Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Прессорный и кардиохронотропный механизмы адаптации к динамическим мышечным нагрузкам

V* О 2 л'З

" " АКАДЕМИЯ НАТО СССР

ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ ям, И.П. ПАВЛОВА_

На правах рукошгаи

ВЕСЕЛОВСКИЙ Михаил Николаевич

УДК 612.146.4*

ПРЕССОНШЙ И КАРдаоХРОНОГРОПШЙ МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ К ДИНАМИЧЕСКИМ МЫШЕЧНЫМ НАГРУЗКАМ

14.00.17 - нормальная физиология '

автореферат диссертации на соискание учёной отепеня кандидата Медицинских наук

•-.-и»

Ленинград - 1990

Работа выполнена в Институте физической культуры им. П.Ф.Лес-гафта и в Институте физиологии им. И.П.Павлова АН СССР. Научные руководители:

заслуженный деятель науки РСФСР, доктор биологических наук,

профессор А,С,Мозжухин,

доктор медицинами наук В.Б.Захаржевокий.

Официальные оппоненты;

доктор медицинских наук, профессор В.В.Васильева, доктор биологических наук, профессор А.Д.Поздрачев.

•

Ведущее учреждение - Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.И.Сеченова АН СССР.

г. в /V * часов

Защита состоится "/9" 1990 г. в 1к

на заседании Специализированного совета по защите диссертаций на соискание учёной степени доктора наук ( Д 002.36.01 ) при Институте физиологии им. И.П.Павлова АН СССР, (199034, Ленинград, наб. Макарова, 6 ).

С диссертацией мюжна ознакомиться в библиотеку Инотитута физиологии им. И.П.Павлова АН СССР.

Автореферат разослан "//" АЯ 19 9О г.

Учёный секретарь Специализированного совета доктор биологических наук

Н.М.Вавилова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Дуальность проблемы. Двигательная активность, компенсирующая неблагоприятные последствия мышечной гиподинамии современных условий груда и быта, рассматривается как важнейшее условие профилактики зердечно-сосудистых заболеваний (Косицкий, 1987). Максимально воз-ложные функциональные сдвиги в системе кровообращения у здоровых щцей способна вызывать, лишь динамическая мышечная работа, при которой прессорная реакция служит адаптивным механизмом, направленным m усиление перфузии рабочих мышц оксигенированной кровью. Между :ем, в монографических работах и обзорах, посвящённых различным юпектам кровообращения при мышечной деятельности, анализу гемоди-юмических механизмов прессорной реакции, как адаптивному фактору, te уделяется должного внимания ( Astrand, Rodahl, 1977$ Mollero- * lea, smodlaka, 1981; Картин, Любина, 1982; Козлов, Тупицын, 1982} )зол1шь, 1984; Пшенниковэ, 1986$ Васильева, Стёпочкина, 1986} Мер-¡улова и др., 1989).

Одним из важнеШпш: факторов, определяющих величину преооорной )еакции, является частота оердечных сокращоний, Которая тесно свя-ана с уровнем артериального давления барорефЛекторным контуром оа-юрегуляции. Известно, что при'мышечной деятельности эффективность 1арорефлекоов значительно снижается (Bevegard, Shepherd, 1966; rls-tow et ói«, 1971; Медведев, Стёпочкина, 1976; lúdbrook et al., 978; Elghozi et al., 1982; Petera et al., 1989). и поэтому меха-измы регуляции адаптивных сдвигов указанных гемодинамических па-аметров остаются "во многом неясными. Для решетta данной проблемы еобходимо чётко представлять закономерности в динамике прессортах еакций и изменениях хронотропной активности при различных реяимах изическлх нагрузок, проанализировав ряд факторов, обусловлява-

вдих оообевдооти дресаорно-депрессорных сдвигов. Однако, исследование механизмов гемодинамических реакций при физических нагрузках у человека затруднено отсутствием адекватных методов неинвазивной регистрации ряда¡параметров сердечно-сосудистой функции, и в частности артериального давления, в каждом сердечном цикле. Использование метода непрерывной регистрации пульсовой кривой боковой составляющей артериального давления ( Эман, 1983 ) на протяжении всего времени выполнения тестирующих нагрузок позволяет значительно погасить точнооть измерения и получить новые данные, углубляющие представления о гемодинамических механизмах адаптации к мышечной деятельности.

Задачу исследощм^.

1. Исследовать особенности изменений артериального давления при различных режимах динамических циклических нагрузок.

2. Исследовать взаимосвязь величины прессорной реакции и степени адаптации испытуемых к динамвдеокой мышечной работе.

3. Исследовать соотношение величины преосорной реакции с динамикой аэробного метаболиама.

4. Исследовать роль хронотроиного фактора в обеспечении прессорного сдвдга.

5. Исследовать вщшцге адаптивных реакций сердца и сосудов на динамику преосорно-депресоорннх сдвигов при изменении мощнооти нагрузки.

