Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Переходные режимы сердечной деятельности при изменениях венозного возврата и мышечной работе у спортсменов

ТАРТУСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

СВОРОВСКАЯ Наталия Георгиевна

УДК 612.176.1(043.3)

ПЕРЕХОДНЫЕ ШИМЫ СЕРДЕЧНОЙ ДВЯТЕЛШОСТИ ПШ ИЗМЕНЕНИЯХ ВЕНОЗНОГО ВОЗВРАТА И МЫШЕЧНОЙ РАБОТЕ 7 СПОРТСМЕНОВ

14.00.17 - Нормальная физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Тарту - 1990

Работа выполнена на кафедре спортивной медицины Государственного центрального ордена Ленина института фзической культуры.

Научный руководитель - заслуженный деятель науки РСФСР,

доктор медицинских наук, профессор КАНШН В.Л.

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук,

профессор КАРУ Т.Э. кандидат медицинских наук, профессор ОЛШ Т.Э.

Ведущее учреждение - Московский медицинский стоматологический институт им.Н.А.Семашко.

^Защита диссертации состоится " ¿¿¿¿2с/ г. в

7/ час, на заседании специализированного совета К 069.02.12 Тартуского государственного университета по адресу: ЭССР, 202400, г.Тарту, ул.Шикооли, 18.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке Тартурского государственного университета.

Автореферат разослан "/3 » оАмШ г.

ученый секретарь л . .

специализированного совета /]\9 У/иу ^^

доктор медицинских наук, ' 1Лп

профессор ' Хуссар Ю.П.

>•, и ;

Актуальность. Исследование переходных режимов работы органов й систем организма, в том числе сердечно-сосудистой системы, позволяет получать объективную количественную характеристику деятельности механизмов регуляции функций. Применительно к сердечно-сосудистой системе исследование переходных процессов, возникающих при разнообразных возмущениях, позволяет оценивать работу всего комплекса нейро-гуморальных и саморегу-ляторных механизмов.

Фундаментальные основы использования переходных характеристик для объективной количественной оценки регуляцаи сердечно-сосудистой системы были заложены П.К.Анохиным (1935-1975), ТЖс./]е/ (1960),/И¡tte.fste.dt (1960), В.Л.Карпманом (19651975) и др. Этот биокибернетический подход получил наибольшее распространение при анализе работы сино-атриального узла сердца. К настоящему времени получены довольно подробные описания различных видов переходных режимов работы сино-атриального узла, зарегистрированных при физической нагрузке, орто- и кле-ностатических и других воздействиях (Д.И.Кемайтите, 1968-1989, А.Ю.Паю, 1972, А.К.Кепекенас, 1982, Г.А.Парчаускае, 1971, Т.Э. Ольм, 1982-1986, Т/ес/1 , 1972-1987,У'^вН % , 1971). Однако эта проблема продолжает оставаться решенной далеко неполно. Количество публикаций в этом направлении относительно невелико, а результаты исследований не получили еще достаточной практической реализации, причина этого состоит главным образом в наличии технических трудностей, связанных с регистрацией переходных процессов и отсутствием общепринятых методов анализа соответствующих кривых. Некоторые методические приемы,заимствованные из технической кибернетики (например, определение "площади регулирования" и др.) оказались недостаточно эффек-

тивными при исследовании процессов, протекающих в биологических системах. При морфологическом анализе кривых переходных цроцессов, по данным разных авторов, обнаруживается их значительное разнообразие, не позволяющее использовать такого рода информацию для количественной характеристики регуляторных процессов.

Вместе с тем исследование переходных цроцессов является одним из немногих путей изучения механизмов регуляции сердца в целостном организме человека. В связи с этим исследования переходных цроцессов, их систематизация, количестве.шый анализ сохраняют свое высокую актуальность для физиологии. Именно этим вопросам и посвящено настоящее исследование.

тгель и задачу исследования. Целью исследования было изучение переходных режимов работы сино-агриального узла сердца при различного рода возмущашдх воздействиях.

Для решения этой проблемы были поставлены следующие общие задачи:.

1. Изучить морфологические и амплитудно-временные характеристики переходных процессов цри врабатывании и во время восстановления (после нагрузки) сердечной деятельности у спортсменов.

2. Проанализировать физиологические механизмы формирования различных видов переходных процессов, регистрируемых при выполнении физической нагрузки различной мощности (вплоть до критической).

3. Изучить переходные процессы работы сино-атриального узла при уменьшении венозного возврата крови к сердцу, моделируемого с помощью ортостатической пробы (и на базе этого раз-

работать способы оценки ортостатической устойчивости человека).

4. Проанализировать кривые переходных процессов работы си-но-атриальяого узла, возникающие при моделируемом с помощью клиностатического воздействия повышении венозного возврата крови к сердцу.

Научная норизн^. Произведена систематизация морфологических особенностей кривых переходных процессов работы сино-атри-ального узла сердца при использовавшихся возмущающих воздействиях. Показано, что несмотря на значительное разнообразие морфологии кривых переходных процессов все они могут быть сведены к трем универсальным типам: колебательному,апериодическому, торпэдному.

