Исследование особенностей функционирования вегетативных систем у лиц высокого и сверхвысокого роста - важная проблема спортивной медицины [2, 5, 6]. Данные исследования хорошо физически подготовленных спортсменов 19 - 28 лет с ростом тела 180 - 215 см показали, что у таких лиц закономерно обнаруживаются определенные особенности функционирования кровообращения и внешнего дыхания, связанные с оптимизацией энергетического обеспечения организма человека, обладающего повышенным количеством биологически активных структур. Наиболее важным показателем при этом может считаться увеличение потребления кислорода в условиях покоя, которое обеспечивается увеличением производительности сердца [5]. Было обнаружено также, что у высокорослых спортсменов (старше 20 лет) электрическая и механическая активность сердца отличается рядом биологически обусловленных особенностей, которые можно определить термином "спортивное сердце высокорослого спортсмена " [2].

В литературе достаточно обстоятельно представлены данные об особенностях сердечной деятельности у юных спортсменов [1, 3- 12].

К сожалению, проблема врачебного контроля за высокорослыми юными спортсменами разработана совершенно недостаточно.

В связи со сказанным выше и была проведена настоящая работа, в которой изучались основные показатели, отражающие структурно-функциональные особенности сердечно-сосудистой системы и физической работоспособности высокорослых юных спортсменов.

Материал и методы исследования. Представленные в настоящей работе данные основаны на результатах обследования 109 квалифицированных юных спортсменов (53 мальчиков и 56 девочек) одного и того же возраста (15-16 лет), которые занимались различными видами спорта, но имели примерно одинаковый уровень физической работоспособности (судя по относительным величинам PWC₁₇₀ , рассчитанным на 1 кг массы тела). Испытуемые были распределены на три группы, выбор которых обусловлен особенностями физического развития и специализации спортсменов. В III группу вошли спортсмены с длиной тела в пределах нормального диапазона колебаний этого показателя для сверстников не занимающихся спортом; во II группу - с превышением верхней границы этого диапазона (от +1 до +2 s) и в I группу - спортсмены очень высокого роста - с длиной тела, превышающей +2 s. Спортсмены I группы занимались греблей, II и III групп соответственно теннисом и фигурным катанием.

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:

1. Антропометрия.

2. Измерение артериального давления в условиях покоя и непосредственно во время физических нагрузок.

3. Электрокардиография (регистрация ЭКГ производилась в условиях покоя и непосредственно во время физических нагрузок).

4. Эхокардиография (М-режим).

5. Определение физической работоспособности (тест PWC₁₇₀).

В табл. 1 представлены данные, характеризующие основные показатели физического развития юных спортсменов. Согласно этим данным спортсмены I группы по росто-весовым показателям существенно отличались от спортсменов III группы и приводимых в литературе стандартов физического развития сверстников, не занимающихся спортом (примерно на 20-40 кг по массе тела и на 15-35 см по его длине), что, очевидно, обусловлено особенностями отбора детей для занятий конкретным видом спорта на раннем этапе, когда предпочтение отдается имеющим большие тотальные размеры тела. В соответствии со шкалой Мартине длина тела обследованных гребцов (юношей и девушек) может быть оценена как очень большая.

Граница длины тела взрослых мужчин, выше которой индивидуума следует относить к категории гигантов, очень условна. Так, по мнению В.В. Бунака, М.Ф. Нестурха, Я.Я. Рагижского (1941), длина тела, превышающая 195 см, классифицируется как гигантизм, а по данным В.Г. Баранова (1955), к группе гигантов должны относиться лица с ростом, превышающим даже 190 см. В наших наблюдениях среди 15-16-летних юных спортсменов I группы длина тела свыше 190 см отмечалась в 43%, а свыше 195 см - в 8% случаев.

Как видно из табл. 2, у спортсменов I группы (юношей и девушек) несколько чаще сердечный ритм, выше САД и, соответственно, величины ДП. На наш взгляд, большие значения САД, по-видимому, можно связать с большим ударным объемом крови. Так, ударный объем крови (см. табл. 4) у них примерно на 20% превышает значения, зарегистрированные у спортсменов II группы и еще в большей степени (на 30-40 %) - значения этого показателя у юных спортсменов с наименьшими величинами росто-весовых показателей (III группа). Сказанное тем более справедливо, что у обследованных гребцов показатели, которые, как и ударный объем крови, могут определять величины артериального давления (ЧСС, минутный объем кровообращения - МОК) больше, чем у спортсменов II и III групп.

