) – экстрасистолии (рис 3.) РИС. 3 Мониторинговое наблюдение ультрадианных ритмов (c 9.40 до 15.10 час) выявило, что адаптационные реакции на физическую нагрузку заданий по одиночной акробатике у спортсменов ЗМС (<10000 прыжков) – соответствуют нормотоническому типу, ЗМС (<8000 прыжков) - парасимпатикотоническому и МС (<6000 прыжков) – симпатикотоническому (рис. 4). РИС. 4 Следуя классификации гипоксических состояний Н.А. Агаджаняна и А.Я. Чижова (1998), результаты полученных данных по показателям вариабельности сердечного ритма, у спортсменов парашютистов в свободном падании, при высотных полетах, следует отнести по экзогенному критерию - к гипобарической высотной гипоксии, а по эндогенному – физиологической нагрузки [3]. Исследование психологических особенностей личности вышеуказанных парашютистов показали, что нормотоник обладает максимальными возможностями адаптации к комплексу стресс-факторов, характеризуется высокой лабильностью, мотивированностью к достижению успеха, эмоциональной устойчивостью, целеустремленностью. Ваготоник и симпатикотоник менее лабильны. У ваготоника успешность зависит от скорости включения парасимпатикотонии, более подвержен смене эмоциональных состояний и депрессивности. Симпатотоник высокоэнергетичен, работоспособен, оптимистичен. По результатам исследования у симпатотоника самая высокая цена адаптации к условиям воздействия комплекса стресс-факторов при высотных прыжках. Таким образом, при прыжках с больших высот (от 3000 – 4500 м и выше) и воздействии комплекса стресс-факторов различной природы, адаптация у спортсменов парашютистов достигается как взаимопереходом спектров физиологических ритмов, так и осциллирования с общей частотой HF. Такая согласованность ритмов наблюдается при антистрессовых реакциях и характеризуется гиперсинхронизацией. В групповой акробатике больших формаций с большим числом участников (более 70 человек) при комплексном воздействии стресс-факторов различной природы, индивидуальные ритмы подчиняются групповым, и синхронизация достигается общим осциллированием частотно-спектральных компонентов и также характеризуется гиперсинхронизацией. В свободном падении угнетается деятельность как парасимпатикотонии, так и симпатикотонии, однако хорошо отслеживается гармоничность, либо дисгармоничность протекающих процессов управления ритмом сердца. В связи с большой скоростью падания состояние спортсменов характеризуется нестационарным состоянием и управляется осцилляцией быстрых (HF) волн. За счет чего достигается общая синхронизация управления ритмом сердца. Индивидуальная адаптация зависит от типа управления ритмом сердца (нормотоник, ваготоник, симпатотоник). Выводы Полученные сведения позволяют заключить, что при индивидуальной и групповой деятельности в экстремальных условиях следует учитывать особенности адаптационных реакций в зависимости от типа нервной системы, управляющей ритмом сердца. И при отборе лиц для опасных профессий желательно проводить мониторинговые исследования с использованием современных АПК.

About the authors

N. A Agadzhanyan

Tat'yana Valentinovna Bashkireva

Email: bashkirevat@bk.ru

References

Supplementary files