В периоде врабатывания обнаруживаются колебательный и апериодический типы переходных процессов работы сино-атриального узла сердца. Показано фазиологаческое единство этих двух типов кривых: в основе их функционирования лежит интенсивность выполняемой физической нагрузки. Колебательный переходный процесс, наблюдаемый при нагрузках умеренной мощности, трансформируется в апериодический переходный процесс при нагрузках значительной интенсивности. Это связывается с динамикой ваго-сиы-патического баланса при врабатывании, и,в частности,со сте-зенью минимизации вагусного воздействия на сиьо-атриальннй /зел. установлена роль функционального состояния пейсмекера, изменение которого с помощью бета-блокаторов может обеспечить трансформацию типа переходного процесса без изменения мощности физической нагрузки.

Характер переходного процесса во время восстановления сер-1ечной деятельности после прекращения мышечной работы определи-

ется различный уровнем акцентированного ваго-симпатического антагонизма ([.е^у ., 1972). Во время восстановительного периода наблюдаются все три типа переходного процесса, возникновение которых связано с интенсивностью предшествующей физической нагрузки. После выполнения легкой нагрузки регистрируется колебательный переходный процесс, характеризующийся наличием перерегулирования ("отрицательной фазой пульса"). После напряженной мышечной работы регистрируются апериодический и торпидный тиш переходного процесса,* причем последний возникает после выполнения нагрузки, мощность которой цриближается к критической или равна ей. Типы переходных цроцессов восстановления свободно трансформируются от одного типа к другому в зависимости от интенсивности выполнявшейся физической нагрузки.

Показано, что торпидный тип переходного цроцзсса, характеризующийся незавершенностью восстановления сердечного ритма, свидетельствует о том, что в целостном организме человека акцентированный антагонизм при интенсивной нагрузке не выявляется.

Использовавшиеся стандартные модели изменения венозного возврата вызывают типовые переходные процессы работы сино-атри-альвого узла. При уменьшении венозного возврата, связанного с понижением венозного тонуса, развивается колебательный переходный процесс, компенсирующий уменьшение ударного выброса крови. Этот колебательный переходный процесс, характеризующийся резким укорочением длительности сердечного цикла, свидетельствует о снижении ортостатической устойчивости человека. При незначительном уменьшении венозного возврата (высокий венозный тонус) развивается торпидный переходный процесс малой амплитуды.

Увеличение венозного возврата приводит к развитию аперио-

дического переходного процесса в различных его модифакацяях, характеризующегося перерегулированием.

Практическая знпчтагость. Анализ р.ривых переходных процессов, связанных с мышечной работой, позволяет оцеЕсвать индивидуальную нагрузочность последней, что могет быть использовано для наблюдений за динамикой уровня физической работоспособности в спортивно-медицинской практике.

регистрация кривых переходных процессов при орто-клино-стятических пробах ыоне'х1 быть использована для новом оцедлг результатов тестирования.

Характер переходных процессов при ортоетатических воздействиях может быть использован для оценки венозного тонуса, а также для предсказания уровня ортостатической устойчивости человека.

Произведена систематизация кривых переходных процессов с выделением трех универсальных типов: апериодического, колебательного, торпидного.

Тип переходных процессов при врабатывании определяется относительной интенсивностью выполняемой мышечной работы. Индивидуальная трансформация типов определяется изменением мощност-ного режима физической нагрузки. Показана роль функционального состояния пейсмекера в формировании типа переходного процесса.

Переходные процессы периода восстановления связаны с интенсивностью выполняемой фгаической нагрузки. Морфология кривых связана с эффектами акцентированного ваго-симпатического антагонизма. При торпидных типах переходных процессов, возникающих при крайне напряженной мышечной работе, акцентированный

антагонизм не проявляется.

Различная степень уменьшения венозного возврата характеризуется различными типами переходных процессов. Выраженное уменьшение венозного возврата, документирующееся колебательным переходным процессом, свидетельствует о снижении ортостатичес-кой устойчивости человека. Высокий венозный тонус мало влияет на изменение работы сино-атриального узла при ортостазе.

Увеличение венозного возврата характеризуется апериодическим переходным процессом, цри котором развивается перерегулирование (урежение сердечного ритма ниже исходного).

Апробагом работы. Материалы работы докладывались на 1У Всесоюзном съезде патофизиологов в Кишиневе, 1989 г. и на 24-й Всесоюзной конференции по спортивной медицине в Москве, 1989 г.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и метоттка. Работа основана на обследовании 112 мужчин-спортсменов. Основную группу составили высококвалифицированные взрослые спортсмены, обладающие высокой физической работоспособностью в среднем была равна 1538^182

кгм/мин). Наряду с ними были обследованы 13 молодых спортсменов в возрасте 16-17 лет. Они также обладали высокой физической работоспособностью (Р^С1?0 в среднем равна 1514±183 кгм/мин). 27 обследованных цре^атили активные занятия спортом. Их физическая работоспособность была относительно снижена (Р^С^ в среднем 1391±156 кгм/мин).

