Физическая культура и спорт/ 1. Физическая культура

и спорт: проблемы, исследования, предложения

К.п.н. Баламутова Н.М.

Национальный университет «Юридическая академия Украины

им. Ярослава Мудрого», Украина

Педагогический контроль физического состояния студентов по результатам исследования функциональных показателей сердечно – сосудистой системы

В изучении физического состояния человека, осуществляемого при помощи средств и методов педагогического контроля, существует ряд нерешённых проблем. Решение их сопровождается определёнными сложностями, основными из которых является изобилие методик и параметров диагностики физического состояния, что затрудняет практическую деятельность исследований.

Для оценки физического состояния организма учащихся в физиологии спорта уделяется изучению трёх физиологических систем: сердечно – сосудистой (ССС), дыхательной и нервно – мышечной.

В исследованиях сердечно – сосудистой системы, частоту сердечных сокращений (ЧСС) считают наиболее лабильным показателем системы кровообращения, который изменяется в результате самых разнообразных воздействий – эмоций, действия физических и химических факторов внешней среды, болезней, мышечной деятельности и.т.д. Вместе с тем ЧСС относится к одним из самых доступных для контроля – от распространённого издавна пальпаторного метода до различных видов электрокардиологической регистрации, включая и телеметрические методы. В спортивной медицине для более полной оценки функционального состояния ССС используются показатели гемодинамики: ударного и минутного объёма сердца, сосудистого сопротивления и скорости кровотока.

Цель данного исследования заключалась в оценке физического состояния студентов на основании изучения функциональных показателей сердечно – системы.

Исследование проводилось с сентября 2011 года по май 2012 год со студентами юридического университета. В эксперименте приняли участие 15 человек. Исследование ССС проводилось при помощи определения следующих параметров: частоты сердечных сокращений, артериального давления, ударного объёма кровообращения.

Частота сердечных сокращений регистрировалась на электрокардиографе во втором стандартном отведении. Результаты обрабатывались при помощи метода вариационной пульсометрии Парина – Баевского для построения вариационной пульсограммы. Сущность этого метода заключалась в оценки распределения наиболее часто встречающихся частот сокращения сердца. Для этого записывалось сто циклов ЭКГ и по расстоянию зубцов R – R определялась частота сокращений. Полученные величины наносились на график в системе отсчёта: по оси абсцисс – частота сокращений, по оси ординат число ударов с данной частотой. По форме полученного распределения производится оценка текущего состояния. Ассиметрия распределения указывает на преобладание процессов утомления или восстановления, что позволяет судить о возможности дальнейшего выполнения физической нагрузки. Эти измерения проводились в различных состояниях (в покое, под нагрузкой и т.д.) одного итого же студента. Все диаграммы каждого испытуемого наносились на один график, что позволило оценить вариацию наиболее часто встречающихся частот в зависимости от выполняемой нагрузки, а также получить общую характеристику распределения ассеметрии в различных функциональных состояниях.

Измерение артериального давления производилось при помощи автоматического тонометра, предназначенного для измерения систолического и диастолического артериального давления крови по методу Короткова.

Регистрация основных параметров гемодинамики проводилось с помощью реографии, осуществляемой на реоплетизмографе тетраполярном, двухканальном, РПГ2 – 02.

Исследование функционального состояния ССС проходило в различных физических состояниях одного и того же человека: спокойно, т.е без выполнения физических нагрузок и под их воздействием. В качестве нагрузок использовались следующие: 1) «Возвратное дыхание» в системе «мешок в ящике» с накоплением СO₂ при стабилизации содержания O₂ в мешке в пределах 30-50%. Обеспечивается создание прогрессирующей «чистой» гиперкапнической стимуляции в течение 5-6 минут; 2) «Возвратное дыхание» в той же системе с постоянным снижением содержания O₂ в мешке от его уровня в атмосферном воздухе. Обеспечивается стабилизация РаСO₂ системой поглощения СO₂, т.е. создается нарастающая изокапническая гипоксическая стимуляция в течение 6-7 минут; 3) «Возвратное дыхание» в системе из «мешка в мешок».

Результаты исследований. Поскольку циркуляторная функция ССС обусловлена не только её частотной характеристикой, была сделана попытка выявления взаимосвязи между изменениями показателей частоты сердечных сокращений (ЧСС) и объёма сердечных сокращений (УО) в различных состояниях организма обследуемых студентов (до, во время и после нагрузок). В качестве нагрузок использовалось дыхание в замкнутое пространство большой ёмкости и дыхание из баллона со стандартной газовой смесью. Выбор этих нагрузок обуславливался тем, что увеличение концентрации CO2 во вдыхаемом воздухе на каждой ступени дыхания (в системе «из мешка в мешок») представляло собой устойчивые состояния, которые сравнивались друг с другом. Анализ полученных результатов исследования деятельности ССС позволил обнаружить, что данные ЧСС и УО подчинены нормальному закону распределения (рис.1).