Таблица 1. Тотальные размеры тела у юных спортсменов - мальчиков и девочек, Х±

Таблица 2. Частота сердечных сокращений (уд/мин), систолическое, диастолическое, артериальное давление (мм рт. ст.) и двойное произведение (усл. ед.) у юных спортсменов в условиях покоя, Х±

Таблица 3. Размеры внутренних структур левых отделов сердца у высокорослых юных спортсменов, Х+

В табл. 2 представлены данные о ДП у обследованных спортсменов с различным антропометрическим профилем. Из таблицы видно также, что как у юношей, так и у девушек величины ДП значительно больше, чем у обследованных II и III групп. Все это свидетельствует о большем потреблении кислорода миокардом, менее экономичной работе сердца в условиях покоя у высокорослых спортсменов (I группы).

В табл. 3 представлены данные о размерах основных эхокардиографических показателей у юных спортсменов с различными антропометрическими характеристиками.

Как видно из табл. 3, отмечаются четкие различия величин этих показателей. Наибольшие значения размеров левых отделов сердца и массы миокарда отмечаются у гребцов (I группа), т.е. у спортсменов с наибольшей массой и длиной тела, а наименьшие - у спортсменов III группы - с существенно меньшими величинами тотальных размеров тела. Существенное влияние на абсолютные величины размеров сердца оказывают особенности физического развития. Очевидно, в данном случае морфологические характеристики сердца в значительной мере определяются размерами тела обследованных. С тем чтобы нивелировать индивидуальные различия в массе тела, определяли относительные величины, рассчитанные на 1 кг массы тела. При этом оказалось (в противоположность абсолютным значениям), что относительные величины объема полости и массы миокарда были наименьшими у высокорослых спортсменов (I группа), а наибольшие - у спортсменов, отличающихся наименьшими росто-весовыми параметрами (III группа). В этом случае относительные величины размеров сердца (объем полости и массы миокарда желудочка) у юношей трех обследованных групп равнялись соответственно 1,91; 1,93; 2,33 мл/кг и 1,88; 1,94; 2,15 г/кг.

В наших наблюдениях (табл. 4) МОК у высокорослых юношей (I группа) чаще всего равнялся 5,5 - 7,8 л/мин, в среднем составляя 6,8 л/мин ( у девушек 6,1). Это позволяет рассматривать полученные величины как относительно высокие, учитывая, что у взрослых спортсменов с обычными росто-весовыми показателями они, по средним данным, составляют примерно 5 л/мин. В основе этих сдвигов, надо полагать, лежит увеличение систолического объема крови (СОК). И действительно этот показатель у высокорослых юных спортсменов был существенно увеличен - он колебался в пределах 95-115 мл, составляя в среднем 103,6 мл (у взрослых же квалифицированных гребцов, ранее обследованных нами, он составлял 115 мл), что едва ли не на 50% превышает приводимые в литературе данные, полученные у нетренированных взрослых мужчин обычного физического развития.

Таблица 4. Систолический объем крови (мл; мл/кг), минутный объем кровотока (л/мин; мл/мин/кг) у юных спортсменов

Примечание. Показатели рассчитаны по данным В.В. Сафронова и др., 1980.

У спортсменов II и III групп ударный объем крови также был увеличен. Значения абсолютных величин этого показателя, равно как и значения, пересчитанные на 1 кг массы тела, у представителей этих двух групп обычно превышают наблюдаемые даже у здоровых нетренированных мужчин (по нашим данным, они равны 74 мл). Что же касается больших значений ударного объема крови у высокорослых юных спортсменов с большой массой тела, его длиной и площадью поверхности, то увеличенная транспортная функция кровообращения у них может быть связана не только с занятиями спортом (как у спортсменов II и III групп), но и с ростом энергетических потребностей организма из-за повышенного количества биологически активных тканей.