Для участия в эксперименте привлекались только те спортсмены, у которых отсутствовали признаки сино-атриальной и атрио-вентрикулярной блокад, а также экстрасистолии, так как работа сино-атриального узла оценивалась по длительности сердечного

цикла, то все виды блокад могли давать искажение информации. Отбор спортсменов производился на основании анамнеза и по данным электрокардиографического обследования. У части испытуемых, предъявлявших жалобы на неприятные ощущения в области сердца, проводилось 16-часовое Холтеровское мониторирование.

Мышечная работа выполнялась на велозргометре "Monq г к при постоянной частоте педалирования 70 об/мин. Кавдый испыту-¿шй в разные 1'"' енполн$т три пятиминутные нагрузки различной интенсивности, выраженные в величинах абсолютной ( NQÖC в Вт или кгм/мин) и относительной (N0TH) мощности, где N0TH равна Na6c/PWCI7Q. Первая нагрузка составила 100 Вт и соответствовала зоне умеренной мощности. При этом MQTH колебалась от 0,39 до 0,59 единиц. Две другие нагрузки, равные 200 и 250 Вт, соответствовали зоне большой мощности, при которой отмечается максимизация вегетативных функций. При этом N0TH колебалась от 0,79 до 1,13.

6 испытуемых, у которых б процессе обследования были выявлены признаки нарушения конечной части желудочкового комплекса ЭКГ, тестировались дважды, причем при повторном обследовании переходные процессы регистрировались на максимуме действия бета-блокатора - пропранолола (пероральный прием в дозе 40 мг). 3 испытуемых основной группы наряду с вышеперечислен-! ными нагрузками выполняли мышечную работу критической мощности, о чем судили по достижении ими уровня максимального потребления кислорода.

Кривые переходных процессов были получены с помощью аппарата Ритмокардиоскопа-02, который позволяет регистрировать поцикловые изменения длительности сердечного цикла (ДСЦ) -кардиоинтервалограмму. Переходные процессы, являющиеся сгибаю-

щими кардиоинтервалограш, анализировались в полулогарифмических координатах с целью объективного выделения периода враба-тывания. Определялась длительность этого периода (время реху-лирования) и амплитуда укорочения длительности сердечного цикла. Переходные процессы по данным ДСЦ представлялись в реальном масштабе времени.

30 человек исследовались в условиях орто- и клиностатиче-ского воздействия. Для этой цели нами использовался специальный поворотный стол. Исходная ДСЦ записывалась в горизонтальном положении испытуемого. Затем испытуемый 10 минут находился в вертикальном положении (вверх головой). После чего крышка поворотного стола вновь переводилась в горизонтальное положение.

Физическая нагрузка. Анализ кардиоинтервалограш, полученный у наших испытуемых в периоде врабатывания, показал, что все они могут быть сведены к двум основным типам, которые мы условно обозначили как апериодический и колебательный. Апериодический переходный процесс имеет вид плавно опускающейся кривой, начало которой соответствует условию покоя, а криволинейная часть заканчивается при формировании устойчивого состояния (рис. 1В). Колебательный переходный процесс имеет одну или несколько осцилляции на кривой переходного цроцесса (рис. 1А). Выделенные нами два типа переходных процессов врабатывания имеют различные количественные характеристики. В таблице I цред-ставлены данные по амплитудным и временным показателям, характеризующим различные виды переходных процессов. Как видно из этой таблицы, длительность триггерной фазы (или,как она раньше называлась - фазы стартовой реакщш) не различается при колебательном и апериодическом переходном цроцессах. Однако амп-

ДСЦ, мсек

НАГРУЗКА

©

4 1Л

—I I—•

\

О Р Т О С I А 3

БОССТ1НОЕДЕНЙЕ

©

»4 1-®

К Л Е Н О С I 1

I 2 5 12 5

¿.лЗ^ЫяЛЬ ¡11РЕ}.ил1*01 О ..РОцЕССа / мин /

Рисунок I. Кривые переходных процессов врабатывания (А,В), восстановления (Б,Г), ортостаза (Д) и клиностаза (Е).

