Автореферат и диссертация по медицине (14.00.51) на тему:Особенности динамики биологического возраста у спортсменов - лыжников

На правах рукописи

Нуретдинова Зульфия Гайнетзянонна

ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗРАСТА У СПОРТСМЕНОВ - ЛЫЖНИКОВ

14 00 51 - восстановительная медицина, лечебная физкультура и спортивная медицина, курортология и физиотерапия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

□ОЗ163521

Пермь -2008

003163521

Работа выполнена на кафедре спортивной медицины и реабилитологии с курсом геронтологии ГОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия им академика ЕА Вагнера Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель

Доктор медицинских наук, профессор Л.М. Белозерова Официальные оппоненты

Доктор медицинских наук, дои А.Н. Лобов Доктор медицинских наук, проф JI.A. Калинкин Ведущая организация

Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова

Защша диссертации состоится « » 2008 г в 14 00 часов на заседании

диссертационного совета Д 208 072 07 в Российском государственном медицинском университете по адресу 11 1997, г Москва, ул Островитянова, 1 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного медицинского университета

Автореферат разослан « » 2008 года Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, профессор

Г Е Иванова

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы Исследование биоэлектрической активности головного мозга, биологического возраста нетренированных и лиц занимающихся спортом, в том числе ветеранов спорта, продолжающих систематические тренировки (в ходе дальнейшего обсуждения термин «ветеран» нами трактуется именно упомянутым выше образом), имеет большое значение для спортивной медицины, лечебной физкультуры, геронтологии, неврологии, а также для профессионального отбора в плане возрастного нормирования умственных и физических нагрузок, оценки влияния двигательного режима на темп старения

Старение нервной системы во многом определяет темп старения организма в целом Информативным показателем местных и общих физиологических перестроек функционального состояния и уровня метаболических и гемодинамических процессов в центральной нервной системе является биоэлектрическая активность головного мозга Изучение возрастных сдвигов электрогенеза мозга дает возможность уточнить механизмы старения организма (ЛМ Белозерова, 2004, Л Р Зенков, 2004, В В Фролышс, 1999) В связи с чем возникла необходимость изучения биоэлектрической активности головного мозга у лиц молодого, зрелого, пожилого и старческого возраста в динамике

В настоящее время в медицине, в частности в спортивной медицине, лечебной физкультуре, реабилитологии, педиатрии, геронтологии большое значение уделяется определению биологического возраста (НГ Ахаладзе, 2000, Л М Белозерова 2004, В Д Граевская, 2004)

Значению изучения биологического возраста и методам его оценки в спорте посвящен ряд работ (ГА Макарова, 2004), однако, они в большей мере касаются проблем детского и юношеского возраста Биологический возраст зрелых спортсменов и ветеранов спорта по данным умственной и физической работоспособности исследовался в лаборатории онтогенеза ПГМА (Л М Белозерова, А Б Сиротин, 2004) Мы предполагаем, что определение

биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга может быть более объективным меч о дом, так как не зависит от мотивации обследуемого

Цель и задачи исследования

Цель настоящей работы - изучить возрастные особенности биоэлектрической активности головного мозга, биологического возраста у нетренированных и тренированных лиц и апробировать метод определения биологического возраста по показателям компьютерной энцефалографии Для реализации этой цели были поставлены следующие задачи

1 Изучить возрастные изменения биоэлектрической активности у нетренированных лиц молодого, зрелого, пожилого и старческого возраста

2 Исследовать особенности биоэлектрической активности головного мозга у спортсменов-лыжников зрелого возраста

3 Выявить динамику темпа старения по биологическому возрасту нетренированных лиц и спортсменов - лыжников

4 Установить объективность метода определения биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга в отношении лиц, занимающихся спортом

Научная новизна

1 Создана база данных количественных характеристик биоэлектрической активности головного мозга в возрастном аспекте

2 Впервые установлены особенности изменений биоэлектрической активности головного мозга по данным компьютерной энцефалографии у спортсменов -лыжников

3 Впервые изучен биологический возраст по биоэлектрической активности головного мозга у спортсменов зрелого возраста

Практическая значимость работы Результаты работы дополняют существующие представления о возрастных сдвигах биоэлектрической активности головного мозга нетренированных лиц и спортсменов-лыжников

Изучение биологического возраста у нетренированных лиц и действующих спортсменов расширяет знания о влиянии различного уровня двигательной активности на темп старения организма.

Доказана возможность определения биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга у нетренированных и тренированных людей

Внедрение результатов исследования Метод определения биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга апробирован и внедрен в Пермском областном врачебно - физкультурном диспансере во врачебно - физкультурном диспансере г Кизел Основные положения, выносимые на защиту

1 Выраженность изменений биоэлектрической активности головного мозга зависит от возраста и пола обследуемых

2 Двигательный режим оказывает влияние на темп старения лиц зрелого возраста

3 Метод определения биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга отражает совокупность адаптационных возможностей организма и является инструментом объективной оценки темпа старения лиц с различным уровнем двигательной активности Апробация работы Основные положения диссертации представлены на

научно-практических конференциях ученых Пермской государственной медицинской академии (Пермь, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005), на Всероссийской научно-практической конференции «Биологический возраст» (Пермь, 2000)

Опубликовано 18 научных работ

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, литературы, приложений Общий объем диссертации - 103 страницы и 54 страницы приложений Работа

иллюстрирована 1 таблицей в тексте диссертации, 36 таблицами приложений, 36 рисунками

Содержание диссертации Материалы и методы исследования

Характеристика групп обследуемых Были обследованы практически здоровые лица в возрасте от 20 до 89 лет Всего обследовано 229 человек, из них спортсменов - 61 Испытуемые были разделены по возрасту, полу и тренированности

