Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Физиологическая оценка возрастной морфофункциональной адаптации человека к большим физическим нагрузкам

не од

■ 5 ДПР 1993

САМАРСКИЙ МЕДШиШСМ!!! ИНСТИТУТ ииенп Д: II. УЛЬЯНОВА

На правах рукописи

Козупица Геннадии Степанович

УДК: 606-003.96

•Н13ИО.ТОГИЧЕХКАЯ ОЦЕНКА ВОЗРАСТНОЙ МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОП АДАПТАЦИИ ЧЕЛОВЕКА К БОЛЬШМ <Ш311ЧЕСКШ НАГРУЗКАМ

14.00.17 - нормальная «физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

САМАРА- 1993

Работа выполнена в Самарской медицинской институте

им. Д.И. Ульянова и Российской Университете дружбы народов.

Научные консультации академик РАИН, доктор медицински* наук, профессор Н.А.Агаджаиян, доктор медицинских наук, про^ссор С.И.Бабкин, доктор медицинских наук, профессор В.А.Кельиев,

Ведуцая организация - Государственный центральным иститут физической культуры.

Официальные оппоненты: доктор биологических: наук, процессор Р.И.Габдрахианов, доктор биологических наук, профессор Ю.Л.Кислицын, доктор медицинских наук В.В.Симерзин,

Зацита диссертации состоится '' ¡Ц • С.п^гл^ 1993 г. в ■.'< /3 >> часов на заседании специализированного совета Д-0.84.27.04 при Самарской медицинской институте ' им. Д.И.Ульянова (443079, г.Самара, ул. Гагарина, д.20).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Санар-ского медицинского института ии. Д.И.Ульянова (ул. Арцыбуиевская, Д. 171).

Автореферат разослан <<■ /1 > ..Ц&рхл11/ 1993 г.

Учены* секретарь специализированного совета доктор иодицинсп'их наук

Б. Л ЛЕДНИКОВ

ОБИАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Здоровье человека определяется количеством и ноиностьо имеющихся у него адаптивных резервов, которые создается в процессе тренировки, в том числе и физической IH.A.Агадханян, 1985]. Наиболее благотворное влияние на здоровье оказывают большие физические нагрузки, развивавшие преимущественно, выносливость П.А.Юримяэ с соавг.,1986; M,L.Pollook ot al., 1975; V. Hollisan, 19B1; J.С. Hollanf. J.R.Morrow, 1981; A,Young, 1986). Поэтому изучение механизмов адаптации организма к мышечной деятельности являемся одной из основных задач физиологии.

' К настояоеиу времени накоплен овотрниа натериал по адаптации

организма к различны* формам Двнгательнол активности. Однако воя/

рос далек есе от разрешения по следуисзн« причинам.

1. Подавлявшее больпшство работ посвяшено изучение ограниченных возрастных периодов хизни. Практически отсутствуют дан-нье. в которых были бы прослехены процессы адаптации поэтапно в различнке периоды индивидуального развития.

2. Структурные элементы кислородобеспечиваюкея системы, как правило, изучаются раздельно, что затрудняет обстоятельный анализ динамики перестройки регуляции функция на разных этапах тренировки и не позволяет составить полное представление о вахнеяших механизмах долговременной адаптации растудаго организма к большим физическим нагрузкам.

2. Крайне малочисленны работы по вскрытию механизмов оптимизации различных звеньев системы обеспечения организма кислородом в процессе адаптации тс тяхелым физическим нагрузкам одновременно с развитием, физиологическим созревание* и половой дифференциацией организма в онтопе^зе,

4. Ло настоящего-времени в полной мере не изучены онтогенетические аспекты сгор^вной кардиомегалии, нет единой оценки генеза этого феномена.

Сказанное явилось теоретической основой для определения цели и задач настоящего исследования.

Цель работы: выявить закономерности возрастной мор-фэфункциональной адаптации человека к большим физическим нагрузкам и разработать критерии их оценки.

Задачи - исследования:

1. Изучить характер изменений кислородтранспортной функции организма в процессе адаптации к тяхельм физическим нагрузкам одновременно с развитием, физиологическим созреванием и половой дифференциацией организма в онтогенезе. • '

2. Выявить этапы формирования и стабилизации кислородных режимов в процессе адаптации к мышечной.деятельности, развивающгй выносливсзть, у лиц различного пола, находящихся на разных стадиях физиологического созревания.

2. Вгкръггь основные механизмы оптимизации кислородобеспечи-еавщей функции организма при долговременной адаптации к физическим нагрузкам, протеките?!)! фоне биологического созревания организма у лип различного* Еозраста.

4. С учетом эффективности кардиореспираторной системы, меха-1змов регуляции различными звеньями кислородобеспечивающей сис-:мы, морфологических изменений сердца, длительности системати-:ских занятий изучаемым видом локомоций и уровня спортивных дос-[хений создать классификации эталов адаптации к физическим на->узкам, развивавшим преимущественно выносливость.

5. Разработать алгоритмы и программы для компьютерной обра-тки результатов исследований кислородтранспортной функции оргазма при выполнении физических нагрузок различной интенсивности на их основе выработать практические рекомендации.

Научная новизна. Настоящее исследование едставляет одно из важнейших направлений в физиологии мышечной ятельности: разработка с помощью современных методов исследова-я объективных критериев оптимальной адаптации к мышечным на-узкам одновременно с развитием, физиологическим созреванием и ловой дифференциацией организма в онтогенезе. В результате оведенных исследований впервые изучена взаимосвязь различных еньев кислородобеспечивашей системы и вскрыты механизмы ее гуляции на разных этапах возрастной адаптации организма к физи-ским нагрузкам циклического характера. С учетом закономерностей звития организма и периодов онтогенеза выделены типы и особен-сти влияния адаптации к мышечной деятельности на формирование и звитие функции кардиореспираторной системы у лиц мухского и чского пола. Посредством современных (компьютерных) методов анения и обработки информации выявлена зависимость характера звития процессов срочной и долговременной адаптации к мышечной

работе от возраста обследуемых, биологического развития, пола стада занятий спортом и спортивной квалификации. Впервые показа но, что феномен экономизации в деятельности функциональных систе при достихении высоких уровней адаптации к физическим нагрузка не является универсальным: в период полового созревания процесс экономизации замедляится или дахе приостанавливаются. Установле но, что в пубертатном периоде у детей при выполнении мьппечно: работы наблюдается дестабилизация сократительной способност: сердечной мышцы и снихение эффективности обменных процессов мио карда. Обнарухено, что на завершающих этапах адаптации к физичес ким нагрузкам формируется дополнительный механизм диастолическоп наполнения за счет большей доли участия систолы предсердий • предсердный механизм регуляции диастолы. Определен морфофункцио-нальный паттерн левого хелудочка сердца в процессе возрастно] адаптации к физическим нагрузкам. Установлены детерминанты эти: структур. Вскрыты механизмы регуляции сердечной деятельности ] покое и при мышечной работе у лиц, подвергавшихся систематически! воздействиям больших физических нагрузок. Установлено, что увеличение мощности физической нагрузки сопровохдается ухудшение] кислородного снабхения организма, вызываемого реализацией лимит; функциональных возмохностей сердечно-сосудистой системы. С росто] тренированности вырабатывается механизм оптимизации использования кислорода. Показано, что в основе этого механизма лехит гормональная регуляция интенсивности и активности тканевого окисления. С учетом эффективности кардиореспираторной системы, механизмов регуляции различными звеньями кислородобеспечивавшей системы

»фологических изменений сердца, длительности систематических 1ятий изучаемым видом локомоций и уровня спортивных достихений ¡дана оригинальная классификация этапов адаптации к физическим ■рузкам, развивавшим преимущественно выносливость.

Практическая значимость работы.