Таблица I

Амплитудно-временные характеристики различных типов переходных цроцессов врабатывания

Фазы периода враба- ( Типы переходных цроцессов ,*

тывания колебатель- ' ный { ! апериодический ~1 ? ! }

Триггерная фаза:

а) длительность фазы (с) 5,1*0,4 4,9*0,4 ?0,05

б) амплитуда фазы (мс) 169^20 250*25 <0,02

Фаза начальной стабилизации :

а) длительность фазы • (с) 30,1*2,0 49,3*26 <0,01

б) амплитуда фазы (мс) 123*14 204*15 <0,01

Период врабатывания:

а) длительность (с) 35,2*2,3 54,3*2,4 <0,01

б) амплитуда (мс) 295*20 454*19 <0,01

литуда этой„фазы значительно больше при апериодическом переходном процессе, чем при колебательном,и составляет в среднем 250*25 и 169*21 мс соответственно. Длительность же фазы начальной стабилизации, равно как и амплитуда ее, при апериодическом переходном процессе значительно превышает таковые при колебательном переходном процессе. Весь период врабатывания при апериодическом переходном процессе статистически значимо более ■ црододжителен, а амплитуда более выражена. Различия в продолжительности и амплитуде фаз и всего периода врабатывания данных типов переходных процессов указывают на возможную связь

- II -

морфологии переходного процесса с интенсивностью выполняемой физической нагрузки.

Дальнейший анализ наших наблюдений показал, что цри колебательном переходном процессе N._„ существенно и статистичес-

итн

ки достоверно меньше по сравнению с при апериодическом

Ол й

процессе и составляют в среднем 0,43±0,01 и 0,89+0,03 соответственно (р<0,01). Таким образом, становится очевидным, что тип переходного процесса определяется относительной мощностью выполняемой данным человеком шзической нагрузки.

Дополнительным подтверждением этому важному факту является следующее, у испытуемых цри выполнении нагрузки умеренной мощности (когда Ыотн не цревышала 0,65 ед) переходный процесс изменения ДСЦ носил колебательный характер, цри второй нагрузке, относящейся к напряженной мышечной работе (Ыотн больше О,? ), у всех у них наблюдался апериодический переходный процесс. Следовательно, тип переходного процесса не связан с какими-либо индивидуальными особенностями кардиорегуляторов, а определяется исключительно интенсивностью дизической нагрузки и уровнем йизическоц работоспособности.

Отмеченный выше факт трансформации типов переходного процесса врабатывания при повышении интенсивности физической нагрузки можно связать с различным уровнем симпато-ацреналовой стимуляции• сино-атриального узла. Для проворкк этого предло- " ложения была проведена серия экспериментов, в которых испытуемые выполняли две нагрузки мощностью 200 Вт, одна из них выполнялась на максимуме действия бета-блокатора. Анализ результатов этой экспериментальной серии показал, что у всех обследованных нагрузка, выполнявшаяся в обычных условиях, сопровождалась апериодическим переходным процессом. При действии же

- 12 -

цроцранолола у всех у них регистрировался колебательный переходный процесс. Обращает на себя внимание, что колебательный процесс развивался в условиях более низкой ЧСС, несмотря на то, что мощность физической нагрузки была неизменной (эффект действия бета-блокатора). Таким образом, блокада бета-адренергиче-ских рецепторов, уменьшающая симпато-адреналовые воздействия на сино-атриальный узел, приводит к формированию такого типа переходного процесса, который наблюдается при умеренных физических нагрузках, когда симпато-адреналовый контроль в естественных условиях относительно невысок.

Следовательно, изоморфность щитых переходных процессов в технических и биологических системах управления не свидетельствует об идентичности механизмов регуляции различных по своей природе функций.

Ранее высказывалось цредположение, что работа кардиорегу-ляторов в процессе адаптации к мышечной работе осуществляется по определенной программе - матрице управления. Благодаря этому система кровообращения, и в частности сино-атриальный узел быстро "выводится" на оптимальный уровень функционирования без цредварительного поиска этого оптимума (В.Л.Карпман, 1968). Однако оказалось, что данное положение справедливо по отношению к регуляции работы иино-атриального узла только в зоне бсльших мощностей, когда имеют место апериодические переходные процессы. В пользу этого говорит независимость времени регулирования от реальной мощности физической нагрузки в этой зоне. Так, например, при-нагрузке мощностью 200 Вт время регулирования равно в среднем 53±9 с, а при нагрузке 250 Вт - 54±ДЗ с.

Рассмотренные переходные цроцессы отражают динамику ваго-симпатического баланса в периоде врабатывания, когда повышение

симпатической активности, пропорционально интенсивности физической нагрузки и сопровождается снижением центрального тонуса блуждающего нерва. При умеренных нагрузках отмечаются как положительные, так и отрицательные кратковременные хрснохроп-ные реакции, приводящие к появлению колебательных переходных процессов врабатывания. При нагрузках большой интенсивности апериодическая хронотропвая реакция идентична переходным процесс?,",? работа оико-атриального узла, развивающимся цри постоянной стимуляции симпатических нзрвоз Т! эксперименте (\л/аг;!£Г С ох , 1962). По-видимому, матрица управления частотой сердечных сокращений определяется динамикой симпато-адреналовой стимуляции сиво-атриального узла в отсутствии вагальных воздействий.

При анализе стационарного режима работы сино-атриального узла было выявлено, что укорочение ту-ителькоети сердечного цикла осуществляется скачкообразно на величину, не превышающую 0,01 с. Механизм скачкообразного укорочения ДСЦ остаетс: не вполне ясным, возможно зто связано с ».«едленным накоплением подпороговых доз информации в кардиорегуляторах.