Методы исследования Регистрацию электроэнцефалографии (ЭЭГ) производили на компьютерном электроэнцефалографе МесЬсог 16 с полосой пропускания до 70 Гц и постоянной времени 0,3 сек Записи выполнялись от 16 электродов, расположенных по системе 10 - 20 по монополярной схеме с референтными ипсилатеральными ушными электродами Анализ ЭЭГ проводился с помощью компьютерной программы «Вгат1 Определялись индексы, частоты, периоды, амплитуды, коэффициенты временной асимметрии волн, коэффициенты асимметрии мозга альфа-, бета-, тета-, дельта-диапазонов

Биологический возраст рассчитывали по методу Л М Белозеровой (1999), в котором использовались формулы разработанные с помощью методики множественной линейной регрессии

Характеристика статистических совокупностей изучалась на основании параметров вариационного ряда средней арифметической, среднего квадратичного отклонения Для определения степени достоверности различий результатов между группами вычисляли среднюю статистическую ошибку Достоверность различий сравниваемых средних оценивалась по критерию Стьюдента

Результаты исследования и их обсуждение

Биоэлектрическая активность головного мозга у нетренированных женщин и мужчин При старении происходит замедление основных ритмов ЭЭГ и

перераспределение их пространственной топографии В бета- ритме у нетренированных женщин зрелого возраста происходит увеличение индекса (рис 1), частоты, амплитуды преимущественно в лобных и височных областях обоих полушарий Замедление частоты бета- ритма в теменных областях обоих полушарий обнаруживается у женщин пожилого возраста (рис 2), в теменных, центральных, лобных областях правого полушария у женщин старческого

возраста

40

35

30

25

% 20 -

15 -

10 •

5 •

0 -

02 01 Р4 РЗ С4 СЗ Я4 РЗ РР2 ЯР1 Т6 Т5 Т4 ТЗ Р8 П Примечание **- Р<0,01, ***- Р<0,001 Рис 1 Индекс бета - ритма нетренированных женщин (%)

25

_ ** ***

20

Гц

15 10 5 О

02 01 Р4 РЗ С4 СЗ Р4 РЗ РР2 РР1 Т6 Т5 Т4 ТЗ Р8 Р7 Примечание **- Р<0,01, "*- Р<0,001

Рис 2 Частота бета - ритма нетренированных женщин (Гц)

□60-69 лет I Ш 70-79 лет!

У нетренированных мужчин зрелого возраста показатели бета- диапазона относительно стабильны, в пожилом и старческом возрасте происходит

¡□60-69 лет М70-79 лет

увеличение бета- индекса (рисЗ) и бета- частоты практически над всей поверхностью головного мозга Данные изменения обусловлены высокой функциональной цикличностью данного ритма (Зенков Л Р , 2004)

35

30

25

% 20

15 -

I

10 +

5

0 402 01 Р4 РЗ С4 СЗ Р4 ЯЗ РР2 РР1 Т6 Т5 Т4 ТЗ Примечание **- Р<0 01, ***- Р<0,001

Рис 3 Индекс бета - ритма нетренированных мужчин ( %)

Бета- активность с возрастом больше изменяется у женщин, чем у мужчин Более выраженная бета- активность у нетренированных женщин, по сравнению с нетренированными мужчинами, коррелирует с половыми различиями психологических характеристик, свидетельствует о более высоком уровне активации, имеет генетическую обусловленность и связана с гормональными особенностями В В Фролькис (1991)

Наиболее выражены возрастные изменения в диапазоне альфа- ритма В зрелом возрасте у нетренированных женщин локально увеличивается амплитуда в четвертом десятилетии, а у нетренированных мужчин в пятом десятилетии Остальные показатели ЭЭГ у лиц зрелого возраста не изменяются, урежение альфа- ритма происходит у женщин (рис 4) и мужчин старческого возраста (рис 5), но у женщин более генерализованно, чем у мужчин Замедление частоты альфа- ритма является наиболее стабильным «электроэнцефалографическим - симптомом» старения мозга Альфа- ритм является своего рода часовым механизмом мозга, регулирующий во времени

поступление в кору и посылку из нее информации, а также отражающий процессы, управляющие уровнем возбудимости нервных ансамблей От исправности этих «мозговых часов» в значительной степени зависит состояние психического здоровья человека На этом основании интенсивность замедления альфа- ритма рассматривается как «биологические часы старения» мозга Л М Белозерова (2001), В В Фролькис (1991)

Примечание *"*- р<0 001 Рис 4 Частота альфа - ритма нетренированных женщин (Гц)

02 01 Р4 РЗ С4 СЗ Я4 РЗ РР2 1=Р1 Т6 Т5 Т4 ТЗ Р8 Р7

Примечание Р<0 001 Рис 5 Частота альфа - ритма нетренированных мужчин (Гц)

Данные автоматического анализа выявляют наличие медленной активности, которая может быть не видна при визуальном наблюдении Увеличение тета- активности значимо проявляется у нетренированных женщин

старческого возраста, преимущественно в правом полушарии, а у нетренированных мужчин начиная с пожилого возраста и продолжается в старческом возрасте генерализованно Рост тета- индекса у пожилых мужчин обнаруживается практически над всей поверхностью головного мозга (рис 6)

02 01 Р4 РЗ С4 СЗ F4 РЗ РР2 РР1 Т6 Т5 Т4 ТЗ Р8 Я7 Примечание *"- Р<0 001

Рис 6 Индекс тета - ритма нетренированных мужчин ( %)