Определены особенности реакций кислородобеспечивавщей системы физическув нагрузку в пубертатном периоде, учет которых позво-г оптимизировать планирование тренировочных нагрузок спортсме-I и школьников различного пола. Данные о механизмах регуляции эдечной деятельности во время мышечной работы, полученные нами, ою применять при контроле за функциональным состоянием сердца планировании тренировочных нагрузок. Получены сведения о меха-змах гормональной регуляции эффективности кислородобеспечивап-я функции при выполнении физических нагрузок субмаксимальной шности. Их мохно использовать при анализе оптимальности адапта-онных процессов. Алгоритмы и оригинальные программы расчета и тематической обработки большого комплекса показателей кардиоре-ираторной системы на персональных электронно-вычислительных шинах (1вм - хт, 1ВМ - АТ) и микро-ЭВМ типа "Электроника Б2-34" гут найти применение в кабинетах функциональной диагностики, мплексных научных группах сборных команд по видал спорта. Выяв-нные в процессе исследований механизмы адаптации организма к ¡хельм физическим нагрузкам, позволили обьективиаировать крите-1и тренированности обследуемых различного пола и возраста к шгательной деятельности, развивающей преимущественно выносли-

)СТЬ. -525

Внедрение. Разработанные на персональных электронн вычислительных машинах и микрокалькуляторах типа "Злехтрони Б2-34" программы, а такхе методы экспресс-диагностики, внедрены практику работы кафедр факультетской педиатрии, физического во« питания и здоровья, спортивной медицины Самарского медицинског института им. Д.И. Ульянова, а такхе используются в работе дет ского отделения кардиологического центра.

Результаты исследований применяется в практике Самарског областного кардиологического диспансера, в работе по контролю з. функциональным состоянием членов сборных команд по видам спорт< областного совета БСО профсоюзов. Самарского центра олимпийско! подготовки, школы высшего спортивного мастерства Самарского областного спорткомитета, а такхе сборной команды объединению воорухенных сил СНГ по плаванию. Материалы диссертации исполь-зуится в лекционном курсе на кафедре нормальной физиологии Самарского медицинского института имени Д.И.Ульянова и Российского Университета друхбы народов. Результаты исследований послухили основой для составлении трех методических рекомендаций, утвер-хденных Российским министерством здравоохранения.

Апробация работы. Основные полохения диссертации апробированы: на Куйбышевских областных .научных конференциях (1986, 1988, 1989), III Всероссийском съезде по лечебной физкультуре и спортивной медицине (Свердловск,1986 ), IX региональной научно-методической конференции "Физическое! воспитание и спортивная медицина на Севере" (Архангельск, 196В), на 5 Есесоюз-

! симпозиуме "Эколого-физиологические проблемы адаптации" сква, 19681, 4 Всесоюзном съезде патофизиологов (Москва, 9), Республиканской научно-практической конференции "Роль ической культуры и спорта в формировании здорового образа ни студенческой молодехи медицинских вузов" (Барнаул, 1989), Всесоюзной конференции по физиологии труда (Свердловск, 1990), билеяной региональной научно-методической конференции по пробам физического воспитания и спортивной медицины на Севере хангельск, 1990), XI Всесоюзной учебно-методической конферен-

"Физическое воспитание студентов медицинских и фармацевтичес-: институтов в системе подготовки специалистов здравоохранения" нецк, 1991).

Положения диссертации, которыэ вьиосятся на защиту:

1. Критерии поэтапного формирования эффективных механизмов лородобеспечиваюшей функции при долговременной адаптации к ечной деятельности.

2. Увеличение роли механизмов ауторегуляции сердечного сокра-ия при выполнении мышечной работы по мере повышения уровня лтации к физическим нагрузкам.

3. Формирование механизмов оптимизации кислородобеспечиваю-I функции на высоких уровнях адаптации с участием кортизола и )монов щитовидной железы (трийодтиронина).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 28 ра-из них 12 в центральной печати, 3 методические рекомендации, юрхденные Министерством здравоохранения Российской Федерации.

Объем и структура работы. Диссертация излохена на 322 cti ницах машинописи, иллюстрирована 49 рисунками и 58 таблицами. С стоит из введения, обзора литературы, методов, двух глав резул татов собственных исследований, заключения, выводов, практическ рекомендаций. Библиографический указатель включает 201 источник ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ - 1. Материал и методы исследований Для реализации задач исследования было обследовано 1350 Ч' ловек обоего пола в возрасте 8-25 лет. Из них 407 физически hi тренированных и 943 спортсмена, занимавшихся видами спорта, ра; вивающих преимущественно выносливость.

Применялось деление по возрасту, принятое в спортивной мед> цине [С.В.Хрущев, 1980; С.Б.Тихвинский с соавт., 1991]. Оцем полового развития обследуемых осуществлялась по Танне{ [М. А. Жуковский, 1987].

Проба с физической нагрузкой проводилась в положении сидя у, нохнои велоэргометре КЕ-12 венгерского производства. Начальна нагрузка и увеличение ее на каздой ступени составляли 0,5 вт/к массы тела. Сбор информации об изучаемых физиологических парамет pax осуществлялся на последней минуте кахдой нагрузочной ступени когда все 'функциональные системы переходили в рехим "steady sta ty". Отдых мехду периодами работы составлял 4 минуты. Тестирова ние прекращалось по достихению частоты сердечных сокращений 160 170 мин-1

Исследование осуществлялось по 99 показателям, разбитых н функциональные группы и характеризующих тестирующие нагрузки

змеры тела обследуемых, морфологические структуры левого хелу-чка сердца, интракардиальную и системную гемодинамику, биофизи-ские показатели сердечного сокращения, аэробную мощность оргазма, показатели функции внешнего дыхания и газообмена.

Морфофункциональные показатели левого хелудочка сердца (ЛЖ) учались с помощью микропроцессорного зхокардиоскопа ЭКС-02 в рехиме по общепринятой методике [И.Ф.Матюшин с соавт, 1978; В.Зарецкии с соавт., 1979; И.М.Мухарлямов, Ю.Н.Беленков, 1981; Feigenbaum, 1972].

Функциональное состояние миокарда оценивали такхе после ана-за фазовой структуры систолы, диастолы и биофизических показа-лей с применением традиционных подходов [В.Л.Карпман, А.А.Лых-' с, 1984; В.О.Самойлов, Ю.С.Вайль, 1986]. Для этого на последней нуте нагрузочной ступени синхронно регистрировались левохелу-чковая эхокардиограмма в М-рехиме на уровне митрального клапа-., дифференциальная тетраполярная грудная реограмма, фонокардио-|амма, электрокардиограмма в отведениях по Небу. ЭКГ, ФКГ и РГ ксировались полианализатором ПА9-01.

Объемы легочной вентиляции (VE ) определялись при помощи во-«етра (производство veb Medizintechnik - ГДР). Расчет показате-й газообмена (минутное потребление кислорода - VQ , выделение лекислого газа - vco ) осуществлялся по Дугласу-Холдену [.Л,Шик, 1980; Д.Уэст, 1988 J. Анализ проб выдыхаемого воздуха сводился на анализаторах кислорода АК-5 и углекислого газа .У-4 отечественного производства.

■525

Для определения максимального потребления кислорода (МП) применялась проба PWC170 [В.Л.Карпман с соавт., 1974 ].

Рассчитывались такхе коэффициент использования KHCflopoi (КИК) артериовенозная разница по 02 (АВР02), обшее периферическс сосудистое сопротивление (ОПСС), общая работа сердца (А), мои ность сокращений миокарда (Wh), объемная скорость изгнания (Ve) жесткость миокарда (h), давление наполнения ЛЖ (ДНЛЖ) и други показатели кардиореспираторной системы.

Применялись радиоиммунологические методы определения гормо нов в сыворотке крови. Изучались гормон коры надпочечников кор тизол, а также гормоны щитовидной хелезы трийодтиронин (ТЗ) тироксин (Т4). Для анализов использовались коммерческие набор; фирм Byk-Ma11lnckrodt (ФРГ), CIS Sorin-Biomedika (Италия - фран ция), а такхе отечественные наборы реактивов. Радиометрия i расчет количественного содержания гормонов в пробах осуществлялись на установке "Mini-gamma" фирмы "LKB-Wailas" (Швеция), которая включала в себя автоматический счетчик гамма-квантов, компьютер "Data-Box-1222" и стандартный телетайп 33 ASR.