При анализе переходных процессов восстановления после «и-зической нагрузки отмечается большее разнообразие 1фивых. Однако изучение общих закономерностей (тренда) изменения ДСЦ в восстановительном периоде позволило четко выделить три гдпа 1фивнх переходных процессов. Первый тип переходного процесса носит колебательный характер (рис. 1Б). Его особенность заключается в том, что после прекращения физической нагрузки ДСЦ увеличивается столь значительно, что начинает превосходить исходную ДСЦ в покое ("фаза перерегулирования", заштриховано на рисунке).

- 14 -

Истинный колебательный переходный процесс с перерегулированием закономерно встречается после нагрузок умеренной мощности ( Ыотн в среднем равна 0,38±0,02). Он обладает высоким быстродействием (исходная частота пульса достигается через 59 с), хотя фаза перерегулирования существенно затягивает переходный цроцесс до 138±10 с.

Второй тип переходного процесса обозначен нами как апериодический (рис. 1Г, кривая I). Характерной особенностью этого типа является монотонное удлинение ДСЦ после црещадения нагрузки с последующей стабилизацией его на уровне исходного сердечного ритма в покое. Такое тип переходных процессов встречался у спортсменов, выполнявших нагрузку большой интенсивности (Nom в среднем была равна 0,84±0,04). Для них характерна не только восстанавливаемость ДСЦ до исходных величин, но и кратковременность переходного цроцесса (время регулирования равно в среднем 93,9^6,3 с).

Анализ апериодических кривых переходных цроцессов выявил весьма важную их особенность. Она заключается в том, что сердечный ритм после нагрузки оказывается равным исходному (±5%) у 76,4% испытуемых. У остальных 13 человек (23,6$). несмотря на стабилизацию сердечного ритма, ДСЦ была статистически значимо более короткой, нежели исходная. Таким образом, мы здесь встречаемся с феноменом недовосстановления сердечного ритма, которое по средним данным составляет 17,7$ от исходной ДСЦ. Однако следует заметить, что у лиц с не полностью восстановившимся сердечным ритмом последний все же находился в зоне нормальных колебаний этого показателя, составляя в среднем 84 уд/мин вместо 70 уд/мин, зарегистрированного до физической нагрузки.

- 15 -

Апериодический тип без полного восстановления (рис. 1Г, 1фивая 2) встречался в группе молодых спортсменов с высокой возрастной реактивностью аппарата кровообращения. Зероятно, после выполнения интенсивной физической нагрузки ваго-симпатиче-ский баланс не нормализуется.

Третий тип переходного процесса восстановления - торшд-ннй (рис. 1Г, кривая 3) характеризуется мздленккм восстановлением ДСЦ, которая на протяжении пяти минут не стабилизируется. Наиболее характзрной тертой переходного щюцисса торппдпэто типа является существенное недовосстановление - ЧСС, которая на пятой минуте реституции в среднем составляла 98±Д уд/мин при исходной 72 уд/глин. Высокий уровень частоты пульса поддерживался в течение довольно длительного времени (20-30 мин).

В наших наблвдениях торпидный тип переходного процесса гл-бййдиЕоя главным образом у .тзц, ярь •¿ч-.тг.яких активные занят;;;: спортом, при выполнении нагрузка 200 :: ~'Б0 Бг. Относительна! интенсивность нагрузки у судастьегас превыоада ту, кот-рад имела место у действующих сгоргсменг,- я ссст&вяялй 0,90 -Это было связано с относкте.тзннм снижением у них уровня физической работоспособности. Однако, если N т у действующих спортсменов также приближалась к единице, то и у них законо^ер-ас обнаруживался торпидный тип переходного процесса. Это г был установлен в специальной серш экс^шек'гсь, и увеличение Ыотн обеспечивалось увеличением абсолютной мощности нагрузки до 300, 350 Вт, когда потребление кислорода становилось максимальным. Следовательно, торпидный тип переходного процесса восстановления возникает после выполнения напряженной для данного испытуемого мышечной работы, приведешь вше данные указывают на целесообразность представления мощности выпол-

няемой физической нагрузки в относительных величинах ( NQTH).

Переходные процессы восстановительного периода характеризуют проявления акцентированного ваго-симпатического антагонизма, заключающегося в более выраженном торможении сердечного ритма блуждающими нервами на фоне высокой симпатической активности. После прекращения мышечной работы, когда восстанавливается центральный тонус блуждающего нерва, замедление сердечного ритма выражено одинаково,как при нагрузках умеренной (удлинение ДСЦ в среднем равно 473±52 мс), так и при большой (удлинение ДСЦ в среднем равно 467*34 мс) интенсивности. В результате этого при умеренных нагрузках отмечается перерегулирование (рис. 1Б).