Согласно современным представлениям гиппокамп, ядра перегородки и отдельные образования гипоталамуса являются генераторами тета - ритма В процессе старения снижается функциональный уровень гипоталамо-ретикулярной систем и уменьшается уровень афферентной импульсации, поступающей в гиппокамп через септогипоталамический вход, который обеспечивает генерирование тета - ритма При старении наблюдается дисфункция гипоталамо - гиппокампальных взаимосвязей Таким образом, наступающие при старении морфофункциональные и биохимические изменения в гиппокампе и в отдельных ядрах диэнцефальной области, а также гетерохронность изменений функциональных связей между этими структурами и ретикулярной формацией среднего мозга определяют особенности тета-ритма

Возрастные изменения дельта- ритма в отношении индекса, частоты, периода и амплитуды у нетренированных лиц обоих полов зрелого и пожилого

ю

возраста носят локальный характер При этом, более значимые изменения происходят у женщин не занимающихся спортом в пожилом возрасте - рост частоты и амплитуды в лобной и височной областях левого полушария, увеличение амплитуды в затылочной и теменной областях правого полушария У старых женщин динамики показателей практически не наблюдается

У мужчин повышение дельта- активности обнаруживается в зрелом возрасте, увеличивается индекс и частота в затылочных и теменных областях обоих полушарий Сохраняются тенденции роста индекса и частоты у мужчин пожилого возраста (рис 7), у мужчин старческого возраста рост дельта-активности носит генерализованный характер - индекс и амплитуда возрастают практически над всей поверхностью головного мозга

02 01 Р4 РЗ С4 СЗ Р4 РЬ РР2 ЯР1 Т6 Т5 Т4 ТЗ Р8 ?7 Примечание Р<0 01, ***- Р<0,001

Рис 7 Индекс дельта • ритма нетренированных мужчин (%)

Увеличение тета- и дельта- активности с возрастом связано с нарастанием гемодинамических нарушений в головном мозге При старении у женщин дельта — ритм выражен в меньшей степени, чем у мужчин, следовательно, возрастные гемодинамические нарушения у нетренированных женщин по сравнению с нетренированными мужчинами менее выражены

Принято рассматривать форму волны (исключая патологические), как квазипериодичную, то есть примерно повторяющуюся Учитывая тот факт, что мы проводили компьютерную энцефалографию, данные автоматического

п

анализа позволили нам выявить динамику малоизученного показателя -асимметрия волны Мы установили, что с возрастом у нетренированных женщин и мужчин изменения носят ненаправленный характер, над различными участками головного моз1а встречаются три вида волн симметричные, а также с возрастанием, как восходящих фаз волн, так и нисходящих фаз волн В старческом возрасте у нетренированных женщин сохраняются те же тенденции, ч го и в пожилом возрасте, у нетренированных мужчин не занимающихся спортом в старческом возрасте удлиняется нисходящая фаза волны Мы считаем, что стабильное, однонаправленное увеличение нисходящей фазы волны у мужчин старческого возраста, по сравнению с женщинами, свидетельствует о превалировании процессов торможения в коре головного мозга

Особенность мозга заключается, с одной стороны, в наличии двух эквипотенциальных гемисфер, с другой стороны - в цельности и единстве его деятельности Отсюда вытекает важный вопрос о характере надежности и устойчивости мозга в онтогенезе, в частности при старении, как парнофунционирующей системы с учетом латерализации и межполушарной специализации отдельных церебральных структур

С возрастом у нетренированных женщин направленность асимметрии мозга быстрой активности сохраняется, превалирует активность правого полушария, но прослеживается переход преобладания медленной активности из правого полушария в левое у лиц старческого возраста При старении у мужчин изменяется направленность асимметрии - у молодых бета- и альфа-активность более выражена в левом полушарии, а у пожилых и старых - в правом полушарии, на фоне этого наблюдается переход преобладания медленной активности из правого полушария в левое Наши данные относительно возрастной асимметрии мозга, не подтверждают традиционные представления о доминировании левого полушария и показывают, что доминирование одного из полушарий не является полным, то есть функции

организуются и левым, и правым полушариями Это позволило сформулировать представление о парциальном доминировании, в этом наши результаты совпадают с предположениями Г А Кураева, А А Ковалева (1983) Наши данные близки к гипотезе прогрессивной латерализации предложенной JW Brown (1978), предполагающей эволюцию церебральной организации в направлении от билатеральности функций через латеральность к контрлатеральности

Увеличение абсолютной асимметрии с возрастом сопровождается уменьшением направленности, что свидетельствует о возрастной дестабилизации межполушарных отношений, которая связана с изменениями в самих полушариях Однако, сохранение направленности асимметрии быстрой активности у женщин является актом адаптации, обеспечивающим поддержание оптимального функционального состояния организма при старении

Биоэлектрическая активность головного мозга тренированных женщин и

мужчин У спортсменов - лыжников обоего пола увеличиваются с возрастом

показатели бета- активности (рис 8), не изменяется частота альфа- ритма у

женщин и растет частота альфа- ритма у мужчин, что является проявлением

работы компенсаторно- адаптационных механизмов 70

60 50 40 30 20 10 t о

*** »** ***

*** »** ***

¡020-29 лет I ■ 50-59 лет

02 01 Р4 РЗ С4 СЗ F4 F3 Fp2 fpi Т6 Т5 T4 ТЗ F8 F7 Примечание ***- Р<0,001

Рис 8 Индекс бета - ритма тренированных женщин ( %)

При старении снижается альфа- индекс и альфа- амплитуда у тренированных женщин и мужчин, снижение быстрой активности связывается с метабилическими нарушениями (Л.М.Белозерова, 1999, В.В.Фролькис, 1991). Сглаживается асимметрия альфа- волны и уменьшается нисходящая фаза данной волны, что возможно свидетельствует об уменьшении проявления эффекта экономизаиии функций у тренированных женщин и мужчин шестого десятилетия, по сравнению со спортсменами третьего десятилетия.