ровизна.Впервые неинвазивным методом исследованы изменения боковой составляющей артериального давления в каждом сердечном цикле на'.про-тяжении всего времени работы на велоэргометре, Показано, что величина прессорной реакции в ответ на стандартную ступенчатую нагрузку практически не зависит от степени адаптации испытуемых к динамичес~ кой работе. Вместе с тем, установлено, что более высокая степень

адаптации проявляется но только способностью переносить нагрузку, мощность которой превышает пр р.ельно возможную для неадаптированных, но и функциональной способностью сердечно-сосудистой оистемн повысить при этом величину прессориого сдвига. Показано, что хроно-троплый механизм прессорной реакции менее важен для испытуемых, адаптированных к динамическим нагрузкам. Анализ соотношений прес-сорно-депрессорных сдвигов и частоты сердечного ритма при нагрузках позволяет высказать предположение, что достигаемое в условиях максимальных нагрузок повышение уровня систолического артериального давления может лимитировать величину хронотропного эффекта. Кроме того, повышенный уровень прессорного сдвига, возможно, способствует ускоренному снижению хронотропной активности при работе равномерно уменьшающейся мощности. Вместе с тем, наблюдаемая в процессе длительной работы постоянной мощности депрессорная фаза циркулятор-ного ответа на нагрузку происходит без участия хронотропного механизма. Показан гетерохронизм адаптивной реакции сердечно-сосудистой системы при изменениях мощности нагрузки. В частности, изменения длительности периода изгнания систолического объёма запаздывают относительно хронотропной активности сердца, а изменения сооудистого тонуса в условиях цоншения мощности являютая ещё более инерционным процессом. Несмотря на то, что повышение тонуса артерий нерабочей конечности усиливает упругое сопротивление кровотоку, роот динами--ческой составляющей артериального давления указывает на увеличение кровоснабжения нерабочих мышц. Показано, что прдосорная реакция на гиперкапнический стимул не зависит от степени адаптированности испытуемых к динамичеоким мышечным нагрузкам. Положения вынооимыэ на защиту.

I.- Адаптация к динамической работе связана о совершенствованием механизмов прессорного ответа На физическую нагрузку.

2. У испытуемых, адаптированных к динамической циклической работе снижается роль хронотропного механизма в развитии прессорной реакцш. на физическую нагрузку.

3. При предельных по мощности физических нагрузках величина реакции систолического давления мояет играть роль фактора, лимитирующего хро-нотропную активность сердца.

4. Гетерохронизм различных компонентов гемодинамического ответа на физическую нагрузку определяет скорость протекания прессорно-депрес-сорных сдвигов.

Теоретическое значение работы, В настоящем исследовании получены дат ные, углубляющие представления о механизмах адаптации сердечно-сосудистой системы к мышечной деятельности. Обосновывается положение, чте артериальное давление служит центральным звеном, связывающим насоснук функцию сердца с уровнем потребления кислорода. Адаптивная роль прес-сорной реакции состоит в том, что повышение давления увеличивает кровоток и, соответственно, доставку кислорода к тканям, создавая необходимые предпосылки для выполнения работы повышенной мощности. Уточнены представления о механизмах развития и поддержания необходимого уровня прессорной реакции при физической работе. Экспериментально по! зано, что адаптивные сдвиги со стороны ряда показателей сердечно-сосудистой системы, формирующих прессорную реакцию, протекают гетеро-хронно, что обеспечивает более оптимальный гемодинамический ответ на изменения интенсивности мышечной работы. Установлено, что в условиях стандартных нагрузок адаптация к мышечной деятельности характеризуется более экономным участием хронотропного механизма в развитии пресоориого сдвига. Получены данные, свидетельствующие, что величина пресоорной реакции в ответ на физическую нагрузку может служить фактором, контролирующим хронотропную активность сердца. Црактическое значение работы.Данные о соотношении прессорного и хро-

нотропного компонентов реакцшг сердечно-сосудистой системы открывают новые возможности оценки функционального состояния спортсменов и позволяют рационально обосновывать режимы двигательной активности у лиц, занимающихся физической культурой, а также могут ^пользоваться в качестве контроля при сопоставлении о реакцией !а нагрузку больных людей. Прошёл экспериментальную проверку и по-юмтельно зарекомендовал себя новый неинвазивный метод длительной >егистрацш1 пульсовой кривой артериального давления, как в процессе шшечной деятельности человека, так и при проведении фармаколого-¡уцкционалънкх проб у животного в хроническом опыте. Это позволяет 'екомеццовать способ регистрации артериального давления Методом епрерывной силовой компенсация в практику физиологических исследо-аний. Рассмотрены достоинства и недостатки окклкзионных методов змерения артериального давления, проведена оценка их пригодности ля использования в условиях физических нагрузок» Результаты иссле-эваний оформлены в виде 3-х актов внедрения в Институте физической ллътуры гол. П.Ф.Лесгафта. Получено 5 удостоверений на рационализа-эрские предложения в Институте физической культуры игл. П.Ф.Лесгаф-

I и 2 удостоверения в Институте физиологии им. И.П.Павлова АН СССР, гробация работы.Материалы диссертации доложены на Х1У съезде Все-тзного физиологического общества им. И.П.Павлова (Баку, 1983 г.);

II Всесоюзной научной конференции "Физиологические механизмы едал-иции к мышечной деятельности" (Ленинград, 1984); 2-м Всесоюзном мпозиуме "Проблеш оценки и прогнозирования функциональных состоя-й в прикладной физиологии" (Фрунзе, 1984); Всесоюзной научно-прак-ческой конференции "Проблемы комплексного контроля в спорте выс-

х достижений" (Москва, 1983); заседаниях секции физиологии труда спорта Ленинградского общества физиологов, биохимиков и фарглако-гов им. И.Н.Сеченова (Ленинград, 1984, 1987); Межвузовских научных;

конференциях "Функциональные резервы спортсмена" (Ленинград, 1982 - 1984); Итоговых научных конференциях ГДОИФК им. П.Ф.Лосг; та (Ленинград, 1982 - 1984); лабораторных совещаниях лабораторга неврозов (1987, 1988) и на заседании отдела Института физиолога: им. И.П.Павлова АН СССР (Ленинград, 1989). Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ. Объем и структура работы. Диссертация изложена на 179 страницах машинописного текста (включая рисунки и таблицы) и состоит из в дения, обзора литературы, описания методов исследования, излояе экспериментальных результатов, их обсуддения, заключения, вывод и описка литературы. Работа иллюстрирована 27-ю рисунками и 16-таблицами. Указатель литературы содержит 126 отечественных и 14 иностранных источников.