Результаты исследований обрабатывались традиционными методами статистики с использованием вариационного, корреляционного, дисперсионного и многофакторного системного анализов на персональных ЭВМ фирмы IBM. Обработка проводилась в среде специализированного пакета "Excel" фирмы Microsoft (США), а такхе при помощи оригинальных программ на алгоритмическом язьке-интерпритаторе "Fred", работавшего в структуре интегрированного пакета "Frama-work-3" фирмы "Ashton-Tats" (США).

и

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В подавляющем большинстве случаев адаптация человека к мьшеч-й деятельности изучается на однородных по возрасту и полу груп-х. Однако в реальной хизни адаптационные процессы протекают на не возрастных изменений, одновременно с физиологическим созре-нием и половым становлением. Для системного подхода к названной эблеме необходима классификация этапов адаптации к тяхелым фи-ческим нагрузкам, учитывавшая особенности этапов индивидуально-развития человека и половой дифференциации организма в онтоге-зе. Многофакторный системный и корреляционный анализы позволили тановить, что критериями по которым мохно составить такую клас-фикации являются: эффективность кардиореспираторной системы, епень активности различных механизмов регуляции кислородобеспе-вающей функции, согласованность включения, координация и коли-ство функциональных резервов основных звеньев системы обеспече-я организма кислородом в покое и при физической нагрузке, выра-нность морфологических изменений эффектсрных органов (сердца и рня аорты), спортивная подготовленность обследуемых.

Применение перечисленных критериев позволило выделить пять •апов адаптации человека к большим физическим нагрузкам. Первый •ап - фоновый. Сюда входят лица обоего пола, регулярно тренируются 1-2 гола, не имеющие спортивного разряда; второй ■этап 1ереходныи1 - спортсмены, выполнившие нормативы 1-2 юношеского и взрослого разрядов; третий этан (умеренной адаптации) - 2-1 ¿рослый раарнды; четвертый этап (усоймивой адаптации! - канди-1ты в мастера и мастера спорта; пятый этап 'высокой адаптации) -

мастера спорта международного класса и заслуженные мастера спор та. Лица, достигшие этапа высокой адаптации, становятся рекорд сменами и чемпионами страны. Европы, Мира, Олимпийских игр. Пос леднии этап адаптации мы выделили с учетом показателей спортивно подготовленностии по результатам исследований морфофункциональны показателей сердца в покое.

Возраст лиц, находящихся На фоновом этапе адаптации к- физи ческим нагрузкам, развивавши преимущественно выносливость, обыч но составлял 10-11 лет, на переходном этапе - 12-13 лет, на этап< умеренной адаптации чаше всего - 14-15 лет, устойчивой адалтацш обычно - 16-17 лет, этапе высокой адаптации, как правило, - 18-2! лет.

Основанием для такой классификации послухили результаты нашиз исследований, основные результаты которых представлены нихе.

Установлено, что на фоновом, переходном этапах и этапе умеренной адаптации по мере роста мышечной нагрузки ухудшается кислородное обеспечение организма, а причиной является неадекватные приросту мощности физической нагрузки респираторные и гемодинами-ческие ответы (рис. 1-2). Так, у всех обследуемых кахдое очередное увеличение интенсивности мышечной работы сопровохдалось уменьшением соотношении« vg/n и ch/n (СИ - аврдечный индеяо, N -моднооть выполняемся нагрузки),что свидетельствует о несоответствии прироста вентиляции мощности нагрузки. На фоновом, умеренном этапах и этапе устойчивой адаптации у обследуемых обоего пола уменьшению ve/n и СИ/n соответствовало уменьшение vQ /p/n.

VE/N, л/мин/вт

Рис. 1. Взаимозависимость соотношения VE/N и V02/P/N у лиц мужского пола в процессе адаптации к. физическим нагрузкам

1.6 = 1.4

э

2 1.2 I 1

С

S 0.8 £ 0.6 ; 0.4 " 0.2 0

2,5 вт/кг-

физическая Q 5 у нагрузка '

этапы адаптации

0.1

0.2

устойчивый ' умеренный ~ переходный фоновый

0.3

СИ/N, л/мин/м2/вт

>ис. 2. Зависимость соотношения СИЖ и Ч'02/Р/И у лиц мужского пола в роцессе возрастной адаптации к физическим нагрузкам (стрелкой указано направление изменения СИ/И с ростом нагрузки)

-525

Вместе с тем, как следует из рис. 1-2, на этапе устойчиво? адаптации, несмотря на закономерное уменьшение отношений СИ/N и VE/N, сохранялось оптимальное' снабхение организма кислородом. Следовательно, при высокой физической тренированности появляются дополнительные механизмы кислородного обеспечения мышечной работы, купирующие негативные последствия от реализации функциональных возможностей кардиореспираторной системы и позволяющие еще некоторе время продолжать мышечную работу. Результаты исследований кислородного пульса, КИК и АВР02 (таблица 1) показали, что на межсистемном уровне механизмами оптимизации кислородного обеспечения мышечной работы являются: а) координация циркуляторной и вентиляторной функций с интенсивностью утилизации кислорода в тканях во время нагрузки, б) повышение эффективности и экономичности тканевого окисления. Поэтапно формируясь, эти механизмы наиболее ярко проявляются при устойчивой адаптации. У лиц женского пола после достижения возраста 14-15 лет процессы зкономизации приостанавливаются. Повидимому, это является одной из главных причин«того, что девушки могут достигать очень высоких результатов в JJ-15 лет. У лиц мужского пола переход на более высокий качественный уровень эффективности кислородтранспортной функции в процессе адаптации к физическим нагрузкам осуществляется в постпубертатном периоде.

Базой формирования перечисленных выше механизмов оптимизации кислородного обеспечения стали адаптивные изменения соответствующих систем организма и прежде всего - сердечно-сосудистой.

ТАБЛИЦА 1

ИЗМЕНЕНИЯ КИСЛОРОДНОГО ПУЛЬСА, АРТЕРИОВЕНОЗНОЙ РАЗНИЦЫ ПО КИСЛОРОДУ И КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КИСЛОРОДА В ПРОЦЕССЕ 1ТИМАЛЬНОЙ АДАПТАЦИИ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ У ЛИЦ МУЖСКОГО ПОЛА

этапы адаптации, возраст показатели значения ПОКОЙ МОЩНОСТЬ МЫШЕЧНОЙ НАГРУЗКИ, ВТ/кг

0,5 1 ,0 1,5 2,0 2,5 1

фоновый 10-11 лет 0-пульс мл/мин X 3,7 7,1 9,5 10,1 12,5 12,0

от 0 ,3 0,4 0 ,6 0,6 0,7 1 ,2

АВРО , мл X 98,1 155,1 156,6 194,0 208,1 211,5

±сг 15,9 24,8 9,8 16,2 16,9 28,9

КИК. мл/л X 28,1 34,2 40,9 43,2 46,6 47,0

±СГ 2,4 2,0 1 ,6 1,6 0,9 1,7

переходный 12-13 лет 0-пульс мл/мин X 5,1 11,1* 11,8 12,7* 13,4 13,9

5.0Г 0,5 0,9 0,9 0,7 0,7 1,4

АВРО , мл X 109,3 214,5 215,2 193,7 284,4 337,9

±сг И 28,6 27,0 10,9 21 ,9 75,5

КИК, мл/л X 30,5 39,9 41,4 44 ,7 46,5 46,0

±ог 3,0 2,5 2,1 1 ,9 2,1 3,1

умеренный 14-15 лет 0-пульс мл/мин X 4,9 14,3* 15,0* 17 ,8* 17,6* Ж 19,3

±сг 0,5 2,6 1,7 1 ,3 1,4 1 ,6

АВРО», мл X 85,8 195,5 177,9 243,6* 270,5* Ж 260,8

±а 9,7 34 ,0 17,3 31 ,6 33,3 39,7

КИК, мл/л X 35,0 47,1* 49,3* 52,4* 53,4* 52,2*

' ±1У 1,5 5,8 2,0 1 ,9 1,5 1 ,9

устойчивый 16-17 лет О^пульс мл/мин X 5,7 8,2 10,6 13,6 15,8 16,6*

±сг 1,2 2,1 2,2 1 ,9 1 ,5 1 ,4

АВРО , мл X 61,9 131 ,3 99,9 128,1 165,5 157,4

±аг 11,9 41 ,0 28,1 36,4 23,3 31 ,2

КИК, мл/л X 36,2 41 ,8 47,1 47,7 52,2* 52,3*

±а 2,3 6,1 2,5 2,6 2,4 2,4

* - различия достоверны по отношению к фоновому этапу адаптации

В последние годы выявлено, что нормальная работа сердца cej зана в первую очередь с состоянием диастолической функции [Н.С Dittrich et al., 1989; W.C. Little, T.R. Downes, 1990; I.Mirsky A.Paslpoularldes, 1990; P. Pezard, P.GesIin, A.Tadel, P.Jallet e al., 1990 ].