Паши результаты подтверждают наличие медленной активности у практически здоровых, тренированных лиц. Возрастные изменения медленной активности нами установлены только у тренированных женщин в виде роста гета- индекса в лобной и центральной областях левого полушария, затылочной области правого полушария, увеличения тета- амплитуды в лобной области правого полушария, центральной области левого полушария.

Дельта- индекс у женщин -- лыжниц в шестом десятилетии возрастает над всей поверхностью головного мозга (рис.9), дельта- частота повышается в затылочной области правого полушария, теменных областях обоих полушарий. Увеличение медленной активности у тренированных женщин свидетельствует о появлении гемодинамических дисфункций в шестом десятилетии по сравнению с третьим (Л.М.Белозерова, 1999, В.В.Фролькис, 1991).

Занятия лыжным спортом изменяют характеристики биоэлектрической активности головного мозга спортсменов обоих полов.

4 т

02 01 Р4 РЗ С4 СЗ Р4 РЗ еР2 ЯР1 Т6 Т5 Т4 ТЗ F8 Примечание *"'-Р<0.001 Рис.9. Индекс дельта - ритма тренироданных женщин ( %)

Сравнение биоэлектрической активности головного мозга спортсменов и нетренированных лиц У спортсменок - лыжниц, по сравнению с женщинами не занимающимися спортом, особенности биоэлектрической активности головного мозга заключаются в наличии более высоких характеристик основных ритмов (рис 10,1!) (индекс, частота бета- и альфа- ритмов, амплитуда альфа- ритма), более низкой медленной активности (индекс, частота тета- и дельта- ритмов) и отсутствии разницы коэффициента асимметрии мозга, что свидетельствует о большей лабильности деятельности головного мозга и больших адаптационно - приспособительных возможностях у спортсменок, по сравнению с нетренированными женщинами

90 80 70 60 % 50 1 40 30 20 10 ■ 0

ог О! Р4 РЗ С4 СЗ F4 F3 FP2 FPt Т6 T5 Т4 ТЗ F8 F7 Примечание "*- Р<0 001 Рис 10 Сравнение индекса альфа- ритма у женщин (%)

80

!□ 20-29 лет \

тренированные ! ¡■20-29 лет |

| нетренированные^

*** * ** H

***

70 г

60 j

I

50 1 % 40 30 1 20 10 -0 ■

02 01 Р4 РЗ C4 СЗ F4 F3 FP2 FP1 Тв Т5 Т4 ТЗ F8 F7 Примечание Р<0 001 Рис 11 Сравнение альфа - индекса у женщин (%)

□ 50-59 лет тренированные 50-59 лет нетренированные!

37493749374937

Асимметрия альфа- волны у тренированных женщин носит однонаправленный характер - превалирование нисходящей фазы волны, больше выраженный в возрасте 20 - 29 лет, чем в 50 - 59 лет, а у нетренированных присутствуют три вида волны - симметричные волны, волны с преобладающей восходящей фазой и нисходящей фазой

У спортсменов - лыжников по сравнению с нетренированными мужчинами особенности биоэлектрической активности головного мозга заключаются в наличии более высоких характеристик основных ритмов (рис 12) (бета- индекс, альфа- индекс), более низкой медленной активности (тета- индекс, дельта -индекс, частота, амплитуда с большей заинтересованностью правого полушария) и отсутствии разницы коэффициента асимметрии мозга

Примечание ***- Р<0,001 Рис 12 Сравнение альфа - индекса у мужчин (%)

Асимметрия альфа- волны у тренированных мужчин носит однонаправленный характер - превалирование нисходящей фазы волны, больше выраженный в возрасте 20 - 29 лет, чем в 50 — 59 лет, а у нетренированных присутствуют симметричные волны, волны с преобладающей восходящей фазой и нисходящей фазой

Все это является отражением различных функциональных состояний (в основном функциональной готовности), что демонстрирует глубинные функциональные перестройки в центральной нервной системе при больших

физических нагрузках, применяемых в лыжном спорте. Следовательно занятия лыжным спортом способствуют расширению адаптационно приспособительных возможностей у молодых лыжников и уменьшают темп их снижения среди ветеранов спорта.

В связи с тем, что асимметрия альфа- волн изменяется по разному у лиц разного возраста, пола и уровня тренированности данный показатель может быть использован как ЭЭГ- критерий тренированности.

Биологический возраст лиц не занимающихся спортом в сравнении со спортсменами. При определении биологического возраста по

биоэлектрической активности головного мозга (БВБАГМ) следует учитывать, что используемое уравнение множественной линейной регресии дает феномен «сужений», в младшей возрастной группе результат несколько завышен, в старшей - занижен, по сравнению с хронологическим возрастом. Исходя из этого, прямое сопоставление вычисленного биологического возраста и хронологического возраста некорректно. Следует сравнивать вычисленный биологический возраст с величиной должного биологического возраста (ДБВ), который характеризует популяционный стандарт темпа старения. Мы установили, что темп возрастных изменений у нетренированных женщин средний в 4, 5, 6, 7, 8 десятилетиях жизни, ускоренный в 9 десятилетии (рис.13).