Однако акцентированный ваго-симпатический антагонизм не проявляется цри крайне напряженной мышечной работе (цри N0TH, превышающего,9), когда концентрация катехоламинов в крови достаточно высока. В этих условиях формируется новый уровень ваго-симпатического баланса, при котором имеет место недовосста-новление ДСЦ (кривые 2 и 3 на рис. 1Г).

Орто- и клиностатические воздействия. Как известно (LQQef-

6

lof et al 1951; Gautrtt al 1965; В.Л.Карпман, 1967; Л.И. Осадчий, 1975-1982; ihnir at al 1983 и др.), изменения венозного возврата оказывают выраженное влияние на работу сердца. При этом минутный объем кровообращения уменьшается на 18$, ударный объем - на 34% ( Pûli^ et Ql 1971). С целью компенсации уменьшения ударного объема растет ЧСС.

Учитывая роль работы сино-атриального узла в этих условиях, нами были проанализированы переходные процессы, развивающиеся при изолированных изменениях венозного возврата, которые обеспечивались путем использования специального поворотного

стола.

Кардиоинтервалограммы, зарегистрированные у хорошо тренированных взрослых спортсменов при проведении пассивной орто-статической пробы, имели большие индивидуальные морфологические различия. Аналогичный факт был отмечен ранее в исследованиях Ю.В.Белецкого, 1978 и Д.И.Жемайтите (1982-1989), описавших 7-10 типов переходных процессов при активном ортостазе. Однако путем последовательного сглаживания полученных нами кривых переходных процессов было установлено, что они могут быть сведены к трем основным типам.

Кривые переходных процессов первого типа могут быть обозначены как апериодические (кривая I на рис. 1Д) - это тревд укорочения ДОЦ. В реальных условиях имеет место наложение на этот тренд стахостических колебаний ДСЦ в пределах, характерных для синусовой аритмии. Сразу же после перевода тела испытуемого в вертикальное положение (вверх головой) ДСЦ начинает укорачиваться, достигая уровня, который в дальнейшем сохраняется неизменным, т.е. формируется стационарный режим работы сердца. Такой тип переходного процесса был получен нами у 16 испытуемых (53,4$).

Второй тип переходного процесса может быть обозначен как колебательный с наличием перерегулирования (кривая 2 на рис. 1Д). Для этого типа характерно начальное быстрое укорочение ДСЦ до величин более коротких, чем цри стационарном режиме. В последующем ДСЦ начинает увеличиваться, формируя положительную волну на кривой переходного процесса, и лишь затем достигается стационарный режим работы сино-атриального узла. Такой тип переходного процесса был зарегистрирован нами у 8 испытуемых (26,6%).

- 18 -

И наконец, третий тип переходного процесса может быть назван торпидным (кривая 3 на рис. 1Д). В этих случаях укорочение ДСЦ совершается практически линейно. Этот тип зарегистрирован нами у 6 испытуемых (20%).

Выделенные типы переходных процессов имеют различные амплитудно-временные характеристики. Так, наиболее коротким является апериодический переходный процесс (время регулирования в среднем равно 57,0*6,7 с). Колебательный же переходный процесс несколько длиннее (72,2*8,4), но статистически незначимо (р > 0,05). Зато длительность торпедного типа переходного процесса более чем в два раза превышает таковую при апериодическом переходном процессе (134,3*10,1). Различается и амплитуда укорочения ДСЦ при этих типах переходных процессов. При торпид-ном типе укорочение ДСЦ было минимальным и составило в среднем 106*21 мс. Цри апериодическом и колебательном переходных процессах амплитуда укорочения ДСЦ была весьма близкой (219*22 и 272*19 соответственно). Однако,если учитывать первоначальное перерегулирование, при колебательном переходном процессе, то указывается, что в цроцессе приспособления к изменению венозного возврата ДСЦ может укорачиваться более чем в три раза по сравнению с величинами, зарегистрированными цри торпидном типе переходного процесса (304*33 мс).

Механизм укорочения ДСЦ (учащение пульса) в ортоположении известен - это рефлекторный ответ сино-атриального узла на уменьшение венозного возврата вследствие депонирования 1фови в нижней половине тела. Как известно из работ Г: ¿-Л! , Л.И.Осад-чего, 1\ЛНп',| , характер ответных реакций сино-

атриального узла на ортостатическое воздействие зависит от исходного тонуса вен. При нормальном венозном тонусе депонирова-

- 19 -

ние щюви сравнительно невелико (Gurion , 1963) и первоначальное уменьшение венозного возврата компенсируется учащением работы сердца. Такая ситуация получает свое отражение в развитии апериодического переходного процесса, длительность которого невелика, а компенсаторное укорочение ДСЦ (учащение пульса) в среднем составляет 24,1/2 от исходной ДСЦ.

Наличие высокого венозного тонуса обеспечивает малое депонирование крови в связи с этим хронотропная компенсация снижения венозного возврата невелика. Зто получает отражение в тор-пидном типе переходного процесса, при этом укорочение ДСЦ в среднем равно 11,4%.