Результаты собственных исследований показали, что увеличена мощности нагрузки на ранних ступенях адаптации сопровождалоа уменьшением доли диастолы (D) в длительности сердечного цикл; (С), что может привести к нарушению репаративных процессов i миокарде. Рост степени тренированности при нагрузке увеличивающейся мощности сопровождался более поздним наступлением дисбаланса отношения в/с. На этапе устойчивой адаптации D/с стабилизировалось на всех ступенях нагрузочной пробы, что косвенно свидетельствует об оптимизации репаративных процессов. Такой путь адаптации, как показал корреляционный анализ, целесообразен, поскольку сопряжен с оптимизацией систолической функции, и эконо-мизацией гемодинамического обеспечения физической работы у всех обследуемых. Так, коэффициент корреляции между в/с и периодом изгнания у лиц мужского пола во время субмаксимальной нагрузки составил -0,61 , с общей и механической систолой —0,81 и -0,57, у лиц женского пола - -0,78 и -0,35 соответственно, с сердечным индексом у лиц мужского —0,32, у лиц женского пола —0,33).

Нами установлено, что особое значение для нормализации гемо-динамической активности имеет предсердный компонент в регуляции диастолы и внутрисердечной гемодинамики. Характерной особенностью совершенных форм адаптации при выполнении мышечной работы являет-

ЮЩНОСТЬ рузки, ВТ/КГ

устойчивыя умеренный переходный |этапы адаптации!

фоновый

Рис. 3. Динамика соотношения ФСГОФБН у лиц мужского пола при выполнении физической нагрузки

я активизация дополнительного механизма диастолического наполне-ия за счет СИСТОЛЫ предсердий <премаердныя иеханизи регуляции иаоголы) (рис. 3). Об этом свидетельствует увеличение соотноше-ия фазы систолы предсердий к фазе быстрого наполнения - ФСП/ФБН на рис. 3 момент включения предсердного механизма регуляции иастолы показан стрелкой). При низких степенях адаптации роль редсердий, как функционального резерва в наполнении ЛЖ, не имеет собого значения. Этот механизм является одним из вахнейших кри-ериев диагностики функционального состояния организма.

Наряду с диастолическоя функцией вахнейшее место в оптимиза-

ии транспорта кислорода в организме принадлехит долговременным

далтивным изменениям фаз и периодов систолы. '4 5-525

Результаты исследования внутрисистолического показате; (ВСП), времени изгнания минутного объема (ВИМО), внутрициклово1 показателя изгнания (ВЦПИ), представленные в таблице 2, а так: других характеристик, анализ которых представлен в диссерташп показали, что на фоновом и переходном этапах адаптации последовг тельное увеличение физической нагрузки до субмаксимальной сопрс вохдается снихением сократительной способности миокарда, что, свое очередь, связано с уменьшением кислородного пульса, ухудше нием кислородного обеспечения организма у лиц мухского пола, таххе сопряхено со снихением физической работоспособности и иь декса относительной нагрузки у всех обследуемых. Так, напримег коэффициент корреляции мехду ВИМО и Усо у лиц мухского по/

составлял -0,37, У0 - -0,35, КИК -0,33, 02-пульсом - -0,4

*

ВАРС02 -0,32, РУС170 -0,3, МГТС -0,3 ). У лиц хенского пола така хе зависимость наблюдалась мехду ВИМО, аэробной производитель ностьв и индексом относительной нагрузки (коэффициент корреля ции мехду ВИМО и МПК - -0,52, ИОН - -0,49 ). На этапе умеренно и устойчивой адаптации выполнение мышечной работы, развивающе преимущественно выносливость, как следует из таблицы 2, сопровод дается: 1 ) повышением сократимости миокарда, 2) стабилизацие функционального состояния сердечной мышцы на фоне услохняюшейс метаболической ситуации в организме, 3) снихением лабильност

* МПК - макоииальное потребление киало рода.

* ИОН - индекс относительной нагрузки

ТАБЛИЦА 2

ИЗМЕНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОКРАТИТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ МИОКАРДА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ЛИЦАМИ МУЖСКОГО ПОЛА РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ТРЕНИРОВАННОСТИ

этапы адаптации, возраст показатели значения ПОКОЙ ФИЗИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА, вт/кг

0 ,5 1 ,0 1,5 2 ,0 2,5

Ьоновый, 10-11 лет всп.% X 77,8 87,2 90,7 90,4 88,5 86,6

±сг 2,8 1 ,5 0,8 0,9 1 , 4 0,7

ВИМО, с X 17,2 22 ,9* 24,7* 25,2* 24,1* 25,5*

±сг 1 ,0 0,9 0,7 0,6 1.1 1,9

ВЦПИ,% X 6,6 3 ,3* 2,8* 2,1* 2,0* 1,6*

±а 0,2 0,1 0,2 0,1 0,1 0,1

1ереход-ный, 12-13 лет ВСП,Ж X 83,9 89,7 88,7 90,2 90,7 88,6

±а 1 ,2 1 ,3 1,3 1,0 0,7 1,2

ВИМО, с X 18,1 20 ,8* 21 ,3* 21 ,9* 22 ,9* 21 ,6*

±о- 0,3 С ,б 0,6 0,6 0,8 0,8

вили,* X 7,1 4 ,2* 3,4* 2,2* 1.9" 1,8*1

±0- 0,3 0 ,3 0,2 0,1 0,1 0,1

умеренный, 14-15 лет ВСП.% X 82,4 88,5 89,4 88,4 86,5 85,1

±0" 1,4 1 ,9 0,8 1,0 1 ,1 1 ,0

ВИМО, с X 17,6 20 ,6* 21,1* 21,1* 20,8* 20,6*

±о- 0,6 0 ,6 0,6 0,7 0,5 1 ,0

вцпи.г X 6,8 4,5* 3,2* 2,7* 2,1* 2,3*

±а 0,4 0,4 0,2 0,2 0,1 0,3

'СТОЙЧИ- ВЫЙ, 16-17 лет ВСП.Ж X 79,2 83 ,2 85,4 82,6 82 ,3 82,9

±сг 1,8 1 ,6 2 ,0 2,7 2,6 3,5

ВИМО, с X 16,1 19,1* 19,6* 19,8* 19,3* 19,0*

±ог 0,9 0,8 0,7 0,9 0 ,6 0,8

вцпи.г X 8,9 5.9* 3,1* 2,6* 2,9*

±Т 1 , 1 0 ,7 0 ,4 0,4 0 ,2 0 ,3

* - различия достоверны по отношению к нагрузке 1 вт/кг

■525

сердечно-сосудистой системы, 4) адекватным мощности нагрузк включением резервов сократимости миокарда (в пубертатном перио; этот механизм дестабилизируется). Последний пункт предусматривае то, что производительность сердца при физической нагрузке зависк прехде всего от наличия функциональных резервов. Результаты ис следований ВСП и объемной скорости изгнания (¥0) показали, чт нарастание тренированности сопровождается закономерным роете функциональных резервов миокарда. Однако в пубертатном период при субмаксимальной нагрузке у лиц обоего пола отмечается реали зация резервных возможностей левого желудочка. Дальнейшее продол хение нагрузки мохет вызвать срыв адаптации. Значит подросткам находящимся на пубертатной стадии полового развития, противопока заны тренировки с применением максимальных нагрузок в предела 75-100% аэробной мощности.