Автор выражает глубокую благодарность сотруднику Инстит та физической культуры им. П.Ф.Лесгафта А.А.Эману за оказаннук им методическую помощь.

МЕТОДЫ И ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании принимали участие 204 мужчин-спортсменов возраоте 1^23 лет, имеющих относительно высокую квалификацию ( ниже 1-го спортивного разряда). В зависимости от спортивней сш ализацш испытуемые были разделены на две группы: А - адаптироз ных к динамическим циклически,! нагрузкам вследствие целенаправ: них тренировок аэробных механизмов энергообеспечения (стайеры: гуны, лыжники, Велосипедисты); Б - относительно неадаптированы] я циклическим нагрузкам (представители ациклических видов спор: тяжелоатлеты, борцы, боксёры и др.). Физические нагрузки выпол! лноь на велоэргоматре типа КБ-П (ВНР) при окорости педалирова] 60 об/мин в положении сидя при следующих режимах: а) ступенча1 повышения мопшоотл нагрузки по 0,7 Вт/кг в течение 3-х мин, ва до произвольного отказа; б) нагрузки постоянной "опрости в 1,4

[родолжлтсльностыэ в 40 мин ; в) равномерного возрастания и ониже-ии M0U310CTI1 физической нагр:,!)си (ФИ) со скоростью 70 Вт/глин (ро-юрс мощности осуществлялся по достижении частоты сердечных сокра-loiiiui (ЧСС) в 150 шпГ1). В отдельной сории в условиях покоя изучаюсь влияние вдыхаемых гиперкапнических воздушных смесей с содер-:аплсм С0о 1,5%, 3,5/í и 6,ü% на реакцию артериального давления САД) ЧСС в зависимости от степени адаптированнооти к динамическим ш-ечным нагрузкам.

Регистрация АД велась на протянешш всего времени работы с учевой артерии правой руки посредством метода непрерывной силовой омпонсации (МНСХ). Суть 1ШСК состоит в генерации специальной пнез-осистемой такого пульсирующего и регистрируемого датч1Шом внсшнегс. ротиводавлзния, приложенного к артериальной стенке, чтобы аеличи-а трансмурального давле1шя стремилась к нулю на протяжении всего ремени измерения, Особенностью метода являете регистрация боковой оставляющей АД, т.е. статического компонента кровяного давления, дотягивающего артериальную стенку.

Дополнительные методики исследования кардиореспираторных щкций включали определение скорости потребления кислорода ClIOg) прмощью газоанализатора "Спиролит-2" (ГДР), фазовый анализ сер-зчной деятельности (Карпман, 1Э65), измерение скорости распростра-зния пульсовой волны (СРПВ) в артериях верхней конечности по метоже Н.Н.Савицкого (1974) с применением пульсовых фотодатчиков,

згистрацией тонов сердца электрок ардиог рафиче с ко Ji фоноприставкой

* »

)56" (завод Красногвардеец), электрокардиографии с'отведениями по iöy и регистрацией указанных процессов на электрокардиографе "1>JI-LP-6". В ходе исследования сопоставлялись некоторые окклюзиошше ¡тоды измерения АД о помощью тахоосциллографлческой приставки шктрокардиографу и электронного стетоскопа (Зман, 1979, IS83),

также измерителя АД "Электроника ИАД-I", собранных в единую ус-новку с общей манжетой и системой для стравливания воздуха.

Статистическая обработка результатов включала нахождению средних, среднеквадратического отклонения и ошибки средней. В ряде случаев вычислялись коэффициенты линейной корреляции. Оценка достоверности различий проводилаоь по непараметричоскш критериям Вил-коксона-Манна-Уитни, знаков, а также по критерию Стыодента для Р<0,05.

В остром опыте на 5 наркотизированных собаках с помощью 2-х идентичных тензодатчиков типа ЕМС-(ВНР) к 2-м тензоусилитслям 8-АНЧ-7М на шлейфном осциллографе К-П7/1 проводилась регистрация АД в общих сонных артериях: в одной - прямым методом, а в другой, предварительно выведенной в кожный лоскут, измерение велось посред ством ЖСК. Изменения АД моделировались внутривенным введением растворов норадреналина в дозах I, 2 и 3 мкг/кг. Анализ результатов показал, что ШОК занижает систолическое АД (АДс) не более чем на 3 мм рт.ст. и завышает диастолическое АД (АДд) в разных опытах в диапазоне от 2-х до 15 мм рт.ст. При весьма высоком коэффициенте корреляции (0,81 + 0,99), который тем выше, чем больше размах колебаний кровяного давления. Таким сбразом, ШСК предоставляет возможность получать достоверную информацию о динамике боковой состав ляющей артериального давления в каждом сердечном цикле, приближаясь по эффективности к прямому методу.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Прессорная реакции кислородцсю обеспечение мышечной работы ступенчато-повышающейся мощности •

