Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Спорт, стресс, вариабельность. Монография
.pdf
Анализ волновой структуры сердечного ритма в различных диапазонах спектра вариабельности носит название спектрального и несет очень ценную информацию для
практики спорта.
Как при разложении солнечного света есть волны разных цветов (рис. 9), так и в ритмограмме присутствуют
волны разных частот.
В ритмограмме «луч» – это частота сокращений сердца,
а при ее разложении можно видеть волны разных частот.
Мощность этих волн определяется через оценку площади
под кривой спектра в мс
2
. Спектральный анализ позволя-
ет выделить в волновой структуре сердечного ритма следующие периодические составляющие в колебаниях ритма
сердца:
– быстрые, или высокочастотные, колебания (НF-компонент) (диапазон частот от 0,15 до 0,4 Гц);
– медленные, или низкочастотные, колебания (LF-компонент) (диапазон частот от 0,04 до 0,15 Гц);
– очень медленные, или очень низкочастотные, колебания (VLF-компонент) (диапазон частот от 0,04 до 0,015 Гц);
– сверхмедленные, или ультранизкочастотные, колебания (ULF-компонент) (диапазон частот 0,015–0,003 Гц).
Высокочастотные колебания (НF-компонент – high fre-
quency) отражают модулирующее влияние парасимпатического отдела нервной системы на активность синусового
Свет
Призма
Рис. 9. Разложение солнечного спектра на волны разных цветов
Красный
оранжевый
желтый
зеленый
синий
темно-синий
фиолетовый
Свет,
прошедший
вне призмы
Свет,
прошедший
через
призму
41
узла. Парасимпатическая система регуляции является высокочастотной, поскольку ее медиатором является ацетилхолин, который достаточно быстро разрушается холинэстеразой приблизительно за 200 мс. В результате формируются
колебания, вызываемые активностью парасимпатической
системы с быстрыми (высокочастотными) волнами, что соответствует от 0,15 до 0,4 Гц или 9–24 колебаниям в минуту
и более, то есть на 5-минутной записи можно увидеть 45–
120 волн быстрого порядка. Эти волны визуально выглядят
как частокол или щетка (рис. 10).
Высокочастотные колебания спектра ВРС, по мнению
А.Р. Киселева (2005), представляют интерес для оценки
адаптационного резерва. Г.В. Рябыкина и соавт. (1998) полагают, что достаточно высокий парасимпатический тонус
отмечается в норме у молодых здоровых лиц. А, по мнению
M. Botek и соавт. (2013), волны НF коррелируют с тренировочной готовностью и спортивным результатом.
Колебания, выявляемые в низкочастотном диапазоне
спектра вариабельности сердечного ритма, характеризуют свойства центрального звена вегетативной регуляции
ССС, отражающие преимущественно влияния симпатикоадреналовой системы и активность вазомоторного центра,
то есть центральной регуляции. Симпатическая система
регуляции кровообращения является медленной. Ее медиатор норадреналин разрушается более медленно, чем ацетилхолин – за 1–3 с. Поэтому волны, обусловленные колебанием симпатической системы, называются медленными
(низкочастотными) волнами (LF – low frequency). Частота
колебаний медленных волн – 0,04–0,15 Гц, что соответ-
Рис. 10. Кардиоинтервалограмма с преобладанием
парасимпатических (высокочастотных) волн НF
42
ствует 2,4–9 колебаниям в минуту или 10–40 колебаниям
за пятиминутную запись. Эта компонента спектра является
маркером функционального состояния в конкретный момент времени и не имеет непосредственной описательной
ценности для адаптационного резерва (Киселев А.Р. и др.,
2005). Скорее по LF можно судить о способности быстрого
включения в деятельность. На рис. 11 представлена кардиоинтервалограмма, на которой присутствует 27 колебаний,
обусловленных в основном симпатико-адреналовой системой.