Анализ 11 показателей, характеризующий скорость функциониро вания разных структур сердца, представленный в диссертации, пока зал, что рост тренированности сопровождается закономерными изме нениями этих показателей в систолу и диастолу. Результаты корре ляционного анализа свидетльствуют о том, что наиболее значимы для характеристики тренированности является соотношени УфбН/Уе (Уе-окороать уменьшения объема ЛЖ в период изгнания, Уфб - окорооть увеличения объема ЛЖ в фазу быотрого наполнения) Результаты исследований этого показателя, представленные на ри сунке 4, показывают, что признаком оптимальной адаптации к физи ческим нагрузкам является более выраженный прирост скорости уве личения объема ЛЖ в фазу быстрого наполнения по сравнению с

91%-81%-71%-61% 51%-41%-31% 21%-11%-1%

этапы адаптации

ш

устойчивый

покой' 0,5

□ умеренный В1 переходный

III фоновый

мощность нагрузки, вт/кг

Рис. 4. Изменения УфСн/Уе при выполнении мышечной работы лицами

мужского пола

¡коростью уменьшения емкости левого хелудочка во время изгнания.

Нами установлено такхе, что признаком оптимизации сердечной 1еятельности является координация работы и модности сердечных :окраиений с метаболической ситуацией в организме. С увеличением физической тренированности, поэтапно растет экономизация биоэнер-■етики сердечных сокращений во время выполнения мышечной работы. Энергетику сердечного сокращения позволяет оценивать показатель (апряхения (ПН), косвенно характеризующий потребность миокарда в :ислороде [Ф.З.Меерсон, 1975). Для выяснения эффективности сократил миокардиоцитов было проанализировано отношение ПН/ММ (ММ -гааса ииокарда) у лиц мухского пола (рис. 5). Прослехивается 'енденция к уменьшению величин ПН/ММ по мере роста тренированнос-•». Эта тенденция становится ярко выраженной на этапе устойчивой шаптации. Следовательно, с ростом состояния тренированности к

0.0055

0.0045

0.0035

0.0025

0.0015

ПН/ММ, гПа/мин/г 0.0065-

-4 1,-

-1»

й

и

\

11

■ 1 : (

■ (к

; *

этапы адаптации

ЕЗ фоновый В переходный

□ умеренный

□ устойчивый

покой 0.5

2.0

2.5

мощность нагрузки, вт/кг.

Рис. 5. Изменение отношения ПН/ММ у лиц мужского пола при выполнении мышечной нагрузки_

физическим нагрузкам, развивающим преимущественно выносливость растет экономизация биоэнергетики сердечных сокращений во времз выполнения мышечной работы. Наиболее четко процессы экономизаш» проявляются на стадии устойчивой адаптации.

Перечисленные изменения скоростных и биоэнергетических характеристик деятельности миокарда, начинают идентифицироваться прр умеренной адаптации и окончательно формируются на этапе устойчивой адаптации независимо от половой принадлежности обследуемогс контингента.

Другой детерминантой оптимизации насосной функции сердца е процессе адаптации к физическими нагрузкам является формирование адекватных механизмов регуляции сердечного сокращения.

Результаты многофакторнсго системного, дисперсионного, корреляционного анализов позволили установить, что для выяснения ме^

анизмов регуляции сердечного сокращения наиболее информативными з изучаемых нами являются следующие показатели: конечно-диасто-ический объем ЛЖ (КД01, конечно-систолический объем ЛЖ (КСО), ракция изгнания (ФИ), УЬ, среднее динамическое артериальное дав-ение крови (СДД), ОПСС, скорость уменьшения емкости ЛЖ в фазу ысрого наполнения (У^), Чд, интервал "Р-сг ЭКГ.

Обобщение полученных данных, основные из которых представлены таблице 3, сделало возмохным сформулировать следующие заключе-ия.

На фоновом и переходном этапах адаптации доминирующим меха-измом регуляции сердечной деятельности у лиц мужского пола яв-яется адренергическая стимуляция. На этапе умеренной и устойчи-ой адаптации начало физической нагрузки сопровождается включе-ием гетерометрической и активизацией гомеометрической регуляции, [ри интенсивных и субмаксимальных нагрузках гетерометрическая сгуляция у квалифицированных спортсменов тормозится и Эхтивизи->уются нейрогуморальные механизмы (адренергическая стимуляция) с шновременньм участием гомеометрической регуляции.

У лиц женского пола, находящихся на этапе умеренной и устой-1ивой адаптации, регуляция насосной функции сердца при выполнении шгкой, интенсивной и субмаксимальной мышечной работы осуществляйся объединенным воздействием гомеометрической и нейрогумораль-юи (адренергическая стимуляция) регуляции. На фоновом и переходам этапах, так же, как и у лиц мужского пола, ведущим механизмом регуляции работы сердца является адренергическая стимуляция.

ТАБЛИЦА 3 - начале ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

этапы адаптации. показатели значения ПОКОЙ ФИЗИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА, вт/кг

возраст 0,5 1,0 1 ,5 2,0 2,5

КДО, X 82 86 95 84 88 89

см3 ±0" 7 7 6 7 5 10

фоновый, 10-11 лет- СДД, X 11305 11641 12450 11103 11256 11216

па ±сг 245 206 256 308 326 468

ОПСС, X 204 165* 94* 95* 75* 71*

па*м3*с ±о- 25 42 8 10 5 7

КДО, X 87 98 94 96 79 75

см3 ±<г б 8 8 7 6 8

переходный. СДД, X 11130 11772 11853 11947 12048 12241

12-13 лет па ±о- 201 250 237 187 226 350

ОПСС, X 170 145 130 100* 99* 87*

па»м3»с ±0" 12 15 16 8 7 14

КДО, см3 X 107 125* 126* 120 ИЗ ИЗ

±о• 5 7 5 8 ' 6 13

умеренный, СДД, X 12087 12820 1292 12927 13222 12940

14-15 лет па ±0" 225 221 224 224 363 506

ОПСС, X 162 112* 112* 89* 72* 67*

па*м3*с ±а 10 а а 8 7 8

КДО, X 119 137* 125 117 108 96

см3 ±0" 5 4 9 16 13 20

устойчивый. СДД, X 12258 13455 13943* 14275* 14359* 13123

16-17 лет па ±<г 282 296 341 323 337 353

ОПСС, X 158 118 141 153 128 157

па*м3*с ±<г 20 13 34 31 32 75

* - различия достоверны по отношении к покос

ТАБЛИЦА 3 - продолжение ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЙ ПОКАЗАТЕЛЕЙ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

этапы адаптации, возраст показатели значения ПОКОЙ ФИЗИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА, вт/кг

0,5 1,0 1 ,5 2,0 2,5

фоновый, 10-11 лет ФИ, % X 54 ,0 56,3 66,6* 66,0* 70,9* 68,3*

±аг 3,3 4,6 3,1 2,3 2,5 3,9

КСО, см3 X 38 36 31 28* 25* 2В*

3 3 3 2 2 3

интервал Р-О, о X 0,110 0 ,105 0,098 0,09* 0,082* 0 ,075

±<г 0,004 0 ,005 0,005 0 ,005 0,006 0 ,005

переходный, 12-13 лет ФИ, Ж X 59,а 62,6 65,2* 66,3* 64,5 64,4

±<Г 1,6 1,5 1 ,9 2,4 2,3 4,5

КСО, см3 X 35 37 32 33 29 26*

±ог 3 4 3 3 3 2

интервал Р-О, с X 0,123 0,117 0,118 0,100* 0,089* 0,10*

±сг 0,005 0 ,005 0,004 0,005 0,006 0 ,006

умеренный, 14-15 лет ФИ, % X 52,7 61 ,8* 64,6* 64,5* 62,6* 63,8*

±<У 1,6 2,2 2,8 2,5 3,2 3,3

КСО, см3 X 51 48 45 42 43 45

±о- 4 4 4 4 4 5

интервал Р-О, с X 0,107 0 ,109 0,095 0 ,091 0,087* 0,08*

±о- 0,005 0,008 0,006 0,007 0,006 0 ,010

X 59,1 61,6 62,6 66,3 59,5 58,0

3 ,5 3,1 3,5 3,9 4,8 6,9

устойчивый, 16-17 лет КСО, X 49 50 47 44 41

см3 ±ог 6 6 7 8 8 5

интервал Р-О, с X 0,110 0 ,125 0,113 0,075* 0,080 о;о7*

±0" 0,012 0 ,021 0,018 0,005 0,018. 0,015

» - различия достоверны по отношение к покои

Сказанное позволяет прийти к заключении, что одним из важнейших механизмов оптимальной адаптации к физическим нагрузка! различной мощности является активизация миогенной ауторегуляцш насосной функции сердца.