Начало выполнения работы ступенчато-повышающейся мощности характеризуется выраженным возрастанием показателей кардиореспи-раторной функции. Так, если перед работой величины составляли в оредвдм 6,6 и 6,0 ш/кг/мин дан испытуемых групп А и Б, ооответ-

ственно, то уг:о к кощу 1-й минуты работы показатели ПО^ составляли в группе А 28,8-1,2 мл/кг/шш (50/1 от максимального потребления-кислорода - ШК), а в группе Б - 21-,-3±1,3 мл/кг/мин (40$ МПК). По мере дальнейшего повышения мощности ФН рост ПОо замедлялся. При работе непредельной мощности величины ПОд в обеих группах испытуемых практически одинаковы. Вместе с тем, уровень МПК оказался выше у спортсменов, адаптированных к аэробным режимам мышечной работы. Предельное ПО^ в группе А равно 57,8^2,0 мл/кг/мин, а в группе Б - 52,1±2,3 ил/кг/мин. Эти величины соответствуют средним значениям предельно переносимой мощности работы: 248^9 Вт для испытуе-гдк группы А и 209±8 для лиц контрольной группы Б. Различия в величинах предельной мощности, а также в максимальной скорости ПС^ являются статистически достоверными и служат подтверждением межгрупповых различий в уровне адаптации к аэробным режимам мышечной деятельности.

Одним из показателей, характеризующих эффективность участия сердца в кислородном обеспечении мышечной деятельности является кислородный пульс (КП). Согласно формуле Фика: ШЫК^/ЧСС = У0К'АВ02, где УОК - ударный объём крови, АВ02 - артерио-венозная разница по кислороду. Поокольку предельная чаотота сердечного ритма при максимальных нагрузках- для однородной возраотной группы практически не зависит от степени адалтагри к мышечной деятельности (Аулик, 1979; Ив11эго*1са, 5гаоД1ака, 1981), то различия в уровне МПК должны определяться, преимущественно, величинами УОК и Известно, что предельные величины указание показателей можно поднять путём тренировок, выполняемых в аэробном режиме и, следовательно, различия б степени адаптированнооти к длительной и напряжённой работе должны сказываться на величинах КП. В стартовом состоянии значения КП практически одинаковы у испытуемых обеих групп: 0,068*0,006 ш/кг в груцде А и 0,С66±0,005 мл/кг в груше Б. Од-

нако, уже к кощу 1-й минуты работы менгрупповые различил в воличт нах КП становятся статнотически достоверными. При мощности <¡<1! в 110+150 Вт, что соответствует уровню П0? разном 70*80£ Г.ПХК, наблюдается резкое замедление возрастания КП, который составляет в гру] пе А 0,304^0,014 мл/кг, а в контрольной группе Б 0,268*0.009 мл/к: Последующее увеличение мощности работы не сопровождалось подъёмом КП в группе А; в группе Б отмечалась слабовыраженная тенденция к возрастанию КП. Учитывая соотношение Фика, правомерно полагать, что с момента стабилизации КП главную роль в возрастании ПО2 при увеличении мощности ФН начинает ирать хронотропный фактор. Действ тельно, поскольку АВО2 при повышении мощности ФН не может убывать (ДЕ^гап<1, 197?; Mellerowi.cz, БпкхИака, 1981; Карпман, Л

бина, 1982), то, с учётом вышесказанного, и величина систолпческо го выброса не возрастает. Это означает, что с момента выхода КП н плато резервы кислородтранспортной функция сердечно-сосудистой сп темы определяются хронотропной функцией сердца и лежат в диапазон между текущими и предельными значениями ЧСС.

Повышение мощности ФН вызывает пропорциональное росту ПС увеличение АД. Расчёты показывают, что начиная со 2-й минуты рабе ты возрастание'мощности, в среднем, на 30 Вт сопровождается прес-соркым сдвигом АДо на 5 мм рт.ст., а АДд - на I мм рт.ст. для им туемьк обеих групп. Даже при ПО^ равном 90% МПК статистически достоверных ыежгрупповых различий в величинах АД не наблюдается. 0; нако на последних ступенях работы в условиях МПК боковая состава вдая АД в группе адаптированных равнялась 175±3/10&±3 мм рт.ст., а в контрольной группа Б - 164±2/102^2 мм рт.ст., причём межгрупповые различил в предельных величинах АД являлись статистически достоверными. Представленный материал свидетельствует о жесткост взаимосвязи АДо, П0£ и мощности ФН, а также независимости величс

прессорной реакции от уровня адаптации. Таким образом, группу адаптированных спортсменов обличает не только способность выполнять более значительные по мощности ФН, но и более широкие возможности гемодштшчсского обеспечения, выражагащиеол в повышенных величинах предельного прессорного сдвига. В диапазоне ПОр от 50% до [00$ ШК отмечалась положительная корреляционная зависимость АДс 1 П09: 0,58 и 0,54 для групп А и Б, соответственно. Для АДд корре-нщионная езязь выражена гораздо слабее и соотавляет 0,26 и 0,09, ¡оотвотствешю, для групп А и Б.