90

80 1 ____ - _________________***__

70 --------------------—

60 Г- -

50 1 -

40 ---

30 1-

20 : ■

10 <---

0 ;

20-29лет 30-39лет 40^9 лет 50-59лет 60-69лет 70-79лет 80-89лет Примечание: *"-Р<0.001

Рис.13 Биологический возраст нетренированных женщин (в усл.годах)

Темп возрастных изменений у нетренированных мужчин средний в 4,5,6,7, 8 десятилетиях жизни, ускоренный в 9 десятилетии (рис 14)

90 80 70 60 50 40 30 20 10

И ЛIIИ [ I

20-29лет 30-39лет 40-49 лет 50-59лет 60-69лет 70-79лет 80-89лет Примечание ***- Р<0 001

Рис.14 Биологический возраст нетренированных мужчин (в уел годах)

Сравнение биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга показало, что женщины не занимающиеся спортом моложе нетренированных мужчин в третьем десятилетии, не имеют существенных различий в четвертом десятилетии, старше в пятом десятилетии, не прослеживается достоверных изменений в шестом десятилетии, седьмом, восьмом и девятом десятилетиях

Определение биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга показало, что у спортсменов - лыжников обоего пола темп возрастных изменений средний в третьем десятилетии, замедленный в шестом десятилетии (рис 15, 16)

1БВБАГМ

■ДБВ

20-29 лет 50 59 пет

Рис 15 Биологический возраст женщин-лыжниц (в уел годах)

60 1

40

30

20

10

I

■ БВБАГМ [□ДБВ

50-59 лет

20-29 лет Примечание "*-Р<0,001

Рис 16 Биологический возраст мужчин - лыжников (в условных годах)

Сравнение биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга установило, что биологический возраст по биоэлектрической активности головного мозга одинаков у тренированных лиц обоего пола в третьем десятилетии, при этом биологический возраст по биоэлектрической активности головного мозга у женщин — спортсменок в шестом десятилетии выше, чем у мужчин — спортсменов (рис 17)

□ женщины БВБАГМ И мужчины БВБАГМ

20-29 лет Примечание ***- Р<0 001

50-59 лет

Рис 17 Сравнение возрастных изменений между тренированными женщинами и мужчинами (в уел годах)

Нетренированные женщины в третьем десятилетии моложе спортсменок - лыжниц, а в шестом десятилетии значимо старше Мужчины, не занимающиеся спортом, по сравнению с лыжниками не имеют

различий в третьем десятилетии, при этом спортсмены в шестом десятилетии моложе нетренированных мужчин

Полученные результаты соответствуют нашим данным относительно динамики биоэлектрической активности головного мозга

Превышение темпа старения нетренированных женщин, по сравнению с тренированными женщинами в шестом десятилетии происходит за счет значительного превышения дельта- активности у женщин не занимающихся спортом в сравнении со спортсменками, что свидетельствует о меньших возрастных гемодинамических изменениях и большим проявлением включения компенсаторно-адаптационных механизмов у женщин — лыжниц, по сравнению с нетренированными

Ускорение темпа старения нетренированных мужчин, по сравнению с тренированными мужчинами в шестом десятилетии происходит за счет больших показателей бета- и альфа- активности у тренированных, по сравнению с нетренированными, что свидетельствует о меньших возрастных гемодинамических изменениях, о большей лабильности деятельности головного мозга спортсменов и больших функциональных возможностях

Определение биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга может являться критерием оценки воздействия на организм такого фактора, как физическая тренировка

Выводы

1 У нетренированных женщин изменения электроэнцефалограммы с 20 до 49 лет проявляются в виде локальных увеличений показателей бета- и альфа-активности У женщин шестого десятилетия появляется стабилизация всех диапазонов Признаки старения мозга в период 60-89 лет происходят генерализованно, в виде замедления бета- и альфа- ритмов, роста тета- и дельта- активности

2 У нетренированных мужчин динамика биоэлектрической активности головного мозга от 20 до 49 лет наблюдается в виде роста альфа- амплитуды

над всей поверхностью головного мозга, локализованного увеличения тета-и дельта- активности В возрасте 50-89 лет происходит рост бета-активности, снижение альфа — активности, увеличение тета- и дельта-активности

3 С возрастом у нетренированных женщин и мужчин изменения фаз волн носят ненаправленный характер, над различными участками головного мозга происходит возрастание восходящих фаз волн, в старческом возрасте у женщин сохраняются те же тенденции, что и в пожилом возрасте, у мужчин в старческом возрасте удлиняется нисходящая фаза волны Стабильное, однонаправленное увеличение нисходящей фазы волны у мужчин старческого возраста свидетельствует о превалировании процессов торможения в коре головного мозга, по сравнению с женщинами

4 У нетренированных лиц обоих полов с возрастом увеличивается коэффициент асимметрии мозга бета- и альфа- ритмов и снижается — в тета-и дельта- ритмах, при этом у женщин наблюдается контрлатерализация медленной активности из правого полушария в левое и сохраняется латерализация быстрой активности в левом полушарии головного мозга У мужчин в старческом возрасте контрлатерализация происходит и в быстрой, и в медленной активности В зрелом возрасте бета- и альфа- активное¡ь более выражена в левом полушарии, а у лиц старческого возраста в правом, на фоне этого наблюдается переход преобладания медленной активности из правого полушария в левое

5 У тренированных женщин шестого десятилетия, по сравнению с третьим, старение мозга проявляется в виде увеличения бета-, снижения альфа-активности, сглаживания асимметрии альфа-волны над всей поверхностью головного мозга, локализованного повышения тета- активности, генерализованного роста дельта- активности

6 У тренированных мужчин в шестом десятилетии, по сравнению с третьим десятилетием, возрастные изменения биоэлектрической активности

головного мозга происходят в виде увеличения бета-, уменьшении альфа-активности над всей поверхностью головного мозга

7 У тренированных женщин по сравнению с нетренированными женщинами в возрасте 20-29 лет более высокая бета- и альфа- активность, более низкая тета- и дельта- активность, однонаправленный характер асимметрии волны -превалирование нисходящей фазы волны (у нетренированных присутствуют симметричные волны и волны с преобладающей восходящей фазой) У спортсменок, по сравнению с лицами не занимающимися спортом, в возрасте 50 — 59 лет более высокая бета- и альфа- активность, одинаковая тета- активность, более низкая дельта- активность, однонаправленный характер асимметрии волны — превалирование нисходящей фазы волны (у нетренированных присутствуют симметричные волны, и волны с преобладающей восходящей фазой), нет различий в показателях коэффициента асимметрии