Функциональные сдвиги сердечной деятельности сопрововдапис! соответствующими изменениями сердечных структур. Результаты исследований показали, что развитие сердца у детей, занимаюшихс; спортой, подчиняется с одной стороны общим закономерностям, с другой - на него оказывают влияние процессы долговременной адаптации к физическим нагрузкам (рис. 6). Общими для спортсменов 1 нетренированных лиц являются периоды интенсивного и замедленной

0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 О

// у

//

\ 1 У ф 9

8 9 10

спортсмены

нетренированн ые

1 12 13 14 15 возраст, годы

Рис. 6. Возрастная динамика изменений размеров левого желудочка сердца у спортсменов и нетренированных лиц

увеличения полости ЛЖ и массы сердечной мышцы. Вместе с тем у спортсменов по сравнение с нетренированными детьми сердце увеличивается в размерах закономерно быстрее. Коррекция размеров ЛЖ к площади тела обследуемых показала, что опережавшее развитие диас-голической емкости ЛЖ у детей, занимавшихся спортом, является следствием более быстрого увеличения размеров тела (по-видимому, генетически детерминированного) по сравнению с нетренированными. Влияние же тяжелых мышечных нагрузок сказывается прежде всего в увеличении массы миокарда.

Отмечены также особенности развития общего объема ЛЖ в зависимости от половой принаддлежности спортсменов. При атом обнару-гена закономерная тенденция к более быстрому увеличению общего объема ЛЖ за счет массы миокарда у лиц мужского пола по сравнению : лицами женского пола.

Вместе с тем, развитие сердечных структур имело специфические особенности в завимости от степени адаптации к физической работе. Итоги многофакторного системного анализа (рис. 7) показали, что уже на переходном этапе начинается увеличение объема левого желудочка сердца. При этом развитие полостей ЛЖ происходит быстрее, чем увеличение массы миокарда. На этапе устойчивой адаптации увеличение объема ЛЖ продолжалось, за счет дальнейшего роста его полости и массы миокарда. Однако, динамика изменений этих структурных компонентов сердца сменилась на противоположную ю сравнению с переходным этапом адаптации: масса миокарда стала увеличиваться более интенсивно * чем диастолическая емкость. На зтапе высокой адаптации к физическим нагрузкам паттерн морфоадап-

0.5

0.4

0Л

0.2

0.1

/ / / V ч

>

О

фоноша

высокий

умеренные устовчивыЯ этапы адаптации

линейные размеры полости ЛЖ

линейные размеры миокарда ЛЖ

Рис. 7. Динамика изменений размеров полости и миокарда левого желудочка сердца при адаптации к физическим нагрузкам

1

фоновый умеренный высокий

переходный устойчивый

этапы адаптации

Рис. 8. Изменения показателя пропорциональности и массы миокарда у лиц мужского пола в процессе адаптации к тяжелой мышечной раОоте_

щионных процессов в сердце вновь принципиально изменился. Ос-эвным отличием явилось завершение структурной перестройки ЛЖ. )лее того, отмечено достоверное уменьшение общего объема ЛЖ по завнению с предшествующим этапом адаптации и, прежде всего, за [ет уменьшения КДО.

Анализ отношения показателя пропорциональности (ПП) показал, ■о в формировании объема ЛЖ на этапе высокой адаптации больший ;ельный вес принадлежал мышечной массе (рис. 8). Однако дахе нимальные величины ПП не достигают критической величины 0,8, за торыми по данным некоторых авторов [Ю.И.Лыткин, 1983; А.Г.Дем-, Э.В.Земцовский, 1989] следует сердечная патология. При этом увеличение массы миокарда сопровождалось экономиза-

ей биоэнергетики сердечных сокращений о чем свидетельствует

*

кономерное уменьшение соотношения ПН/ММ (рис. 9).

Другим важнейшим фактором формирования оптимальных кислород-х режимов организма в процессе роста физической тренированности ввивающегося организма по результатам наших исследований явля-ся изменение гормональной активности. Установлено, что участие рмонов в формировании экономичных кислородных режимов осущест-яется как минимум по двум направлениям. Одно из них связано с ийодтиронином (рис. Ю). При высоких уровнях функциональной цготовленности ТЗ стимулирует включение тканевого звена адапта-л, вследствие чего повышается активность и эффективность утили-

1Н - показатель напряжения (двойное произведенной

фоновый умеренныа устойчивый ВЫСОКИЙ

Рис. 9. Изменения соотношения ПН/ММ в покое в процессе адаптации к

мышечной работе —

зации кислорода тканями. Учет литературных данных (Ю.А.МедведеЕ 1974; В.П.Волков, 1978; И.Г.Калюхный, Р.Б.Белекова, 1930; В.В.Лс пухова, 1985; М.Г.Пшенникова, 1973; R.Kraus, R.Kinne, 1973 н.Schambach, w.Meng; 1988) позволяет предполохить; что отмеченнс нами воздействие ТЗ на эффективность тканевой утилизации кислорс да в процессе адаптации к мышечной деятельности, по-видимом; осуществляется через увеличение массы митохондрий, их мощности активности.

Другой путь участия гормонов в формировании экономичных ки< лородных режимов связан с кортизолом (рис. 10). У лиц мухско: пола градиент нагрузка-покой этого гормона у спортсменов в во расте 12-12 лет, несмотря на рост тренированности, увеличивало достигая максимума на пике пубертата. Результаты исследован

позволяют связать динамику градиента кортизола в пубертатном периоде с активизацией стресс-реакции. На этапе устойчивой адаптации (16-17 лет] градиент уменьшался ниже уровня, характерного для, фонового этапа. По-видимому, перестройки, происходящие в пубертатном периоде, требуют повышенной мобилизации энертегичес-ких и пластических ресурсов организма для адекватного обеспечения биоэнергетики мышечного сокращения, что и выражается в бурной стресс-реакции. Завершение полового созревания (16-17 лет) в сочетании с достижением устойчивого уровня адаптации отмечено снижением активности стрессреализуюцей системы. Это событие совпадало с подключением кортизола к механизмам зкономизации кисло-родобеспечивающея функции. У лиц женского пола более ранние по

сравнению с лицами мужского пола сроки полового созревания не стимулировали активизацию стрессреализующей системы в возрасте 13-15 лет. Поэтому кортизол начинал подключаться к механизмам экономизации кислородобеспечивающей функции ухе на переходном этапе адаптации. Молено предположить, что участие кортизола в экономизации кислородных режимов на высоких уровнях адаптации заключается в описанном в литературе феномене снихения потребности тканей в кислороде под влиянием глюкокортикостероидов ¡M.Chu-pin, 1976; A.Murât, 1980 ].

Механизм гормональной регуляции эффективности кислородны* режимов организма, по-видимому позволяет найти объяснение отмеченному выше феномену стабилизации кислородного обеспечения организма на высоких уровнях адаптации при использовании лимита функциональных возможностей кардиореспираторной системы и несоответствии вследствие этого прироста интенсивности интракардиально{ гемодинамики и объемов вентиляции степени прироста интенсивное™ физической нагрузки. По-видимому, в этой метаболической ситуаци! включается механизм активизации тканевого окисления, в регуляши которого принимает участие трийодтиронин, и механизм снихени: потребности тканей в кислороде под влиянием глюкокортикостероидов, что и оптимизирует кислородные режимы организма.

Таким образом, проведрнные исследования изменений механизмо кислородобеспечивающей функции в процессе возрастной морфофунк циональной адаптации человека к большим физическим нагрузка позволяют прийти к следующим вывидам.