Эту компоненту сердечного ритма можно также охарактеризовать как стрессреализующую, которая имеет большое значение в мобилизации спортивно важных качеств,
особенно в спринте, там, где нужна взрывная сила или
в соревновательный период тренировочного цикла. Однако опережающий ее рост в спектре в тренировочном цикле
может свидетельствовать о напряжении адаптационных механизмов (гиперадаптоз) или перетренированности. Динамика роста LF в пробе с физической нагрузкой коррелирует
с уровнем лактата (Simões R.P., Castello-Simões V., Men-
des R.G., 2013).
Очень медленные, или очень низкочастотные, колебания (VLF – very low frequency) отражают работу самого
медленного уровня системы регуляции – надсегментарного или энергометаболического. Регулирующее воздействие
этого уровня регуляции соответствует активности одно
колебание в минуту и реже с диапазоном частот от 0,04
до 0,015 Гц (менее 2,4 колебания в минуту или менее
10 колебаний за пятиминутную запись).
Рис. 11. Кардиоинтервалограмма с преобладанием
симпатических (низкочастотных) волн LF
43
Физиологическая интерпретация VLF-волн неоднозначна и, вероятнее всего, связана преимущественно
с гуморально-метаболическими и церебральными эрготропными влияниями. Колебания обусловлены активностью как
циркулирующих в крови гормонов и других биоактивных
веществ, так и структур мозга как центрального звена регуляции и часто называются гуморальными волнами. Так,
А.Ю. Золотухина и соавт. (2007) показали достоверную
взаимосвязь между содержанием билирубина и холестерина в сыворотке крови и выраженностью данного типа волн
на ритмограмме. Р.М. Баевский и соавт. (1984) предположили, что очень медленные волны связаны с активностью
надсегментарных, в частности, гипоталамических, центров
вегетативной регуляции, в том числе с ритмами терморегуляции. Было доказано, что патология гормонопродуцирующих органов сопровождалась увеличением мощности
спектральной плотности VLF (Миронова Т.Ф., 2007). S. Akselrod (1995) было экспериментально доказано, что в ВРС
имеется 0,04-герцовый ритм, обусловленный секрецией ренина. А.О. Навакатикян (1979) установлено также наличие
очень медленных ритмов в ВРС, связанных с колебаниями
в крови уровня адреналина, норадреналина, кортикостероидных гормонов. Была установлена также достоверная
связь хронических интоксикаций с усилением паттерна
VLF (Давыдова Е.В., 2009).
Влияние гормонов на R–R-интервалы может осуществляться через рецепторы синусового узла, через изменение
метаболизма миокарда в целом или воздействие через центральную нервную систему.
Выраженность волн VLF на РКГ многими авторами
трактуется как гиперадаптивное состояние, а сниженный
уровень – как энергодефицитное
(Шлык Н.И., 2009).
Автором показано резкое увеличение этого паттерна волн при перетренированности и физическом перенапряжении. В норме
у лиц, не занимающихся спортом, VLF составляет 6–15%
от всего спектра. У спортсменов эта компонента должна
быть также наименее выражена в общем спектре волн.
44
На рис. 12 представлена кардиоинтервалограмма с пя-
тью гуморальными волнами.
При обработке коротких записей (5 мин и менее) интерпретация VLF-компоненты волновой структуры ритма
должна проводиться только при уверенности в стационарности процесса записи (Hottenrott K., Hoos O., Esperer H.D.,
2006). К нестационарным процессам относятся беспокойное поведение обследуемого, отдельные глубокие вдохи
и покашливания, посторонние влияния, движения и несоблюдение условий записи.
Ультранизкочастотные колебания (ULF – ultra low fre-
quency) – это волны с периодом 1–8 ч, что соответствует
диапазону частот 0,015–0,003. Они отражают активность
гормональных систем и, в частности, системы гипофиз –
надпочечники. Соответственно за пятиминутную запись
проанализировать данный вид волн не представляется возможным. Для анализа более приемлемы суточные записи.
Однако исключить их из записи для чистоты анализа крайне
полезно.