Результаты исследования свидетельствуют, что величины ПО2, »динаковыс для испытуемых обеих групп, отвечают одинаковым значени-м АД. По мере приближения мощности <Щ к предельным значениям на-тупает момент, когда АД и одновременно ПО^ з группе неадаптирован-ых прекращают свой рост, после чего дальнейшее продолжение работы тановитоя невозможным, При аналогичных значениях мощности ФН ве-ичины П02 в группе А ещё не достигают максимума, а при переходе а более высокую ступень мощности иаблвдается дальнейший подъём Д, который сопровождаемся возрастанием ПОд. Поскольку увеличение радиента давления, при прочих равных условиях, является непосред-гвенной причиной возрастания скорости кровотока, правомерно заточить, что адаптация к ФН овязака о возрастанием возможностей эрдечно-сооудиотой системы обеспечивать повышенный уровень ггрес-эрного сдрига. Примечательно, что в данной ситуации одинаковая и обеих групп прессорная реакция наблюдается при менее выражон->й активности хронотропного фактора в группе адаптированных испы-'емых. В то же время, ЧСС о момента стабилизации КП становится яущим фактором, обеспечивающим преосорные сдвиги. Учитывая роль рдечного ритма в реализации насооной функции сердца, как "ген.;-тора давления" представляет интерес выявление физиологических за-номераостзй, которым подчиняются динамика ЧСС и прессораого едьи-

Рзаимосвязь прессорной реакции с хронотропнон шунгздгс" с орды в условиях нагрузок ступенчато-повшащейся мощности

Предельные величины сердечного ритма, зафиксированные в на ящем исоледовашш, оказались весьма вариабельными: они лелсат в д апазоне от 174 мин-^ до 204 мин-*. В связи с этим, при анализе р зультатов все испытуемые были распределены на в подгрупп в завис мости от численного значения предельно]! ЧСС. Поскольку частота п считывалась за 10-секундный интервал с последующим умножением на для перерасчёта за I минуту, то предельные величины ЧСС оказалпе кратными 6 и равными следующим значеаиш: 174, 180, 186, 192, 19 и 204 мин-*, 3 этих подгруппах были подсчитаны средние значения АД и ЧСС примештельно к каздой ступени мощности 511. Построенные кривые зависимостей АД от ЧСС позволили выявить ряд закономерное' тей (рис. I). Оказалось, что наиболее выраженные прессорные едшг наблвдаются в подгруппе с наименьшей предельной ЧСС. Кривая АДс--4CCj>74 на графике занимает "верхнее" положение. Ниже располагав' ся кривая AJc-4CCjgQ, под ней - кривая АДс-ЧСС186 л т.д. Наконец самое "нижнее" положение занимает график АДс-ЧСС^. Таким образ( чем больше значения предельной ЧСС, тем меньшие величины АД xapai терны для соответствующей подгруппы. С другой стороны, практичен одинаковые величины прессорной реакции соответствуют разным знач< ниям ЧСС в различных подгруппах. Следовательно, чем выше величии предельной ЧСС, тем менее эффективен кардаальный. механизм прессо] ного одвига. Более того, по мере перехода от подгруппы о низкой предельной ЧСС к подгруппе с высокой предельной ЧСС прослеживается тенденция к уменьшению выраженности корреляционной связи хронс тройной активности о величиной прессорной реакции. В диапазоне ГО2 от 5С$ до 100% МПК для подгрупп с предельными ЧСС 174, 180, 186» 192» 198 и 204 мин""1 коэффициенты корреляции составили соот-

АД ш рт. ст.

180

160

но

120

100

80

60

40

/»• »0,70 /у »0,5» Р.- »0,70 Л- *М4 /б" *0.18

чсс

80 100 120 140 160 100 200

I-!

I

МП)

Рис. I. Динамика артериального давления / АД / в подгруппа* ис-испытуемък с различной предельной частотой сердечных сокращений / ЧСС /. Цифрами I, 2,......, 6 - обозначены подгруппы испытуемых с предельными ЧСС равными, соответственно, 174, 180, ... ..., 204 Индексами "с", "д", Пп" обозначены.систолическое, диастолическое и пульсовое дайления, Р - коэффициенты корреляции.

-и-

ветственно, 0,62, 0,90, 0,57, 0,70, 0,44 к 0,18. Вместе с тем, не ; обнаружена связь величины предельной ЧСС с аэробны.® возможностями'; испытуемых; оообеннооти соотношений АД и ЧСС также не отражаются на величинах МПК^ Рассмотрений материал позволяет заключить, что в процеоое мышечной работы имеют место такие соотношения величин АДс и ЧСС, которые характерны для систем с саморегуляцией, основанной на принцштах отрицательной обратной связи, в частности, аналогичной б ар орефле к т орвдм механизмам. Указанные закономерности моето обнаружить, лишь, при условии,если известна предельная ЧСС, на основе которой рашщруюгоя подгруппа испытуемых.

Гэнодшаглгчо с кие механизмы прэсоорной реакции при равномерном рмецаниц мокдаости нагрузки

Реальная мышечная деятельность зачастую протекает в условиях ФН переменной мощности и проследать за характером развёртывания гемодинамических реакций можно на модели равномерного возрастания и снижения мощнооти работы, Известно, что при равномерном снижении _ мощности нагрузки величины ЧСС вше, чем на этапе возрастания иощ-ности (Даввденко и др., 1983), причём данная особенность в большей етепени выражена у лиц малоадаптировашшх к работе в аэробных режимах. Нами установлено, что в таких условиях для динамики АД свойственна обратная зависимость: адаптированные испытуемые в ситуации снижения мощности ФН при оходных величинах ЧСС выполняют работу при более высоких значениях АД по сравнению о неадаптированными (табл. I). Например, в группе А при снижении мощности нагрузки АДс выше при сопоставлении с величиной ЧСС, по оравненюо с неадаптированными, на 6+П мм рт.ст., а относительно этапа повышения мощности - на мл рт.ст. Учитывая, что сдвиги АД анализируются относительно ЧСС, можно предположить, что кроме хроногропного фактора в форадиро-

Таблица I.