8 У спортсменов - лыжников, по сравнению с лицами не занимающимися спортом, в возрасте 20 - 29 лет основные различия состоят в более высокой бета- и альфа- активности, превалировании нисходящей фазы альфа- волны (у нетренированных встречаются симметричные волны, волны с увеличенной восходящей и нисходящей частями) В возрасте 50 - 59 лет основные различия заключаются в более высокой активности бета- и альфа-ритмов, превалировании нисходящей фазы альфа- волны, в более низкой тега- и дельта- активности

9 Темп старения, при определении биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга, у нетренированных женщин и мужчин средний в возрастном периоде 20-79 лет, ускоренный в диапазоне 80-89 лет Темп возрастных изменений у тренированных лиц обоего пола зрелого возраста средний в третьем десятилетии, замедленный в шестом десятилитии Темп старения нетренированных лиц обоего пола, по

сравнению с тренированными, одинаковый в третьем десятилетии, значимо выше в шестом десятилетии

Практические рекомендации Исследование биоэлектрической активности головного мозга при помощи

компьютерной энцефалографии, определение биологического возраста по

биоэлектрической активности головного мозга возможно использовать

1) для определения состояния здоровья, наличия скрытой патологии,

2) для оценки функционального состояния организма и его резервных возможностей,

3) для определения уровня подготовленности к занятиям физической культурой и спортом,

4) для суждения об эффективности программ тренировок,

5) для определения темпа старения индивидуума,

6) для оценки влияния на организм социальных и экологических факторов, геро протекторных средств

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Нуретдинова ЗГ Сравнение основных характеристик биоэлектрической активности головного мозга/ ЗГ Нуретдинова // Актуальные вопросы современной медицины Тезисы докладов научно- практической конференции молодых ученых - Пермь, 1997 - С 14

2 Белозерова JIM, Нуретдинова ЗГ Сравнение основных характеристик межполушарной асимметрии по биоэлектрической активности головного мозга/ Jl М Белозерова ,3 Г Нуретдинова II Клиническая геронтология Тезисы 3 Международной научно-практической конференции «Пожилой больной Качество жизни» - 1998 -№3 - С 62

3 Белозерова ЛМ, Нуретдинова ЗГ Возрастные изменения зональной топографии биоэлектрической активности головного мозга мужчин/ ЛМ Л М Белозеров, 3 Г Нуретдинова II Геронтология и гериатрия Материалы

межобластной научно- практической конференции - Екатеринбург, 1999 -С 12-13

4 Белозерова Л М, Нуретдинова ЗГ Возрастные сдвиги пространственной топографии биоэлектрической активности головного мозга мужчин/ Л М Беюэерова, ЗГ Нуретдинова // Первый Российский съезд геронтологов и гериатров Сборник тезисов и статей - Самара, 1999 - С 416-417

5 Белозерова ЛМ, Нуретдинова ЗГ Возрастные сдвиги биоэлектрической активности головного мозга мужчин/ Л М Белозерова, 3 Г Нуретдинова II Тезисы докладов научной сессии ПГМА — Пермь, 1999 - С 67

6 Белозерова ЛМ, Нуретдинова ЗГ К вопросу об изменениях межполушарной асимметрии у пожилых людей/ ЛМ Белозерова, ЗГ Нуретдинова II Тезисы докладов научной сессии ПГМА - Пермь, 2000 -С 239

7 Белозерова ЛМ, Нуретдинова ЗГ, Сиротин А Б Зависимость биологического возраста от двигательной активности в периоды зрелости и старения/ЛМ Белозерова, ЗГ Нуретдинова, А Б Сиротин // Геронтология и гериатрия, медицинское обслуживание ветеранов войн Материалы межобластной научно-практической конференции - Екатеринбург, 2000 -С 13-14

8 Belozerova LM, Nuretdynova ZG Agmg and working capacity lowering mechanisms using m biological age measurement/ L M Belozerova, Z G Nuretdynova И 2 nd European congress on biogerontology from molecules to humans - Saint Petersburg, 2000 - P 18

9 Белозерова ЛM, Нуретдинова ЗГ Нормологические аспекты возрастных изменений межполушарной асимметрии мозга/ ЛМ Белозерова, ЗГ Нуретдинова И Биологический возраст Материалы Всероссийской конференции - Пермь, 2000 - С 28

10 Белозерова ЛМ, Нуретдинова ЗГ Возрастные изменения формы волны биоэлектрической активности головного мозга женщин/ Л М Белозерова,

3 Г Нуретдинова II Традиционные методы лечения в геронтологии Материалы научно-практической конференции - Москва, 2001 - С 37-39

11 Белозерова Л М, Нуретдинова ЗГ Возрастные изменения межполушарной асимметрии мозга/ Л М Белозерова, ЗГ Нуретдинова II Геронтология и гериатрия -2001 -В 1 -С 36-39

12 Белозерова ЛМ, Нуретдинова ЗГ Динамика формы волны по биоэлектрической активности головного мозга/ ЛМ Белозерова, ЗГ Нуретдинова II Тезисы докладов научной сессии ПГМА - Пермь,2002 -С 98

13 Белозерова ЛМ, Нуретдинова ЗГ Сравнительная оценка биоэлектрической активности головного мозга спортсменов - лыжников и нетренированных мужчин/ЛМ Белозерова, ЗГ Нуретдинова И Материалы 3-го Российского научною форумаРеаСпоМед 2003 -Москва, 2003 - С 1011

14 Белозерова ЛМ, Нуретдинова ЗГ Сравнительная оценка биоэлектрической активности головного мозга спортсменок — лыжниц и нетренированных женщин/ ЛМ Белозерова, ЗГ Нуретдинова II Материалы научной сессии 2004 - Пермь-Ижевск, 2004 - С 203- 204