Измерение мощности волновой структуры ритма сердца
обычно осуществляется в абсолютных единицах мощности
2
(мс
), но LF и НF еще дополнительно принято показывать
в нормализованных единицах, которые отражают относительный вклад каждой из компонент в пропорции к общей
мощности за вычетом VLF-компоненты (в процентах):
LF
НF
= LF/(ТР–VLF)×100%,
норм.
= НF/(ТР–VLF)×100%.
норм.
Данные показатели приведены в Международном стандарте ВРС.
Рис. 12. Кардиоинтервалограмма с преобладанием гуморальных
(очень низкочастотных) волн VLF
45
Частотный диапазон и мощность всех типов волн пред-
ставлены на рис. 13.
По данным волновой структуры можно рассчитать
индекс централизации IC = (VLF+LF)/HF. Чем выше данный показатель, тем выше централизация управления и тем
менее выражено влияние автономного контура в регуляции
ритма сердца.
Отношение значений низкочастотной и высокочастотной составляющих ритма LF/HF отражает преобладание
в регуляции ритма сердца активности симпатических влияний над парасимпатическими. В группе спортсменов низшей квалификации, по данным И.А. Калиниченко (2011),
этот индекс составил в среднем 1,67 против 0,67 у спортсменов высших разрядов с высокой степенью достоверности
различий, что указывает на преобладание с ростом спортивного мастерства парасимпатических влияний над сим-
Рис. 13. Схема частотного спектра ритма сердца
(Стандарт рабочей группы Европейского кардиологического
общества и Североамериканского общества стимуляции
и электрофизиологии, 1996)
46
патическими. Отмечено, что данный индекс нарастает при
сотрясении мозга у спортсменов даже при отсутствии жалоб (Mainwaring L., 2014).
Сумма мощности всех волн (в мс
2
) обозначается как ТР
(total power), или общий спектр мощности, и у спортсме-
нов в межсоревновательном периоде в норме, как правило,
составляет от 3000 мс
до
менов
19 000 и более мс2 – у элитных (Викулов А.Д., 2005;
2
у низкоквалифицированных спортс-
Гуштурова И.В., Телепов В.Н., 2011). У лиц, не занимающихся спортом, по Международным стандартам ТР составляет в среднем для 5-минутной записи РКГ 3466±1018 мс
2
.
Между значениями ЧСС и ТР выявляется обратная зависимость (Киселев А.Р. и др., 2005). В норме у спортсменов в покое и вне соревновательного периода тренировочного цикла преобладают волны автономного контура.
С ростом спортивной квалификации и тренированности
растет и общий спектр мощности волн. По данным В.М. Михайлова (2002), у высококвалифицированных подростковхоккеистов этот показатель составил в среднем 8743 мс
2
.
Высокие значения ТР и преобладание HF-компоненты
в структуре ВРС трактуются автором как адаптационнотрофическое действие n. vagus и служат показателем устойчивости здорового организма к физическим нагрузкам
и стрессовым факторам.
Мастера спорта международного класса по академической гребле (Берсенев Е.Ю., 2008) имели ТР в среднем
6561 мс
41 высококвалифицированного спортсмена (
2
. Е.Ю. Дратцев и соавт. (2008) при обследовании
КМС, МС
,
МСМК) разных видов спорта в подготовительный период тренировочного цикла получили средние значения ТР
5629 мс
ставило 24
2
, а соотношение VLF : LF : HF соответственно со-
: 32 :
44%, при этом отношение LF/HF в среднем
было 0,97. А.Д. Викулов (2005) отмечает, что спортивное
совершенствование сопровождается ростом ТР с 3000
до 11 000 мс
2
и более у мастеров спорта международного
класса. Однако, по мнению Н.И. Шлык (2011), превышение
показателя ТР более 20 000 мс
2
, особенно при низких зна-
47
чениях ИН (менее 10 у.е.) должно настораживать в плане
нарушений автоматизма СА-узла. Автор считает, что такие
большие цифры ТР свидетельствуют о чрезмерной активности автономной регуляции в результате перетренированности спортсмена.