выводы

1. Комплексные сравнительно-физиологические исследования поз-)лили выявить закономерности, характеризующие динамику кислород-эанспортной функции организма в процессе выполнения мышечной ра->ты, и дать научно обоснованную оценку возрастной морфофункцио-тьной адаптации человека к большим физическим нагрузкам, По изменили показателей кислородобеспечивашей система разработаны 1итерии оценки развития адаптационных процессов у лиц обоего ла, находящихся на разных этапах физиологического созревания и лового развития. Составлены алгоритмы и созданы программы для мпьютерной обработки показателей кислородтранспортной функции.

2. Выявлены ключевые стадии формирования функциональных сдви-в, направленных на оптимизацию кислородного обеспечения оргазма в процессе адаптации к мышечной работе, детерминиррванные зрастом, полом, уровнем физической подготовленности. С учетом ючевых стадий разработана классификация процессов адаптации к пыдим мышечным нагрузкам, включающая в себя 5 этапов: фоновый, реходный, умеренный, устойчивый и этап высокой адаптации.

3. Объективными критериями поэтапной адаптации человека к пылим физическим нагрузкам являются: эффективность кардиореспи-горной системы; степень активности тех или иных механизмов ре-аяции кислородобеспечиваюшей системы; согласованность включе-1, кооординация и количество функциональных резервов основных ;ньев системы обеспечения организма кислородом; выраженность уфологических изменений структур эффекторных органов'; уровень )ртивной подготовленности.

4. В процессе адаптации к тяжелым мышечным нагрузкам в возрастном интервале 10-17 лет при формировании кислородного режима организма выделяются четыре стадии, зависящие от возраста, полового развития и спортивной квалификации. Первая стадия, соответствующая фоновому этапу адаптации, характеризуется неэффективными механизмами кислородтранспортной функции. Во второй, переходной стадии, процессы адаптации идут по пути активизации тканевого звена кислородтранспортной функции. В третьей, эффективной стадии, дополнительно к тканевому звену активизируется дыхательное звено. Четвертая стадия - экономизации, наступает на этапе устойчивой адаптации и характеризуется высокой производительность! кардиореспираторной системы за счет хорошей координации регуля-торной деятельности.

5. Долговременная адаптация к выполнению мышечной работы, развивающей преимущественно выносливость, характеризуется гармонизацией электромеханического сопряжения сокращений сердца, устойчивостью функционального состояния миокарда, сопровождаете5 повышением сократимости,, оптимизацией включения функциональны) резервов миокарда, снижением лабильности сердечно-сосудистой системы, увеличением доли диастолы в сердечном цикле, повышение! эффективности использования времени кардиоцикла на восстановительные процессы миокарда, увеличением мощности и снижением энергетической "стоимости" сердечных сокращений, стабилизацией же^т-кости миокарда, давления наполнения левого желудочка, ростом ко нечно-систолического и уменьшением вкутримиокардиальнмго напряже ния.

6. Эффективность кислородтранспортнои функции при адаптации к ьшечным нагрузкам определяется эволюцией механизмов регуляции ердечной деятельности, которые меняются в зависимости от пола, озраста, спортивной квалификации обследуемых. На начальных эта-ах адаптации (фоновом и переходном) доминирующим является нейро-уморальный механизм. Основным признаком оптимальной адаптации этапы умеренной и устойчивой адаптации) у представителей обоего эла является активизация энергетически выгодных интракардиальных «иогенных) механизмов регуляции сердечной деятельности. При ин-знсивных и субмаксимальных нагрузках у квалифицированных спорт-шнов формируется новый дополнительный механизм диастолического шолнения за счет увеличения доли участия предсердного механизма ггуляции диастолы.

7. В процессе роста, развития половых функций и адаптации ор-шизма к напряженной мышечной деятельности происходит поэтапное фмирование специфических и неспецифических механизмов гормо-льной регуляции кислорообеспечивающей функции. Формирование екватной гормональной регуляции связано с уменьшением утилиза-, и гормонов тканями и заложено в основу механизма экономизации' слородных режимов организма. Поэтапно развиваясь, этот механизм тивно включается при высоких уровнях тренированности и заклю-ется в активизации тканевого звена адаптации (повышении эффек-вности процессов тканевого окисления и уменьшения потребности аней в кислороде ).

8. Эффективность кислородобеспечивающей функции И механизмов регуляции Уменьшается в пубертатном периоде у лиц обоего пола.

На этой стадии полового развития при выполнении физической нагрузки велика цена адаптации: отмечается большая лабильность сердечно-сосудистой системы, блокируются процессы экономизации зф-фекторных функций, наблюдается разбалансировка механизмов оптимизации тканевого окисления и гормональной регуляции этих процессов, увеличивается активность стресс-реакции.

9. Этапы адаптации к мышечной деятельности различаются степенью выраженности и динамикой изменений морфологических структу{ эффекторных органов. В частности, на фоновом этапе быстрее развивается полость левого хелудочка и создаются резервы для увеличения производительности насосной функции сердца. На этапе умеренной адаптации рост массы миокарда начинает опережать динамик} развития полости левого хелудочка. На этапе устойчивой адаптацм морфологические перестройки сердца заканчиваются. Развитие общегс объема левого хелудочка и массы миокарда у спортсменов рационально, гармонично, связало с ростом тела, со стажем занятий спорто! и спортивной квалификацией в то время, как изменения диастоличес-кой емкости зависят, прежде всего, от увеличения размеров тела

10. Закономерности адаптации к физическим нагрузкам имеют общие механизмы у лиц мужского и женского пола. В процессе возрастного становления организма эти закономерности проявляются у ли) женского пола раньше, что является следствием более раннего полового созревания по сравнению с лицами мухского пола. Мужчины I высокой степенью адаптации обладают большей стабильностью кар диальнои системы во время выполнения физических нагрузок субмак

симальной мощности по сравнении с лицами хенского пола, находящимися на том хе уровне адаптации.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Классификация этапов адаптации организма к физическим нагрузкам, развивавшим преимущественно выносливость, разработанная нами, рекомендуется к примененив в контроле за оптимальным развитием адаптационных процессов организма спортсменов и лиц, занижающихся оздоровительной физкультурой, в многолетнем тренировоч-юм и оздоровительном процессе.

2. Результаты исследований особенностей реакция кислород-»беспечиваюшей системы на физическую нагрузку в пубертатном пе-жоде мохно применять при планировании тренировочных нагрузок :портсменов и школьников различного пола. При этом следует учиты-ать, что мышечная работа максимальной интенсивности у мальчиков 4-15 и у девочек 12-13 лет мохет вызвать срыв адаптации.

3. Графики зависимости кислородных рехимов организма от со-тояния циркуляторной и вентиляторной функции целесообразно ис-ользовать при диагностике функционального состояния спортсменов

лиц, занимавшихся оздоровительной физкультурой.

4. Результаты исследований механизмов регуляции сердечной зятельности во время мышечной работы рекомендуется применять при энтроле за функциональным состоянием сердца и планировании тре-»фовочных нагрузок.

5. Полученные данные о механизмах гормональной регуляции эффективности кислородобеспечивавщей функции при вмгалнснии физи-

за

ческих нагрузок субмаксимальной мощности мохно использовать при анализе эффективности адаптационных процессов.

6. Алгоритмы и программы по расчету и математической обработке результатов исследований кардиореспираторной системы целесообразно применять к кабинетах функциональной диагностики, комплексных научных группах сборных команд по видам спорта.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. О методах исследования газообмена /Г.В.Коршунов, Г.С.Козу-пица, В.П.Низовцев, Э.В.Челпанов // Дыхательная недостаточность. Гиперкапния, гипероксия, гипоксия. Под редакцией В.П.Низовцева.-Куйбьшев, 1977,- С.58-61.

2. Применение специфических моторных тестов для оценки функционального уровня специальной тренированности гимнастов / Г.С.Козупица, В.М.Аршин, В.А.Поляков, Г.В.Коршунов // Материалы III Всероссийского съезда по лечебной физкультуре и спортивной медицине,- Свердловск, 1986,- С.136-137.

3. Ефремов А.Г., Коаупица Г.С. Применение программируемых микрокалькуляторов с обратной бесскобочной логикой вычисления для расчетов показателей механической активности сердца // Использование микропроцессорной техники в здравоохранении: Тез. докл. Куйбышевской областной межотраслевой конференции медицинских работников." Куйбышев, 1988,- С.44-46.