15 Белозерова ЛМ, Нуретдинова ЗГ Определение биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга у женщин/ ЛМ Белозерова, 3 Г Нуретдинова // Теория и практика оздоровления населения России Материалы I Национальной научно-практической конференции с международным участием — Москва, 2004 - С 35-37

16 Белозерова ЛМ, Нуретдинова ЗГ Сравнительная оценка биологического возраста женщин и мужчинI ЛМ Белозерова, 3 Г Нуретдинова II Медицина для пожилых и инвалидов Материалы научно - практической конференции - Москва, 2004 - С 16-17

17 Белозерова Л М, Нуретдинова 3 Г Биологический возраст нетренированных мужчин и спортсменов - лыжников/ ЛМ Белозерова, ЗГ Нуретдинова II Материалы научной сессии 2004 - Пермь, 2005 - С 213- 214

18 Белозерова Л М, Нуретдинова 3 Г Биологический возраст нетренированных лиц и спортсменов - лыжников/ЛМ Белозерова, ЗГ Нуретдинова// Пермский медицинский журнал -2007 - TXXIV -№1-2 — С 167-174

Подписано в печать 14 01 2008 Формат 90*60/16 Уел печ л 1,0 Бумага ВХИ Набор компьютерный Тираж 70 экз Заказ № 08/2008

Отпечатано в типографии «Пресстайм» Адрес 614025, г Пермь, ул Героев Хасана, 105

Исследование биоэлектрической активности головного мозга, биологического возраста нетренированных и лиц занимающихся спортом, в том числе ветеранов спорта, продолжающих систематические тренировки (в ходе дальнейшего обсуждения термин «ветеран» нами трактуется именно упомянутым выше образом), имеет большое значение для спортивной медицины, лечебной физкультуры, геронтологии, неврологии, а также для профессионального отбора в плане возрастного нормирования умственных и физических нагрузок, оценки влияния двигательного режима на темп старения.

Старение нервной системы во многом определяет темп старения организма в целом. Информативным показателем местных и общих физиологических перестроек функционального состояния и уровня метаболических и гемодинамических процессов в центральной нервной системе является биоэлектрическая активность головного мозга. Изучение возрастных сдвигов электрогенеза мозга дает возможность уточнить механизмы старения организма [16,17,24,41,43,49,56,59,61,97,107,109,113,116,121,123,132]. В связи, с чем возникла необходимость изучения биоэлектрической активности головного мозга у лиц молодого, зрелого, пожилого и старческого возраста в возрастном аспекте.

В настоящее время в медицине, в частности в спортивной медицине, лечебной физкультуре, реабилитологии, педиатрии, геронтологии большое значение уделяется определению биологического возраста [4,5,7,9,11,1523,30,34,42,54,68,93,94,95,110,111].

Значению изучения биологического возраста и методам его оценки в спорте посвящен ряд работ, однако, они в большей мере касаются проблем детского и юношеского возраста. В доступной нам литературе мы изучили работы, в которых исследовался биологический возраст зрелых спортсменов и ветеранов спорта по данным умственной и физической работоспособности. Мы предполагаем, что определение биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга может быть более объективным методом, так как не зависит от мотивации обследуемого. Цель и задачи исследования

Цель настоящей работы - изучить возрастные особенности биоэлектрической активности головного мозга, биологического возраста у нетренированных и тренированных лиц и апробировать метод определения биологического возраста по показателям компьютерной энцефалографии. Для реализации этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить возрастные особенности биоэлектрической активности у нетренированных лиц молодого, зрелого, пожилого и старческого возраста.

2. Исследовать особенности биоэлектрической активности головного мозга у спортсменов-лыжников зрелого возраста.

3. Выявить особенности темпа старения не тренированных лиц и спортсменов - лыжников по их биологическому возрасту.

4. Установить объективность метода определения биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга в отношении лиц, занимающихся спортом.

Материалы и методы

Были обследованы практически здоровые лица в возрасте от 20 до 89 лет. Всего обследовано 229 человек, из них спортсменов — 61. Испытуемые были разделены по возрасту, полу и тренированности.

Регистрацию ЭЭГ производили на компьютерном электроэнцефалографе Medicor 16 S с полосой пропускания до 70 Гц и постоянной времени 0,3 сек. Записи выполнялись от 16 электродов, расположенных по системе 10 - 20 по монополярной схеме с референтными ипсилатеральными ушными электродами. Анализ ЭЭГ проводился с помощью компьютерной системы «Brainlog». Определялись индексы, частоты, периоды, амплитуды, коэффициенты временной и пространственной асимметрии волн, коэффициенты асимметрии мозга альфа-, бета-, тета-, дельта- диапазонов.

Биологический возраст по данным ЭЭГ рассчитывали с помощью метода Л.М.Белозеровой [9,10,11,12], в котором использовались формулы разработанные при помощи методики множественной линейной регрессии.

Характеристика статистических совокупностей изучалась на основании параметров вариационного ряда: средней арифметической, среднего квадратичного отклонения. Для определения степени достоверности результатов исследования вычисляли среднюю ошибку. Достоверность различий сравниваемых средних оценивалась по критерию Стьюдента [65]. Научная новизна

1. Создана база данных количественных характеристик биоэлектрической активности головного мозга в возрастном аспекте.

2. Впервые установлены особенности изменений биоэлектрической активности головного мозга по данным компьютерной энцефалографии у спортсменов -лыжников.

3. Впервые изучен биологический возраст по биоэлектрической активности головного мозга у спортсменов зрелого возраста.

Практическая значимость работы

Результаты работы дополняют существующие представления о возрастных сдвигах биоэлектрической активности головного мозга нетренированных лиц и спортсменов-лыжников.