На рис. 14 представлена спектрограмма спортсмена, на
которой общий спектр составил 9961 мс
2
, что соответствует
данным спортсмена высокой квалификации и тренированности.
Однако преобладающими волнами на этой РКГ, что
видно из мощности компонент и спектральных параметров
ритма, являются симпатические волны. При этом вклад
гуморально-метаболической компоненты также достаточно велик, что свидетельствует о начальных проявлениях
централизации управления ритмом сердца. Это может быть
связано как с напряжением адаптации (ростом нагрузок),
так и с вхождением спортсмена в состояние спортивной
формы. Сбор анамнеза, проведение функциональных проб
и динамический контроль за РКГ спортсмена позволит дифференцировать эти состояния.
Мощность компонент
HF, мс2 2376
2
4341
LF, мс
2
VLF, мс
Сумма, мс
3244
2
9961
Рис. 14. Спектральные параметры ритма сердца
LF/HF 1,83
LF, % 64,62
HF, % 35,38
48
VLF 0,003–040 Гц
LF 0,040–0,150 Гц
HF 0,150–0,400 Гц
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Последовательность R–R-интервалов может быть преобразована в геометрическую структуру, такую, как распределение плотности длительности R–R-интервалов, которое
носит название гистограмма. Под гистограммой понимают
графическое изображение сгруппированных по величине интервалов R–R (Рябыкина Г.В., Соболев А.В., 1998).
На рис. 15 изображена гистограмма плотности распределения R–R-интервалов. По оси абсцисс – величина интервала
в секундах, по оси ординат – частота интервалов R–R (в %)
определенной длительности к общему числу интервалов.
В результате в системе координат образуется некая «пирамида» из отрезков частот интервалов R–R определенной
длительности. Чем больше основание этой пирамиды, тем
больше различных вариантов R–R-интервалов и тем выше
вариабельность ритма сердца. Чем выше вершина пирамиды, тем больше централизация ритма. Поэтому в идеале
%
Амплитуда моды
Рис. 15. Гистограмма
49
гистограмма должна быть с низкой вершиной и широким
основанием.
По гистограмме рассчитываются параметры плотности
распределения.
Мо – мода (мс) – диапазон наиболее часто встречающегося значения кардиоинтервалов – вершина на гистограмме. Она показывает наиболее вероятный (доминирующий)
уровень функционирования синусового узла. Это наиболее
высокий R–R-интервал – пик на гистограмме (см. рис. 15).
Обычно у спортсменов Мо составляет 900–1100 мс и может быть выше у атлетов, тренирующих качество выносливости. При симпатикотонии значение Мо уменьшается,
а при ваготонии увеличивается. Чем больше мода, тем лучше текущее функциональное состояние спортсмена. Но рост
этот линеен только в определенном диапазоне и ограничен
в верхних значениях для разных видов спорта по-разному.
При Мо 1300 мс и более у любого спортсмена независимо
от вида спорта следует исключить функциональные и органические поражения синусового узла.
АМо (%) амплитуда моды – доля кардиоинтервалов,
попавших в диапазон моды, по отношению ко всем встречающимся кардиоинтервалам. Величина амплитуды моды
зависит, прежде всего, от влияния симпатического отдела ВНС и отражает степень централизации управления
сердечным ритмом. На рис. 15 ось ординат – частота выявления различных вариантов R–R-интервала. Высота самого высокого столбца на гистограмме и есть амплитуда
моды.
Среднее значение амплитуды моды у спортсменов составляет менее 40% (по данным разных авторов: 27% –
Питкевич Ю.Э., 2009; 30% – Середенко Л.П., 2008; 32,6% –
Гаврилова Е
.А., 2013; 39% – Бабий В
.Г., 2008). Повышение
АМо происходит в случае снижения текущего функционального состояния у спортсменов, перетренированости,
болезни.
К геометрическим методам, рекомендованным Международным стандартом, относится также триангулярный
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]