УДК 796.01:612

MOLCHANOVA Natalia
Russian State University of Physical Education, Sport and Tourism (RSUPES&T) Russia, Moscow
E-mail: freediving2004@list.ru
8-903-288-53-75

Senior Lecturer of Department of applied sports and extreme activities

SURYAKOVA Olga
freediving coach, Moscow
8-909-901-97-29

Keywords: heart rate, breath holding, the hydrostatic pressure.

The Summary. Heart rate of freedivers decrease during dives, it is associated with breath holding and changes in hydrostatic pressure, indicating development of adaptive mechanisms in cardiac activity under these conditions.

Влияние ныряния на ЧСС изучалось многими исследователями, и все они отмечали снижение этого показателя (1,2,3,4,5...). Брадикардию может усиливать стимуляция хеморецепторов пониженным содержанием О2 в артериальной крови (5). Однако относительно связи величины давления и степени снижения ЧСС сведения разноречивы. Некоторые исследователи связывают уменьшение ЧСС с увеличением глубины погружения (4). В исследовании (8) отмечено достоверное снижение ЧСС у водолазов в одинаковой степени независимо от величины давления окружающей среды и глубины погружения (60-300м.)

Цель исследования. Изучение изменения сердечного ритма у фридайверов во время ныряния в глубину с задержкой дыхания и влияние долгосрочного эффекта тренировки на реакцию сердца на ныряние в глубину для оптимизации процесса подготовки спортсменов.

Методика и организация исследований. В обследовании принимали участие 8 спортсменов, специализирующихся во фридайвинге, из них 4 мужчины (3 высококвалифицированных спортсмена, из которых 1 вице-чемпион мира) и 4 женщины (2 высококвалифицированных спортсменки - чемпионки мира).

Измерение частоты сердечных сокращений ЧСС) у фридайверов проводилось методом радиопульсометрии с использованием передатчиков Polar Team System до ныряния в положении лежа на спине на воде со спокойным дыханием и во время ныряния в глубину с задержкой дыхания в моноласте. Для анализа полученных данных в соответствии с методикой, разработанной Баевским P.M. (6), 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.

Для анализа изменений ЧСС у спортсменов в зависимости от глубины погружения мы разделили дистанцию на 4 участка: "погружение 1" - соответствовал первой четверти дистанции при нырянии вниз; "погружение 2" - соответствовал второй четверти дистанции при нырянии вниз; "всплытие 3" - соответствовал третьей четверти дистанции при подъеме на поверхность; "всплытие 4" - соответствовал четвертой четверти дистанции при подъеме на поверхность. Полученные материалы были обработаны методами математической статистики. Использовались t-тесты Стьюдента, результат считался значимым при Р < 0,05.

Результаты исследований и их обсуждение. Различий в реакции на нагрузку в показателях сердечного ритма у женщин и мужчин не наблюдалось, что согласуется с предыдущими исследованиями в этой области (4, 10).

Имеются отличия в реакции сердца на ныряние в глубину, по сравнению с нырянием в длину: у всех спортсменов не наблюдается компенсаторной фазы, выражающейся в повышении ЧСС во время ныряния в длину при наступлении физиологической критической точки, по-видимому, связанной с воздействием гипоксии, гиперкапнии и ацидоза (9). Во время ныряния в глубину с задержкой дыхания ЧСС у спортсменов снижалась в среднем на 16,4 % (Р<0,05). При сравнении участков дистанции "погружение 1, 2" и "всплытие 3,4" отмечается уменьшение ЧСС при всплытии на 29,9 % (Р<0,05), в среднем с 91 до 64 уд/мин. Наибольшие изменения происходят при погружении: ЧСС у спортсменов снижалась в среднем со 106 на 1-й четверти дистанции до 77 уд/мин - на 2-й четверти (Р<0,05). Во время всплытия ЧСС продолжала снижаться и разницы между 3-м и 4-м участками при подъеме на поверхность не наблюдается: в среднем соответственно 64 и 63 уд/мин.