4. Ефремов А.Г., Поляков В.А., Козупица Г.С. Характеристика гормонального 'спектра при моделировании дыхательной недостаточности в условиях изменения газового состава смеси у спортсменов-гребцов // Физиология вегетативной нервной системы:

;з. докл. Куйбышевской областной научной конференции,- Куйбышев, >68.- С.47-48.

5. Козупица Г.С. Использование микро-ЭВМ типа "Электроника -24" для расчета показателей газообмена, энергетических затрат ганизма и эффективности физической нагрузки // Использование кропроцессорной техники в здравоохранении: Тез. докл. Куйбьппев-эя областной меютраслевой конференции медицинских работников.-Ябышев, 1988.- С.73-76.

6. Козупица Г.С. Особенности механической активности сердца, тральной гемодинамики у мухчин и хенщин при выполнении физи-:кой нагрузки//Тез. докл. 5 Всесоюзного'симпозиума "Зколого-фи-1Логические проблемы адаптации".- М., 1988.- С. 105-106.

7. Поляков В.А., Козупица Г.С. Применение программируемых рокалькуляторов "Электроника Б3-34" при расчете показателей тральной гемодинамики // Использование микропроцессорной тех-и в здравоохранении: Тез. докл. Куйбышевской областйой мех-ас левой конференции медицинских работников,- Куйбышев, 1988.15-119.

8. Кардиореспираторная система и гормональный статус спорт-' юв гребцов в условиях нарастающей гипоксии /В.А.Поляков, В.М. щ, А.Г.Ефремов, Г.С.Козупица // Физическое воспитание и спор-1ая медицина на Севере: Тез. докл. IX региональной но-методической конференции,- Архангельск, 1988.- С.63.

9. Козупица Г.С., Елюменталь А.Я. Морфофункциональная адап-я сердца к различным двигательным рехимам у детей младшего ьного возраста // Критерии риска по возникновению и прогрес-

сированию заболеваний у детей и их профилактика: сборник научны> трудов.- Куйбышев, 1989,- С.36-42.

10. Поляков В.А. Ефремов А.Г., Козупица Г.С. Кардиореспира-торная система и гормональный статус у спортсменов-гребцов е условиях остро нарастающих изменений газового состава вдыхаемо* смеси // Актуальные вопросы патологии дыхания: Тез. докл. областной научной коференции,- Куйбышев, 1989.- С.158-159.

11. Козупица Г.С. Особенности сердечной деятельности у мух-чин и хениин при физической нагрузке // Актуальные вопросы физического воспитания в спорте,- Рукопись депонирована в НИИ В1 > 1065-1072/90 от 5.06.90.- Куйбышев: КуАИ.- 1989.- С.45-49.

12. Особенности морфофункциональной адаптации сердца к многолетним нагрузкам у пловцов /Г.С.Козупица, Е.А.Ширковец В.А.Кельцев, С.М.Бабкин // Научно-спортивный вестник,- 1989, 1 6,- С.18-19.

13. Особенности долговременной адаптации сердца к спринтерскому плаванию у спортсменов различного пола / Г.С.Козупица Е.А.Ширковец, В.А.Кельцев, О.С.Кулиненков // Особенности долго временной адаптации сердца к спринтерскому плаванию у спортсмено различного пола,- М. , 1989,- С.84-90.

14. Реакция гормональной и кардиореспираторной систем н остронарастающую гипоксию и гиперкалнию / В.А.Поляков, г.с.Козу пица, А.Г.Ефремов, Г.В.Коршунов // Нарушение механизмов регуляци и их коррекция: Тез. докл. 4 Всесоюзного съезда патофизиологов. М. , 1989,- С.1110.

15. Козупица Г.С. Особенности развития левого желудочка сердца и формирования внутрисердечных механизмов саморегуляции у детей и подростков различного возраста и пола // Тезисы докладов обиленной научной сессии Куйбышевского медицинского института.-Куйбышев, 1989,- С.105-106.

16. Динамика концентраций циклических адеминмонофосфата и •уаминмонофосфата в крови при развитии различных видов дыхатель-юй недостаточности /А.Г.Ефремов, В.А.Поляков, Г.С.Козупица, [.И.Глиган// Роль физической культуры и спорта в формировании дорового образа хизни студенческой молодежи медицинских вузов: езисы докладов республиканской научно-практической конференции.-арнаул, 1989,- С.144-145.

17. Козупица Г.С. Адаптация функции внешнего дыхания к крат-звреиенной физической работе повышенной мощности, выполняемой в 1зличных позах // Актуальные вопросы патологии дыхания / Тезисы ¡ластной научной конференции,- Куйбышев, 1989,- С.Па-ИЗ.

18. Козупица Г.С Морфофункциональная адаптация сердца к фи-ческим нагрузкам циклического характера у детей младшего школь-го возраста // Актуальные проблемы в медицине: сборник научных-удов,- Депонировано в ВНИИМИ 20.11.1990,- Куйбышев, 1990.210-216.

19. Козупица Г.С. Долговременная адаптация сердца к физичес-* нагрузкам циклического характера у детей // Физическое воспи-ше и спортивная медицина на Севере: Тез. докл. X юбилейной ре-жальной научно-методической конференции по проблемам физичес-

кого воспитания и спортивной медицины на Севере,- Архангельск, 1990.- С. 43-44.

20. Коаупица Г.С. Механизмы регуляции сердечной деятельности в покое при различных уровнях долговременной адаптации к физически* нагрузкам и Актуальные проблемы физиологии труда и профилактической эргономики: Тез. докл. IX Всесоюзной конференции.-М.,1990.- Т.1.- С.4-7-48.

21-. Козупица Г.С. Возрастные особенности левозкелудочковок функции и регуляции сердечного сокращения у спортсменов различного пола и "Физическое воспитание студентов медицинских и фармацевтических институтов в системе подготовки специалистов здравоохранения": тез. докл. II Всесоюзной учебнометодическои конференции .- Львов, 1991,- С.60-62.

22. Козупица Г.С., Кельцев В.А. Механизмы регуляции сердечной деятельности на разных этапах долговременной адаптации к физическим нагрузкам // Кардиология,- 1991, Т.31, № в - С.53-54.

23. Козупица Г.С. Состояние насосной функции сердца в процессе долговременной адаптации к физическим нагрузкам у детей раз личного возраста // Немедикаментозные и преформированные методы комплексном лечении детей / Сборник научных работ под редакцие В.А.Кельцева и Г.А.Маковецкой.- Самара: СМИ, 1991.- С. 50-53.

24. Козупица Г.С., Бабкин С.М., Кельцев В.А. Диастолическа функция сердца у детей и подростков в процессе срочной и долге временной адаптации к физическим нагрузкам г/ Кардиология. }992,- Т.32, № 6.- С. 74-77.

25. Козупниа Г. С. Этапы возрастной адаптации человека к .¿ази-чёским нагрузкам. развивавшим выносливость // Спиро'эргометрия,-Астрахань, 1992,- С.51-53.

26. Методические рекомендации по оценке показателе:'* деятельности сердечно-сосудистой системы девочек, ганкмаютахся jcnopTite-ным плазаниек/Г.С.Козупииа. Т.П.Ценна, 'О.Й.Коновалов-. О.С.Ь'ули-ненков//Ме.трдические рекомендации. Утверждены МЗ РСФСР,- Самара, 1993,- 17 с. . ■

27. Методические .рекомендации по оценке показателей деятельности-сердечно-сосудистой система лиц мугсхого пола, заничаюЕихсх плаванием / Г.С.Краупица, Т.П.Зеина, О.И.Коновалов. О.С.Кулинен-ков // Методические рекомендации. Утверждены ИЗ РСФСР,- Самара, 1993,- -16 с.

2.8. Козупица Г.С., Иеина Т.П., Коновалов О.И. Методические рекомендации по- оценке 'показателей Деятельности сердечнососудистой системы школьников, города Сахары// Методические рекомендации. Утверждены МЗ РСФСР,- Самара, -1993.- 17 с.

Формат 60x84' 1/16. Оперативная печать. Уч.-изд.л. 2.0. Тирах 100 экз. Захаз if 525 .

СП "СамЕен", Самара, ул. Венцека. 60