При выраженном уменьшении венозного тонуса развивается значительное депонирование крови в нижних конечностях (Devis ,1949, Lajjet'lof 1951, Л.И.Осадчий, I982,7ï&d£ 1987) и венозный возврат существенно уменьшается. Это "включает" механизм компенсации, выражающиеся в значительном учащении сердцебиений; частота пульса достигала 115-П8 уд/пин. Однако компенсация снижения венозного возврата обеспечивается не только хронотропными реакциями сердца, но и симпато-адреналовол стимуляцией венозной системы, благодаря которой тонус вен повышается ( ßciJC^S' -

ut ut , 1955; WjûoI ûïûI 1958; J'arno/f at al 1962), что способствует некоторому увеличению венозного возврата крови к сердцу. В результате на кривой переходного процесса появляется волна удлинения ДСЦ (колебательный ПЛ). Таким образом, морфология и амплитудно-временные характеристики переходных процессов работы сино-атриатьного узла при уменьшении венозного возврата могут быть использованы для косвгнной оценки венозного тонуса.

Переходные процессы, связанные с увеличением венозного вез-

врата, регистрировались нами после 10 минут нахождения испытуемого в вертикальном положении вверх головой. Клиностатическое воздействие сопровоадается увеличением венозного возврата крови к сердцу, и реакция сино-атриального узла направлена на установление нормальных соотношений между цритоком крови и сер -дечным выбросом.

Анализ кардиоинтервалограмм, зарегистрированных у наших испытуемых, показал, что в 42,8$ случаев наблюдаются переходные процессы, которые можно обозначить как апериодические (кривая I на рис. 1Е), которые характеризуются быстрым удлинением длительности сердечного цикла с последующей стабилизацией его.

У 15 человек (53,6$) переходные процессы можно обозначить как апериодические с выраженными колебательными наслоениями (кривая 2 на рис. 1Е), при которых во время увеличения ДСЦ регистрируются две больших осцилляции.

Для обоих типов характерным является кратковременное (6-8с) укорочение ДСЦ на 6,9% от ДСЦ в ортоположении, и лишь затем начинается формирование основной части переходного цроцесса. И, наконец, у одного испытуемого на Слюд алея торпидный тип переходного процесса, который характеризуется медленным, почти линейным увеличением ДСЦ на протяжении 5 минут нахождения испытуемого в горизонтальном положении.

Длительность переходного процесса различна при различных типах. Она наиболее короткая у испытуемых с апериодическим переходным процессом - 38,1±.4,1 с. Переходные цроцессы с колебательными наслоениями длятся в среднем 49,9±.И,8 с. Отмечено, что амплитуда переходного процесса при увеличении венозного возврата практически всегда больше, нежели амплитуда переходно-

го процесса при ортостазе. регистрируемое при этом перерегулирование составляет в среднем I40¿24 мс. Представленные данные указывают на то, что увеличение венозного возврата вызывает развитие относительной брадакардии, которая, судя по нашим данным , держится на протяжении пяти минут.

Переходные процессы работы сино-атриального узла при клиностатическом воздействии отражают непосредственно рефлекторные реакции, связанные с увеличением венозного возврата крови к сердцу. Так, первоначальное укорочение ДСЦ (обозначенное стрелкой на рис. IE), появляющееся сразу после перевода тела в горизонтальное положение, мы связываем с цроявлением хорошо известного рефлекса Вейнбридаа в ответ на растяжение стенки правого предсердия увеличенным венозным возвратом. В дальнейшем ход переходного процесса определяет изменения ДСЦ динамика сердечного выброса, и развивающееся при этом рефлекторная активность аортальной и сияо-каротидной зон, которая приводит к развитию брадикардии. Отмечающиеся в некоторых случаях две волны увеличения ДСЦ (кривая 2 на рис. IE) можно связать с последовательным увеличением возврата крови вначале от вен верхних конечностей, а затем и вен нихних конечностей (Я.Х.Тийдус, 1986).

Выше нами приводились данные в пользу того, что типы переходных процессов, регистрируемые при ортостатических воздействиях, связаны с исходным тонусом венозных сосудов. Возможно, что именно эти процессы лежат в основе формирования типов переходных процессов при клиностатическом воздействии. Так, например, у одного спортсмена, у которого при клиностатическом воздействии был зарегистрирован торпидный тип, аналогичная реакция была отмечена и при ортостатическом воздействии. Иными словами, высокий венозный тонус препятствует существенному умень-

шеншз венозного возврата в ортоположении, равным образом и увеличению его в клиностазе.

ВЫВОДЫ

1. В цроцессе выполнения физической нагрузки (в периоде врабатывания и восстановления), а также при изменениях венозного возврата крови к сердцу выявляются три универсальных типа переходных процессов работы сино-атриального узла: апериодический, колебательный, торпидный. Каждый тип переходного процесса отражает специфику деятельности кардиорегуляторов, связанную с различными ада&онными реакциями сердца, он зависит также от индивидуальных свойств пейсмекера.