В табл. 5 и 6 представлены данные, зарегистрированные во время выполнения физических нагрузок различной мощности юными спортсменами с отличающимися от нормы росто-весовыми показателями.

Как видно из табл. 5 и 6, значения (по средним данным) мощности первой и второй нагрузок существенно различались. У спортсменов I группы, выполняющих большие физические нагрузки, отмечались значительные величины САД по сравнению со спортсменами II и тем более III группы. В условиях мышечной работы (вторая нагрузка), когда ЧСС достигала примерно 155-170 уд/мин, САД у спортсменов I группы колебалось обычно в пределах 190 - 230 мм рт. ст., II группы - 170 - 210 мм рт. ст. и III группы - 140 - 170 мм рт. ст.

У девушек, выполнявших при аналогичном пульсе меньшие физические нагрузки, в этом случае были зарегистрированы меньшие величины САД, чем у юношей. В то же время при сопоставимых по мощности нагрузках у девушек САД было более высоким (по-видимому, из-за более частого сердечного ритма, чем у юношей).

САД определяется рядом факторов, и в первую очередь периферическим сопротивлением и сердечным выбросом. Периферическое сопротивление во время физической нагрузки снижается. Что же касается ЧСС, то в наших наблюдениях, как при первой, так и при второй нагрузках, тахикардия была примерно одинаковой у спортсменов всех трех групп. Следовательно, в данном случае, т.е. при физических нагрузках, большее повышение САД у высокорослых спортсменов (I группы) может определяться, скорее всего, большим ударным объемом крови. Тем более что даже в условиях покоя у гребцов величины этого показателя были значительно большими, чем у спортсменов II и III групп.

Величины ДП, дающие представление об обменных процессах в миокарде, в условиях физических нагрузок у спортсменов 1 группы были наибольшими. Более того, у высокорослых спортсменов по сравнению со спортсменами II и III групп во время мышечной работы оказались большими и относительные величины этого показателя ( отношение величины двойного произведения к массе миокарда): они соответственно равнялись 1,5; 1,36 и 1,29 усл. ед. А это значит, что в условиях субмаксимальной физической нагрузки (а по-видимому, и максимальной) у высокорослых спортсменов сердечная деятельность осуществляется в менее экономичном режиме - при большем потреблении кислорода единицей массы миокарда.

В табл. 7 представлены данные о физической работоспособности обследованных юных спортсменов. Видно, что абсолютные значения PWC₁₇₀ у спортсменов I группы выше, чем у спортсменов II группы (на 25%) и в еще большей степени - III группы (на 50%). Вместе с тем относительные величины этого показателя, рассчитанные на 1 кг массы тела, у высокорослых юных спортсменов более низкие, чем у спортсменов II и III групп.

Литературные данные свидетельствуют, что у 15-16-летних юношей и девушек (с нормальными росто-весовыми показателями), не занимающихся спортом, абсолютные значения PWC₁₇₀ равны соответственно примерно 800 и 450 кгм/мин, а относительные - 14,0 и 8,2 кгм/мин/кг. Все это позволяет сделать вывод, что физическая работоспособность у обследованных нами юных спортсменов превышает аналогичные показатели у нетренированных лиц.

Уровень физической работоспособности определяется рядом факторов, и прежде всего структурными особенностями сердца, производительностью кардиореспираторной системы. Чем выраженнее морфологическая перестройка сердца, эффективнее работа аппарата кровообращения, чем шире функциональные возможности вегетативных систем организма, тем выше величина PWC₁₇₀. Известно также, что существенное влияние на величину PWC₁₇₀ оказывают особенности физического развития. При этом если абсолютные величины этого показателя находятся в прямой зависимости от размеров тела, то относительные величины PWC₁₇₀ (на 1 кг массы тела) имеют тенденцию к уменьшению. Об этом же свидетельствуют и результаты определения максимального потребления кислорода, индекса Гарвардского степ-теста.