При погружении ЧСС снижается в соответствии с уменьшением мощности работы спортсменов. При всплытии наблюдается парадоксальная реакция: во время работы высокой интенсивности на глубинном участке дистанции и низкой интенсивности перед всплытием на поверхность ЧСС практически не изменяется. Это может свидетельствовать о влиянии на ЧСС метаболических изменений во внутренней среде организма, связанных с выполнением работы с задержкой дыхания, и с изменением парциальных давлений газов в легких фридайвера в связи с изменением гидростатического давления (в соответствии с газовым законом Дальтона). В начале погружения парциальное давление О2 в легких фридайвера высокое, затем, несмотря на активную работу по преодолению положительной плавучести и потребление О2 организмом, оно повышается вследствие увеличения гидростатического давления. Парциальное давление СО2 в начале работы низкое, по мере движения вниз оно повышается. Во время работы при всплытии уменьшается парциальное давление О2 в легких фридайвера в связи с его потреблением тканями и уменьшением гидростатического давления и особенно резко, в 2 раза, на последних 10 м подъема. Парциальное давление СО2 в легких спортсмена при всплытии вначале высокое, в связи с его накоплением, затем оно падает из-за уменьшения гидростатического давления. Однако при всплытии парциальное давление СО2 в легких снижается. Хеморецепторная стимуляция дыхания практически отсутствует, поэтому фридайвер не испытывает дискомфортных ощущений и желания вдохнуть во время подъема из глубины такой же силы, как во время ныряния в длину. Известно, что ЧСС повышается при увеличении парциального давления в легких СО2 (7). Вследствие стабилизации ЧСС на низком уровне и уменьшении парциального давления О2, СО2 из-за падения гидростатического давления при всплытии. Потеря сознания может происходить внезапно на последних метрах подъема на поверхность. На основе проведенных исследований выявлены условия, при которых наблюдается отсутствие прямой зависимости между интенсивностью физической нагрузки, оцениваемой по скорости движения и ЧСС. Резкое повышение ЧСС происходит только после первого вдоха.

При анализе ритма сердца у спортсменов во время ныряния в глубину отмечается возрастание на 86% Х - разницы между максимальным и минимальным значением ЧСС, характеризующим активность вагусной регуляции ритма сердца (Р<0,05) и, таким образом, наблюдается повышение тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы сердца, по сравнению с покоем. Показатель Мо, как наиболее часто встречающийся ритм или мода увеличился на 28%, изменения активности гуморального канала регуляции ритма сердца незначительны. АМо - амплитуда моды увеличилась на 21% при работе по сравнению с покоем (Р>0,05). Изменения активности симпатической регуляции ритма сердца недостоверны. Индекс напряжения снижался на 70% (Р<0,05). Можно предположить, что степень напряжения регуляторных механизмов ритма сердца уменьшается из-за снижения ЧСС и уменьшения объема циркулирующей крови за счет централизации кровотока.

При сравнении реакции сердца на нагрузку высококвалифицированных и среднеквалифицированных спортсменов наблюдается более выраженное уменьшение ЧСС во время погружения у фридайверов высокой квалификации (рис. 1, 2, 3). Возможно, у спортсменов высокой квалификации приспособительные механизмы сердечной деятельности выражаются в экономизации работы сердца при погружении.

Эмоциональная реакция на сложные ситуации, возникающие во время ныряния, вызывает повышение ЧСС. Так, спортсмен при нырянии на 86 м испытывал трудности с выравниванием давления в области среднего уха на глубине 13 м, и на этой же глубине ЧСС увеличилась с 89 до 110 уд/ мин. На глубине 24 м, когда давление у фридайвера выровнялось, ЧСС вновь начала снижаться (рис. 4).

1. Во время ныряния в глубину на ЧСС влияют метаболические изменения во внутренней среде организма, связанные с выполнением работы с задержкой дыхания, и с изменением парциальных давлений газов в легких фридайвера из-за изменения гидростатического давления (в соответствии с газовым законом Дальтона).

2. У спортсменов при нырянии в глубину отмечается снижение ЧСС, более выраженное у высококвалифицированных фридайверов, что свидетельствует о развитии приспособительных механизмов сердечной деятельности и экономизации работы сердца при погружении.

3. Эмоциональная реакция на сложные ситуации, возникающие во время ныряния, вызывает повышение ЧСС.

4. Увеличивать глубину погружений необходимо постепенно после предварительной адаптации сердца к меньшей глубине, т.к. во время всплытия интенсивная работа выполняется при низких значениях ЧСС.

1. Arnold R.W. Extremes in human breth hold, facial immersion bradycardia. Undersea Biomedical Research 12,2: 183-190, 1985.

2. Butler P.J., Woakes A.J. Heart rate in humans during under water swimming with and without breath-hold. Respiration Physiol 69: 387-399, 1987.

3. Paulev P.E., Hansen H.G. Cardiac response to apnea and water immersion during exercise in men. J. Appl. Physiol. 33:193-198, 1972.

4. Schagatay Erika. The human diving response. Lund, 1996. - 254 c.

5. Stromme S.B., Kerem D., Eisner R. Diving bradicardia during rest and exercise and its relation to physical fitness. J. Appl. Physiol. 28: 614-621, 1970.

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

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

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

9. Молчанова Н.В. Исследование изменений ритма сердца у фридайверов при плавании с задержкой дыхания / Н.В. Молчанова, А. Сазонов // Теория и практика физической культуры - М., 2007, № 10.