динамика систолического давления (ЛДс), времени изгнания (Е) и скорости распространения пульсовой волны (СРПВ) при различных значениях частоты сердечных сокращений (Т1СС) в условиях равномерного изменения мощности нагрузки у адаптированных (Л) и неадаптированных (Б) испытуемых.

Изменение ЧСС АДс Е СРПВ

мощности мин-1 мм рт.ст. мсек см/сок

А Б А ' Б А Б

Возраста- 1С0 Г45-3 141*5 217*14 221*15 790*170 720*152

ние мощ- 110 150*3 146*4 204*9 204*11 779*137 719*146

ности на- 157*3 149*4 188*8 165*6 862*177 793*176

грузки 120

130 160*3 152*3 179*8 184*9 827*210 801*159

• 140 165*3 159*3 173*7 181*5 880*224 883*187

150 167*4 163*3 164*6 159*7 870*144 851*142

Убывание 150 170*4 ■»159*3 153*4 * 147*5 908*172 922*290

мощности 140 170*3 »161*3 151*4 * 151*7 864*112 884*318

нагрузки 130 167*3 161*4 159*6 » 171*14 907*154 801*159

120 163*4 - 174*56 - -

Примечание:* - статистически достоверное (Р«0,С5) меясгрупповов различие по АДс и статистически достоверное 0,05) различие по времени изгнания (Е) относительно этапа возрастания ЧСС.

ваши пресоорно-депрессорных сдвигов существенная роль принадлежит как изменениям инотроиной активности сердца, так и реакциям со сто роны магиотральных артерий.

Согласно модели артериальной компрессионной камеры (Каро и др., 1981) амплитуда пульсовой волны давления при прочих равных условиях, тем выше, чем меньше время нзгнания систолического объёма и слабее выражена эластичность артериальной стенки. Нами установлено, что изменения продолжительности периода изгнания и скорос ти распространения пульсовой волны по артериям руки запаздывают от носительно хронотропной реакции сердца, тем самым создавая предпосылки для прессорного сдвига при снижении мощности ФН.

В стартовом состоянии время изгнания в группе адаптирований спортсменов составило 0,209*0,009 с, а в группе слабоадаптированнь - 0,209*0,008 с. С началом выполнения работы возрастание ЧСС до IOC мин""* сопровождалось увеличением продолжительности периода изгнания: в группе А до 0,217*0,014 с, а в группе Б - до 0,221*0,С 0,015 с, что свидетельствует как о приросте ударного объёма, так и запаздывании повышения контрактильной активности миокарда (Карп-ман, 1968). По мере дальнейшего увеличения ЧСС сокращалась и продолжительность ¡периода изгнания, составив при ЧСС равном 160 мин"'1 в группе А - 0,163*0,007 о (укорочение на 25$), а в группе Б -0,154*0,007 с (укорочение на 30$ ). На этапе снижения мощности ФН при аналогичных оо длительности нардиоинтервалах продолжительноеи фазы изгнания оказалаоь укороченной по сравнению этапом роста мощности ФН и ЧСС (табл. I). Например, при ЧСС равной 150 мин-1 укоре чение составило 7% в группе А и 8!? в группе Б. В момент завершение работы укорочение в группе А составило 11$, а- в группе Б 7$. Изложенные факты свидетельствуют, что в условиях переходных режимов . шдзечной работы изменения инотропной функции, как компонента хро-

нокнотроцного сопряжения, запаздывают по отношению к одвигам хро-нотропчой активности. Перестройка в длительности фазы изгнания на этапе снижения мощности статистически достоверна в соответствии с 5/5 уровнем вероятности отрицания нулевой гипотезы. Вместе с тем, статистически достоверных можгруппових различий в продолжитольнос-тц систол1гческого выброса, как на этане возрастания, так и сшвке-Ш1Я мощности ОН и ЧСС выявить не удалось. Таким образом, адаптация к аэробным режимам мышечной деятельности не влияет на величину и характер перестройки длительностей фазы изгнания сердечного цикла.

В стартовом состоянии пород началом работы СРПВ по магистральным артериям верхних конечностей у испытуемых группы А составила 723*118 см/с, а в контрольной груше Б - 702*160 см/с. Повышение мощности ФН сопровождалось статистически достоверным увеличением СРПВ, составив к моменту реверса нагрузки 870*144 см/о в группе А и 851*142 сг^с в группе Б. Снижение мощности работы шло на фоне статистически недостоверного уменьшения СРПВ. Величины СРПВ на данном этапе колебались в пределах 919+864 см/с в группе А и 922+801 см/с в группе Б (табл. I). Различий в величинах СРПВ в зависимости от степени адаптации испытуемых к аэробным режимам работы не выявлено. Поокольку при снижении мощности ФН и урежении ЧСС не выявлено тенденции к снижению СРПВ, то правомерно заключить, что удерживающийся повышенный тонус магистральных артерий нерабочей конечности играет адаптивную роль , препятотвуя развитию быстрых депрессорных сдвигов при уменьшении интенсивности работы. Та-ищ образом, гетерохронизм вовлечения гемодинамических'механизмов, эбусловяивающих прессорный сдвиг, "смягчает" циркуляторшй ответ три резких колебаниях интенсивности нагрузки,