Таблица 5. Реакция физиологических показателей в ответ на велоэргометрические нагрузки у юных спортсменов

Таблица 6. Реакция физиологических показателей в ответ на велоэргометрические нагрузки у юных спортсменок

Таблица 7. Физическая работоспособность у юных спортсменов, PWC₁₇₀

Выше отмечалось, что наибольшие изменения размеров левых отделов сердца, показателей гемодинамики происходят у высокорослых юных спортсменов, отличающихся увеличенным количеством биологически активной массы тела.

Поскольку как высокорослые юные спортсмены, так и представители остальных двух групп имели одинаковую спортивную квалификацию, примерно равный стаж тренировок и уровень физической подготовленности, следовало ожидать одинаковой степени воздействия регулярных тренировок на морфологические и функциональные показатели аппарата кровообращения и уровень физической работоспособности. В наших же наблюдениях выявлена значимая зависимость величин этих показателей от росто-весовых характеристик. Это позволяет прийти к заключению, что большие абсолютные значения PWC₁₇₀ и несколько сниженные ее относительные значения (по сравнению со спортсменами остальных двух групп) у высокорослых юных спортсменов обусловлены влиянием спортивной деятельности и наряду с этим связаны с их антропометрическими особенностями .

Результаты обследования юных спортсменов, существенно различающихся по антропометрическим характеристикам, но имеющих примерно равный уровень физической подготовленности, позволили установить, что у высокорослых спортсменов (I группа) по сравнению с представителями двух остальных групп отмечаются несколько большие величины сердечного ритма, САД, существенно большие размеры диаметра аорты, левого предсердия и желудочка, СОК, величины PWC₁₇₀ . Что касалось относительных величин этих показателей, то у высокорослых юных спортсменов они были более низкими. Очевидно, сказалось влияние как особенностей физического развития, так и характера тренировочных и соревновательных нагрузок.

С тем чтобы получить более четкое представление о влиянии именно физического развития на физиологические показатели спортсменов в одном и том же виде спорта, в I группе были выделены две подгруппы с колебаниями длины тела в пределах 10 см: 180-189 см и 190-199 см. Далее производилось сравнение показателей уже в этих подгруппах. Как следует из табл. 8, в этом случае у более рослых спортсменов в условиях покоя также отмечается большая ЧСС и более высокое САД. В то же время, несмотря на различия в антропометрических характеристиках, зарегистрированы сходные абсолютные величины объема полости и массы миокарда желудочка, ударного объема крови и PWC₁₇₀ , в то время как относительные величины этих показателей, рассчитанные
на 1 кг массы тела, были меньшими у юных спортсменов-гигантов (подгруппа Б). Из этого следует, что у спортсменов подгруппы Б не происходит необходимой оптимизации в морфологической перестройке сердца, равно как и производительности аппарата кровообращения. В этом убеждает и тот факт, что в условиях субмаксимальной физической нагрузки (при пульсе 170 уд/мин) величины САД (которое в этом случае может в определенной мере характеризовать ударный объем крови) весьма близки и равнялись 209 и 214 мм рт. ст. (по расчетам максимальный ударный объем крови равнялся соответственно 143 и 144 мл ).

Заключение. У большинства обследованных высокорослых спортсменов в условиях покоя отмечаются несколько большие величины ЧСС, САД и среднего артериального давления по сравнению с юными спортсменами нормального роста и массы тела, равно как и у юных спортсменов-гигантов по сравнению с высокорослыми спортсменами.

У высокорослых юных спортсменов отмечается существенное увеличение абсолютных величин размеров левых отделов сердца: предсердия, полости и массы миокарда желудочка, диаметра устья аорты. Структурные особенности сердца у высокорослых юных спортсменов создают морфологическую основу для увеличения показателей гемодинамики в условиях покоя и во время мышечной работы, благодаря чему обеспечивается адекватное кровоснабжение увеличенной биологически активной массы тела.

Спортсменов высокого роста характеризует выраженное увеличение гемодинамических показателей - CОК и МОК. Увеличение этих показателей у высокорослых юных спортсменов можно объяснить более высоким уровнем обмена веществ. У спортсменов высокого роста увеличено и потребление кислорода миокардом. Для обеспечения энергетических запросов спортсменам высокого роста, имеющим большую поверхность тела, обладающим увеличенным количеством биологически активных тканей, необходимо перемещать большой объем крови, чему и способствует более интенсивное функционирование кровообращения.