2. В периоде врабатывания наблюдаются колебательный и апериодический типы переходного процесса, возникновение которых непосредственно связано с относительной мощностью выполняемой физической нагрузки. При умеренной интенсивности физической нагрузки (№отн меньше 0,65; I зона мощностей) выявляются колебательные переходные процессы, а цри интенсивной работе Мотн больше 0,70; П зона мощностей) - апериодические переходные процессы. При повышении интенсивности физической нагрузки колебательный переходный процесс трансформируется в апериодический

во П зоне мощностей.

3. Длительность колебательного переходного процесса врабатывания в среднем составляет 35,1±2,3 с, причем длительность триггерной фазы его колеблется в пределах 4,9 - 5,1 с. Степень укорочения длительности сердечного цикла при этом в среднем составляет 295±20 мс. Колебательный характер переходного процесса связан с особенностями ваго-симпатического баланса при легкой нагрузке, когда влияние блуждающего нерва на синусовый

- 23 -

узел ингибировано не полностью.

4. Длительность апериодического переходного процесса вра-батывания составляет в среднем 54.3±2,4 с при длительности триггерной фазы порядка 5,0 с. Степень укорочения.длительности сердечного цикла (амплитуды фазы переходного процесса) мало зависит от интенсивности выполняемой физической нагрузки во второй зоне мощностей. Апериодический переходный процесс определяется тем, что сино-атриальный узел находится исключительно под симпато-адреналовым контролем.

5. При стационарном режиме работы сино-атриального узла в условиях физической нагрузки медленный "дрейф" сердечного ритма осуществляется скачкообразным укорочением сердечного цикла (в пределах 10 мс). В этих условиях полностью отсутствует синусовая аритмия.

6. В процессе восстановлена сердечной деятельности поо;:-з скончания физической нагрузки отмечаются вое три типа переходных процессов, связанных непосредственно с интенсивностью выполнявшейся мышечной работы, колебательный переходный процесс, развивающийся после легкой нагрузки, всегда сопровождается перерегулированием ("отрицательная фаза пульса"). Особенностью апериодического переходного процесса является независимость его продолжительности от интенсивности выполнявшейся физической нагрузки (в среднем длительность его равна 93,$¿6,2 с).Оба рассмотренных типа переходных процессов отражав? эффекты акцентированного ваго-симпатического антагонизма.

7. При напряженных аизических нагрузках, мощность которых приближается к критической, регистрируются торпидные переходные процессы, характеризующиеся недовосстановлением сердечного ритма, что связано с отсутствием акцентированного ваго-сим-

патического антагонизма. Недовосстановление начищается также б у юных спортсменов.

8. Уменьшение венозного возврата, связанного о ортостатическим воздействием, характеризуется наличием всех трех тшов переходных процессов. Развитие каждого из них зависит от степени уменьшения венозного возвДОга. При резком его уменьшении развивается колебательный переходный процесс, характеризующийся быстродействием. Благодаря этому компенсируется уменьшение ударного выброса. Этот тип переходного процесса указывает на снижение ортостатической устойчивости. Незначительное уменьшение венозного возврата (связанное с высоким венозным тонусом) документируется низкоамплитудным торшдным типом переходного процесса.

9. Увеличение венозного возврата, как правило, сопровождается кратковременным учащением пульса (рефлекс Бейнбридаа) с последующим его замедлением. Цри этом закономерно обнаруживается перерегулирование - частота пульса оказывается ниже исходной. Исследования переходных процессов при изменениях венозного возврата могут быть использованы для новой трактовки орто-клиностатической пробы.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Карпман В.Л., Своровская Н.Г. Анализ переходных процессов для оценки эффективности адаптации организма к мышечной работе // Яззисы докладов 1У Всесоюзного съезда патофизиологов 3-6 октября 1989 г., г.Кишинев, Т. П. - С. 595.

2. Своровская Н.Г. Переходные режимы работы сино-атриаль-ного узла цри различных возмущающих воздействиях // Физиология человека (в печати). 1990, № 6.

3. Карпман В.JI., Своровская H.Г. Переходные режимы сердечной деятельности при мышечной работе различной интенсивности. - Материалы республиканской конференции: "Закономерности адаптации различных систем организма спортсменов к физической нагрузке, искусственным и естественным адаптогенным факторам". Ленинград, 1989, с.147-140.

4. Своровская Н.Г. Переходные режимы сердечной деятельности при мышечной работе и изменениях венозного возврата у спортсменов. // Теория и практика физической культуры, 1990, № 5.

5. Карпман B.JI., Орёл В.Р., Своровская Н.Г., Кочина Н.Г. Артериальный импеданс при переходных режимах работы аппарата кровообращения. // Кардиология, 1990, У 9.

Подписано к печати 2С.С3.90 космат o0xb4/Isj Объем П.Л. .';в!'ап 43 Тир,г? ЮС экл.

Отпечатано на ротапринте Института автоматики н электрометрии

СО АН СССР. Новосибирск, 90