ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ РИТМА СЕРДЦА У ФРИДАЙВЕРОВ ПРИ ПЛАВАНИИ С ЗАДЕРЖКОЙ ДЫХАНИЯ

Н. В. Молчанова, А. Сазонов
Российский государственный университет физической культуры, спорта и туризма, Москва

Фридайвинг как вид спорта начал развиваться в России 5 лет назад. Целью спортсмена на соревнованиях является ныряние под водой в длину или в 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 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.

Целью исследования было сравнительное изучение сердечного ритма при проплывании дистанции 25 или 50 м с задержкой дыхания и с дыханием. Кроме того, мы изучали изменения сердечного ритма при проплывании без дыхания максимально возможной дистанции и влияние долгосрочного эффекта тренировки на реакцию сердца на плавание с задержкой дыхания.

В обследовании приняли участие 23 спортсмена, специализирующихся во фридайвинге, из них 13 муж чин (4 высококвалифицированных спортсмена, из которых 2 вице чемпиона мира) и 10 женщин (4 высококвалифицированные спортсменки, из которых 2 чемпионки мира). Спортсмены были обследованы в состоянии относительного покоя, при проплывании с дыханием и без дыхания 25 м (спортсмены массовых разрядов) или 50 м (высококвалифицированные спортсмены), а также при проплывании без дыхания максимально возможной дистанции под водой на глубине 2 м с моноластой с низкой скоростью. Основным условием первого эксперимента была демонстрация 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 в 50 % от максимальных. Отдых между дистанциями был достаточным для полного восстановления и составлял 3 мин. Измерение частоты сердечных сокращений (ЧСС) проводилось методом радиопульсометрии с использованием передатчиков Polar Team System. Для анализа полученных данных в соответствии с методикой, разработанной Р. М. Баевским [1], 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 - разница между максимальным и минимальным значениями ЧСС, которая является вариационным размахом, характеризующим активность вагусной регуляции ритма сердца. Определялся индекс напряжения, который характеризует степень напряжения регуляторных механизмов ритма сердца. По лученные материалы были обработаны методами математической статистики. Использовались t-тесты Стьюдента, результат считался значимым при р < 0,05.

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 (ВНС). 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 ВНС.

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 увеличением 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 кисло рода в крови на 5 %. При этом при снижении ЧСС уменьшается потребность сердца в кислороде, так как потребление кислорода сердцем примерно пропорционально квадратному корню из ЧСС [5]. Это может указывать на такое явление, как адаптация сердца к плаванию с задержкой дыхания у спортсменов высокой квалификации, в результате которой организм переходит на более низкий уровень функционирования.

В нашем исследовании спортсмены преодолевали 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 не зависело 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 к нырянию. Это согласуется с данными А. И. Дмитрука, отмечавшего достоверное снижение ЧСС у водолазов в одинаковой степени, независимо от величины давления окружающей среды и глубины погружения (60-300 м) [3].

Перед проплыванием дистанции с задержкой дыхания спортсмены высокой квалификации делали глубокий вдох, который не препятствовал снижению у них ЧСС. Это не согласуется с данными Э. Шагатай, связывающей большой легочный объем с увеличением ЧСС. Повышение внутригрудного давления благодаря эластичности грудной стенки при большом объеме воз духа в легких может привести к сокращению или задержке венозного возврата и последующему уменьшению ударного объема сердца. Уменьшение ударного объема и кровяного давления компенсируется повышением ЧСС [6]. 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 и максимально возможной задержкой дыхания реакция сердца на нагрузку претерпевает изменения в результате большого количества стимулов. При анализе ритма сердца у спортсменов отмечается возрастание , характеризующей активность вагусной регуляции ритма сердца (у мужчин, р < 0,05), и, таким образом, повышение тонуса парасимпатического от дела ВНС сердца по сравнению с покоем. АМо у женщин и мужчин уменьшалась при работе (р<0,05) по сравнению с покоем, что косвенно указывает на снижение активности симпатической регуляции ритма сердца. Мо практически не отличалась при работе и в состоянии покоя, что, возможно, свидетельствует о стабильности гуморального канала регуляции ритма сердца вследствие непродолжительного времени работы (максимальное время составляло 2 мин 50 с, дистанция под водой - 176 м). Индекс напряжения миокарда при работе по сравнению с покоем у мужчин достоверно снижался (р<0,05), что, по видимому, указывает на снижение периферического кровообращения.