Таблица 8. Физиологические показатели у юных спортсменов высокого роста

Столь выраженное увеличение гемодинамики и размеров внутренних структур левых отделов сердца у высокорослых юных спортсменов не может быть объяснено как естественным процессом, связанным с особенностями росто-весовых показателей, так и спортивной деятельностью ( относительные величины морфологических показателей сердца и сердечного выброса, рассчитанные на единицу массы тела, нивелирующие антропометрические особенности спортсменов, увеличены по сравнению с нетренированными).

У детей, подростков и юношей в процессе их развития изменяется возрастная динамика размеров предсердия, полости и массы миокарда желудочка, сердечного выброса и отношение этих показателей к общей массе тела. При этом если абсолютные значения этих показателей увеличиваются, то относительные, наоборот, снижаются.

У высокорослых спортсменов отношение структурно-функциональных параметров сердца к массе тела снижено. Более того, у спортсменов, занимающихся одним и тем же видом спорта (греблей), но различающихся по длине и массе тела, индекс "масса миокарда желудочка (равно как и остальные структурные параметры сердца и гемодинамика) - общая масса тела" у 15-16-летних спортсменов-гигантов по сравнению с высокорослыми спортсменами также снижен. Очевидно, и в этом случае речь идет об асинхронизме в росте массы сердца и тотальных размеров тела. А это означает одно: у лиц с большими росто-весовыми показателями не происходит необходимой оптимизации в морфологической перестройке сердца, что не дает им преимущества при выполнении физической нагрузки. В конечном счете меньшие относительные величины размеров внутренних структур сердца и гемодинамики, менее экономичная работа сердца в условиях покоя и физических нагрузок лежат в основе снижения и относительных величин физической работоспособности у спортсменов с существенно большими тотальными размерами тела.

Литература

1. Бахрах И.И. Особенности адаптации подростков к циклическим упражнениям. В кн.: "Спортивная кардиология", Вильнюс, 1975, с. 79-81.

2. Белоцерковский З.Б., Любина Б.Г., Картышева И.Ю. и др. Особенности ЭКГ и механической активности сердца высокорослых спортсменов// Теор. и практ. физ. культ. 1983, №7, с. 21-23.

3. Детская спортивная медицина/ Под ред. С.Б.Тихвинского и С.В. Хрущева, - М.: Медицина, 1991, с. 439.

4. Ильницкий В.И. Эхокардиограмма юных спортсменов/ /Кардиология, 1984, № 3, с. 116-117.

5. Карпман В.Л., Белоцерковский З.Б. и др. Кровообращение у высокорослых спортсменов. Тр. ВНИИФК. Медицина и проблемы высшего спортивного мастерства, 1975, с. 111-120.

6. Карпман В.Л., Любина Б.Г. Динамика кровообращения у спортсменов, М. 1982, с.135.

7. Локтев С.А., Алексанянц Г.Д. Современные проблемы медико-биологического и педагогического контроля за юными спортсменами. Краснодар, 1994. Федерация спортивной медицины РФ. - 53 с.

8. Марков Л.П. Основные особенности современного детского спорта. Вестник спортивной медицины России, 1997, № 2 (15), с. 27.

9. Меркулова Р.А., Хрущев С.В., Хельбин В.Н. Возрастная кардиогемодинамика у спортсменов. - М.: Медицина, 1989.- 130 с.

10. Сафронов В.В., Кузьмичев Ю.Г., Модзгвришвили Р.А. и др. Возрастные особенности основных эхокардиографических показателей//Физиология человека. 1980, № 5, т. 6, с. 813-821.

11. Kinoshita N., Mimura J., Obayashi C. et all. Aortic root dilatation among young competitive athletes: Echocardiographic screening of 1929 athletes between 15 and 34 years of age. Am. Heart J. 2000. Apr.139(4). 723-728.

12. Turley K.B. Cardiovascular responses to exercise in children. - USA - Sports Med., 1997, 24/4, p. 241-257.

  На главную    В библиотеку    Обсудить в форуме 

При любом использовании данного материала ссылка на журнал обязательна!