Оценка интенсивности кровотока в ненагруженой конечности методом анализа динамического компонента артериального давления

Повышение тонуса магистральных артерий нерабочей конечности, приводя к рооту ¿шлятуды пульсового давления, в то же время способствует снижению кровоснабжения в ней благодаря увеличению упругого сопротивления кровотоку. Провести ориентировочную оцешеу интенсивности кровотока в артерии возможно относительно простым расчётным методом, если известна динамическая составляющая АД, которая пропорциональна линейной скорости кровотока и находится в виде разности меаду величинами "полного" давленая и его боковой составляющей. Указаний компонент измеряется с помощью МНСК, а 'величина "полного" АДо определяется'звуковым методом. В предварительно проведённых исследованиях установлено, что из наиболее популярных ок-клюзконных методов (авуковой, тахоооциллографический, а также моди фикация звукового, реализованного в приборе "Электроника ИАД-1") для исследования АД при ФН наиболее пригоден звуковой метод с графической регистрацией на ленте самописца коротковских звуков в полосе с резонансной частотой 40 Гц. При сопоставлении величины АДс, измеренной ШОК в правой лучевой артерии, а звуковым методом в левой плечевой артерии у 27 спортсменов во время ступенчато-повышаю щихся ФН установлено, что в условиях покоя различия в величинах АДс составляют 6 мм рт.ст., а АДд - 4 мм рт.ст. Однако, по мере повышения мощности ФН происходит линейное возрастание величины динамического компонента. Так при мощности'ФН в 1,4 Вт/кг различия для АЦс доставили 12 мм рт.ст., а для АДд - 9 мм рт.ст. При мощности ФН в 2,1 Вт/кг АДс измеренное звуковым методом, оказалось в среднем на 36 мм рт.ст. вше, чем боковая составляющая, измеренная МНСК. Учитывая волновой характер движения крови можно оценивать лишь пиковую величину линейной скорости кровотока, опираясь на

р

юрмулу Бернулли для динамического давления: Р » r'V / 2 ■де Р - динамическое давление, г - шготность крови, V - лисиная скорость кровотока. Зная величину динамического давления гегко рассчитать, что пиковая линейная скорость кровотока при мощ-юсти ФН в 2,1 Вт/кг в 2,5 раза выше по сравнению о'условиями по-:оя, что совпадает с литературными данными (Озолинь, 1984). Таким >бразом, по мере увеличения мощности ФН происходит возрастание гровотока в ненагруженой конечности, хотя в ней и отсутствует "не->бходимость" в повышенной оксигенации мышц. Такая избыточность ;ровотока, возмогло, имеет адаптивное значение при возникновении Зоологически значимых ситуаций, требующих срочного включения в шшечную деятельность верхних конечностей.

Про с с орно-депре сс орние сдвиги при длительной '• работе постоянной мощности

Адаптация к аэробным нагрузкам характеризуется способностью с совершению длительной работы умеренной мощности' в условиях ота-щонарных режимов деятельности кардиореспираторной системы. Между сем, механизмы терморегуляции включающиеся о течением времени, злужат причиной дрейфа "устойчивого состояния" (SaltIn, Stenfcerg, С964; Shaffrath, Adams, 1984). He ясно, может ли выраженность адаптации к аэробным режимам ФН влиять на величину дрейфа. Выпол-*яемая в течение 40 глин, нагрузка мощностью в 1,4 Вт/кг показала, j но после максимизации проссорного сдвига к,3-ей минуте работы на-; пгаалось медленное снижение АД; к моменту окончания работы депрес-зорный сдвиг составил 8 мм рт.ст. для АДо и 6 мм рт.ст. для АДд в эбеих группах испытуемых. Вместе с тем, ЧСС после стабилизации на

т

2-й минуте на цифрах 124 и 130 мин в группах А и Б, соответствен; та, при дальнейшем выполнении работы не изменялась. Таким образом, адаптация к аэробной работе на оказывается на закономерностях !

прессорно-депрессорных сдвигов при длительной работе уморенной мощности. Примечательно, что одинаковый для обеих групп прессорный одвиг обеспечивался более высокой ЧСС в группе менее адаптированны* испытуемых. Тот факт, что снижение АД наблюдалось на йоне стабилизированной ЧСС указывает на ослабление взаимосвязи депрессорной реакции с хронотропной активностью сердца.