При анализе ЧСС в начале дистанции в 1-й фазе отмечается снижение ЧСС, приводящее к ограничению использования кислорода и его сбережению. В отдельных случаях происходит стабилизация ЧСС на уровне значительно ниже исходного. Субъективно со стояние 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 гомеостазиса 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 не рва и активизации симпатических воздействий на ритм сердца. Субъективно 2-я фаза ощущается как фаза преодоления, так как связана с дискомфортным со стоянием. У трех спортсменов массовых разрядов эта фаза прерывалась вдохом. У остальных спортсменов наступила 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 сопровождается 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 с, а у спортсменов массовых разрядов от 5 до 15 с. У спортсменов высокой квалификации отмечается общий пониженный уровень потребления кислорода, что выражается в меньшей ЧСС на дистанции по сравнению с таковой у спортсменов массовых разрядов (р<0,05) и свидетельствует об эффективности приспособительных реакций в результате тренировки.

Известно, что в условиях мышечной деятельности наблюдается функциональный синергизм симпатических и парасимпатических воздействий [2]. 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 ВНС. Следователь но, при плавании с задержкой дыхания с высокой скоростью возможно нарушение баланса между симпатическим и парасимпатическим отделами ВНС. Развитие нарушений ритма сердца может возникнуть из-за разнонаправленного влияния на ВНС задержки дыхания и интенсивной мышечной деятельности. Кроме того, общий повышенный уровень потребления кислорода во время ныряния с высокой скоростью может привести к потере сознания из-за гипоксии головного мозга.

1. Изменения показателей сердечного ритма при плавании с задержкой дыхания имеют одинаковую направленность у женщин и мужчин и зависят от квалификации спортсменов.

2. 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.

3. Гипоксическая тренировка способствует раз витию приспособительных механизмов сердечной деятельности, активирующихся при задержке дыхания.

4. Снижение ЧСС у спортсменов высокой квалификации при плавании с задержкой дыхания происходит независимо от гидростатического давления и обусловлено задержкой дыхания.

5. У спортсменов при проплывании дистанции с низкой скоростью с максимально возможной задержкой дыхания в начале дистанции отмечается повышение тонуса парасимпатического отдела ВНС 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.

6. Активность симпатической регуляции ритма сердца снижается у спортсменов при проплывании дистанции с низкой скоростью и с максимально возможной задержкой дыхания в начале дистанции и, возможно, возрастает при наступлении физиологической критической точки.

7. Плавание с задержкой дыхания и с высокой скоростью не рекомендуется включать в тренировочный процесс из-за разнонаправленного влияния на ВНС задержки дыхания (активация парасимпатического от дела) и интенсивной мышечной деятельности (активация симпатического отдела ВНС) и как следствие возможных нарушений сердечного ритма.

1. Баевский Р. М. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе / Р.М.Баевский, О.И.Кириллов, С.З. Клецкин. - М.:Наука, 1984. - 220 с.

2. Бреслав И. С. Дыхание. Висцеральный и поведенческий аспекты / И.С. Бреслав, А.Д. Ноздрачев. - СПб.: Наука, 2005. - 308 с.

3. Дмитрук А. И. Медицина глубоководных погружений / А.И. Дмитрук. - СПб., 2004. - 288 с.

4. Ритм сердца у спортсменов / под ред. Р. М. Баевского, Р. Е. Мотылянской. - М.: Физкультура и спорт, 1986. - 141 с.

5. Физиология человека / под ред. Р. Шмидта и Г.Тевса. - М.: Мир,1986. - 288 с.

6. Erika Schagatay. The human diving response. / Schagatay Erika. - Lund, 1996. - 254 с.