Изучение биологического возраста у нетренированных лиц и действующих спортсменов расширяет знания о влиянии различного уровня двигательной активности на темп старения организма.

Доказана возможность определения биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга у нетренированных и тренированных людей.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Выраженность изменений биоэлектрической активности головного мозга определяется двигательным режимом в течение жизни.

2. Двигательный режим оказывает влияние на темп старения лиц зрелого возраста.

3. Метод определения биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга отражает совокупность адаптационных возможностей организма и является инструментом объективной оценки темпа старения лиц с различным уровнем двигательной активности. Внедрение результатов исследования.

Метод определения биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга апробирован и внедрен в Пермском областном врачебно — физкультурном диспансере, во врачебно — физкультурном диспансере г. Кизел.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлены на научно-практических конференциях ученых Пермской государственной медицинской академии (Пермь, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005 гг.), на Всероссийской научно-практической конференции «Биологический возраст» (Пермь, 2000).

Опубликовано 18 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, литературы, приложений. Общий объем диссертации - 103 страницы. Работа иллюстрирована 1 таблицей в тексте и 36 таблицами приложений, 36 рисунками.

Выводы

1. У нетренированных женщин, возрастные изменения с 20 до 49 лет проявляются в виде локальных увеличений показателей бета- и альфа-активности. У женщин шестого десятилетия появляется стабилизация всех диапазонов. Динамика биоэлектрической активности головного мозга в возрасте 60-89 лет происходит генерализованно в виде замедления бета- и альфа- ритмов, роста тета- и дельта- активности.

2. У нетренированных мужчин, признаки старения мозга в возрастном диапазоне 20-49 лет наблюдаются в виде роста альфа- амплитуды над всей поверхностью головного мозга, локализованного увеличения тета- и дельта-активности. В возрасте 50-89 лет происходит рост бета- активности, снижение альфа — активности, увеличение тета- и дельта- активности.

3. С возрастом у нетренированных женщин и мужчин изменения фаз волн носят ненаправленный характер, над различными участками головного мозга происходит возрастание восходящих фаз волн, в старческом возрасте у женщин сохраняются те же тенденции, что и в пожилом возрасте, у мужчин в старческом возрасте удлиняется нисходящая фаза волны. Стабильное, однонаправленное увеличение нисходящей фазы волны у мужчин старческого возраста свидетельствует о превалировании процессов торможения в коре головного мозга, по сравнению с женщинами.

4. У нетренированных лиц обоих полов с возрастом увеличивается коэффициент асимметрии мозга бета- и альфа- ритмов и снижается — в тета-и дельта- ритмах, при этом у женщин наблюдается контрлатерализация медленной активности из правого полушария в левое и сохраняется латерализация быстрой активности в левом полушарии головного мозга. У мужчин в старческом возрасте контрлатерализация происходит и в быстрой, и в медленной активности. В зрелом возрасте бета- и альфа- активность более выражена в левом полушарии, а у лиц старческого возраста в правом, на фоне этого наблюдается переход преобладания медленной активности из правого полушария в левое.

5. У тренированных женщин шестого десятилетия, по сравнению с третьим, старение мозга проявляется в виде увеличения бета-, снижения альфа-активности, сглаживания асимметрии альфа-волны над всей поверхностью головного мозга, локализованного повышения тета- активности, генерализованного роста дельта- активности.

6. У тренированных мужчин в шестом десятилетии, по сравнению с третьим десятилетием, возрастные изменения биоэлектрической активности головного мозга происходят в виде увеличения бета-, уменьшении альфа-активности над всей поверхностью головного мозга.

7. У тренированных женщин по сравнению с нетренированными женщинами в возрасте 20-29 лет более высокая бета- и альфа- активность, более низкая тета- и дельта- активность, однонаправленный характер асимметрии волны -превалирование нисходящей фазы волны (у нетренированных присутствуют симметричные волны и волны с преобладающей восходящей фазой). У спортсменок, по сравнению с лицами не занимающимися спортом, в возрасте 50 - 59 лет более высокая бета- и альфа- активность, одинаковая тета- активность, более низкая дельта- активность, однонаправленный характер асимметрии волны - превалирование нисходящей фазы волны (у нетренированных присутствуют симметричные волны, и волны с преобладающей восходящей фазой), нет различий в показателях коэффициента асимметрии.

8. У спортсменов - лыжников, по сравнению с лицами не занимающимися спортом, в возрасте 20 - 29 лет основные различия состоят в : более высокой бета- и альфа- активности, превалировании нисходящей фазы альфа- волны (у нетренированных встречаются симметричные волны, волны с увеличенной восходящей и нисходящей частями). В возрасте 50 - 59 лет основные различия заключаются: в более высокой активности бета- и альфа-ритмов, превалировании нисходящей фазы альфа- волны, в более низкой тета- и дельта- активности.

9. Темп старения, при определении биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга, у нетренированных женщин и мужчин средний в возрастном периоде 20-79 лет, ускоренный в диапазоне 80-89 лет. Темп возрастных изменений у тренированных лиц обоего пола зрелого возраста средний в третьем десятилетии, замедленный в шестом десятилитии. Темп старения нетренированных лиц обоего пола, по сравнению с тренированными, одинаковый в третьем десятилетии, значимо выше в шестом десятилетии.

Практические рекомендации

Исследование биоэлектрической активности головного мозга при помощи компьютерной энцефалографии, определение биологического возраста по биоэлектрической активности головного мозга возможно использовать:

1) для определения состояния здоровья, наличия скрытой патологии,

2) для оценки функционального состояния организма и его резервных возможностей,

3) для определения уровня подготовленности к занятиям физической культурой и спортом,

4) для суждения об эффективности программ тренировок,

5) для определения темпа старения индивидуума,

6) для оценки влияния на организм социальных и экологических факторов, геропротекторных средств.