Гемодинамическая реакция на гиперкапнический стимул

Различия в уровне прессорных сдвигов при максимальных Ш могут быть обусловлены действием повышенных концентраций метаболитов, и в частности COgi накапливаемых в крови и тканях при мышечной работе. Вместе с тем, до сих пор нет экспериментальных данных, свидетельствующих о влиянии адаптации к динамическим ФН на сердечнососудистые реакщш, возникающие под воздействием упомянутого метаболита. Как показали наши исследования, воздействия повышенных концентраций С02 во вдыхаемых гиперкапнических воздушных смесях (вне ''' овязп с ФН) не изменяют ЧСС, но вызывают статистически достоверный . . прессорный сдвиг АДс и среднего АД (АДср). По сравнению с фоновыми величинами, дыхание смесью с содержанием С02 6,5$ вызывало подъём АДс в группе неадаптированных испытуемых на 7 мм рт.ст., а АДср -на 9 мм рт.ст. У испытуемых группы А прессорный сдвиг составив II мм рт.ст. для АДс и 5 мм рт.ст. для АДср. Статистически достоверных различий по всем параметрам АД мезду испытуемыми обеих групп выявит не удалооь. Отсюда логично предположить, что уровень адаптации' к аэробным режимам мышечной деятельности не сказывается на чувствительности хеморецепторов к напряжению С02- Тот факт, что прессорный сдвиг на гиперкапнический стимул происходит без участия хроно-тропного компонента свидетельствует в пользу предположения, что саморегуляция АД и ЧСС при ОН подчиняются небарорес&яекторным механизмам контроля.

- 21-вивода

1. Адаптация человека к аэробам режимам мышечной работы изменяет характер прессорного ответа на ступенчатую нагрузку только при её предельных мощностях ( 248*9 Вт для адаптированных и 208*8 Вт для неадаптированных ), проявляясь способностью сердечно-сосудистой сис теш обеспечивать дальнейшее нарастание прессорного сдвига ( со 164*2 мм рт.ст. до 175*3 да рт.ст. ) при нагрузках, превышающих пре-цельно возможные для неадаптированных.

2. Адаптация к мышечной дзятельности в условиях непредельных стандартных нагрузок характеризуется менее активным участием хронотроп-юго фактора в формировании одинакового для адаптированных и неадап-?ированных испытуемых уровня прессорной реакции.

Скорость прессорно-депрессорных сдвигов при мышечной работе опре-[еляется гетерохронизмом функциональных перестроек, в деятельности 1азличных компонентов сердечно-сосудистой систеш и не зависит от тепени адаптации к динамическим мышечным нагрузкам.

. Хронотропная активность сердца при динамической мышечной работе вляется регуляторным фактором; обеспечивающим адекватный тяжести агрузки уровень прессорной реакции.

. Адаптация к аэробным режимам мышечной деятельности не сказывается а характере гемоданадаческого ответа при раздраяании хеморецепторов эвышенными концентрациями С02 ( до 6,5$ ) во вдыхаемом воздухе.

. Экспериментально доказана возможность использования метода не-зерывной ендовой компенсации дай длительной неинвазивной регистра-га пульсовой кривой боковой составляющей артериального давления, 1К в процессе мышечной деятельности человека, так и в условиях хро-гаеского эксперимента на животных.

. СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАШШХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Зшшш Н.В., Веселовский М.Н., Ващук О.В., Коновалов C.B., Кривоносова Р.Т., Панов В.Г., Разумов С.А., Телегин В.В. Резервы физиологических функциональных систем организма спортсмена.- В и Х1У оъезд Всесоюзного физиологического общества им. И.П.Павлова. Баку, 1983.- Л., 1983.- С.380.

2. Ввоеловокий М.Н. Оценка некоторых резервов системы кровообращ< ния методом непрерывной регистрации артериального давления при ф зичеоких нагрузках на велоэргометре,- В кн.: Проблемы оценки и п] гнозироваиия функциональных состояний организма в прикладной физ!

' ологш. Т.2.- Фрунзе, 1984,- С.50.

3. Давиденко Д.Н., Ввоеловокий М.Н., Ващук О.В., Коновалов C.B., .' Лиопо A.B., Мозжухин A.C.,-Телегин В.В. Характеристика системы

функциональных резервов спортомена,- В кн.: Системные мехшшзмы •и управление специальной работоспособностью спортсменов,- Волгоград, 1984.- 0. 6-12.

4. Веселовский М.Н,, Эман A.A. Динамика артериального давления в время физической нагрузки разной мощности,- В кн.: Тезисы доклад ХУН Всесоюзной конференции "Физиологические механизмы адаптацш: к мышечной деятельности". Ленинград, 17-19 оентября 1984 г.- М.: 1984.- С.45-45.

5. Эман A.A., Веселовский М,Н. Различные методы измерения артери ального давления и возможности их использования при физических 1 грузках на велоэргометре.- В кн.: Пути мобилизации функционалы» резервов спортсмена. Л.5 1984,- С, 84-90.

6. Давиденко Д.Н., Ващук О.В,, Веоеловокщ М.Н., Коновалов C.B. Лиопо A.B., Мозжухин A.C., Пономарёв В.П,, Раз^юв С.А., Гелегц - Возможные механизмы активизации системы функциональных резерв спортсмена.- В кн.: Пути мобилизации функциональных резервов спортсмена.- Л.: 1984.- С.3-10.

7. Давиденко Д.Н,, Андрианов В.П,, Веселовский М.Н., Лесной Н.К Лиопо A.B., Пономарёв В.П. Опыт использования методики равномер изменяющейся мощности физической нагрузки в оценке функциональн

одготовленнооти спортсменов.- В кн.: Проблемы комплексного кон-роля в спорте высших достижений.- М.: 1983,- С.63-64.

. Веселовский М.Н., Эман A.A. Бескровная регистрация артериально-о давления у животного методом непрерывной силовой компенсации.-изиологический журнал СССР.- 1988, 74, 16 3.- С. 447-450.

-ЛенЦНТИ. 8.4118. т.100. М-2301^., И.01.90. Бесплатно. ;