λ – ЧСС; V – УО

Рис.1 Графики нормального распределения показателей ЧСС и УО

В результате наблюдается полная адекватность метода Парина – Баевского применительно к этим характеристикам ССС при их измерении в различных состояниях испытуемого.

Если создавать различные устойчивые состояния (как это было сделано на примере ступенчатого возвратного дыхания) и пронаблюдать как изменяется частотная и объёмная характеристики ССС, то можно отметить, что на один и тот же раздражитель (СО2) у каждого испытуемого изменение ЧСС и УО имеет строго индивидуальные характеристики. Различие этих реакций заключается прежде всего, в том, что у обследуемых наблюдается неодинаковая скорость ответа на раздражитель. Это различие особенно выражено при составлении графиков ответных реакций изучаемых показателей ССС (рис. 2).

Из приведённых материалов видно, что увеличение ЧСС и УО происходит неравномерно, что выражается в различной крутизне этих графиков. При этом на графиках отмечаются своеобразные «площадки», которые характеризуют устойчивые состояния для своей ступени нагрузки. Анализ результатов показал, что у испытуемого №5 при одной и той же величине раздражителя график ответной реакции ЧСС имеет более крутой вид, чем у испытуемого №1. Это, очевидно, происходит в результате того, что у этих индивидуумов различная «цена» адаптации по частотной характеристике ССС.

СО2

I – V – номера испытуемых

Рис 2. Графики ответной реакции ЧСС на повышение СО2 % у испытуемых.

Кроме этого, необходимо отметить, что при каждом последующем переходе к новому состоянию переходная ступень становится меньшей и разброс контрольных показателей обследуемой группы студентов (дисперсия) сужается (рис. 3).

Рис.3 Разброс показателей ЧСС в ответ на увеличение СО2 %

С целью установления связей между показателями ЧСС и УО, были проведены их сопоставления. В результате последовательного сочетания этих характеристик образуется область их рассеивания в каждом устойчивом состоянии рис.4.

Рис.4. Область рассеивания сочетаний показателей ЧСС и УО в устойчивом состоянии.

Если провести сопоставления областей сочетаний показателей ЧСС и УО в различных устойчивых состояниях, то образуется область возможных состояний для каждого испытуемого (рис.№5). Из рисунка видно сужение области разброса показателей по мере увеличения силы раздражителя. Кроме того необходимо отметить, что у разных лиц наблюдается различная ответная реакция контрольных параметров ССС на один и тот же раздражитель. Так, например: у испытуемого №1 ответная реакция ССС на нагрузку происходит в основном за счёт частотной характеристики, а у испытуемого №3 за счёт объёмной. Наиболее характерное определение предрасположенности реакции различных параметров ССС наблюдается при более сильной величине раздражителей.

Такой способ отражения полученной информации позволит не только количественно оценить уровень активности системы, но и обнаружить индивидуальные особенности её участия в ответной реакции на раздражитель, которые заключаются в том, что отдельные лица имеют явно выраженное неравномерное проявление формы реакции либо по частотной характеристике, либо по объёмной. Это позволит предположить, что при равнозначных условиях воздействия среды пребывания у лиц с предрасположенностью к проявлению к определённой формы реакции будет развиваться соответствующие адаптационные механизмы.

Рис.5. Области рассеивания сочетаний показателей ЧСС и УО в различных устойчивых состояниях.

Выводы. Результаты исследования функционального состояния сердечно – сосудистой системы студентов показали, что среди характеристик ССС, которые чаще всего используются в практике физической культуры и спорта, выделяются показатели гемодинамики. Поэтому в настоящей работе исследовалась динамика наиболее характерных её показателей: ЧСС, УО и АД под воздействием нагрузок различной интенсивности.

Анализ полученных результатов позволил обнаружить следующее. У всех испытуемых график ответной реакции на нагрузку по каждому показателю ССС имеет S образную форму. Причём, у различных лиц регистрировалась индивидуальная картина заключающаяся в неодинаковой крутизне графиков ответной реакции. Это связано с тем, что переход из одного состояния в другое у индивидуумов происходит с различной скоростью, что подтверждает мнение авторов о неодинаковой «цене» адаптации показателей ССС. Так, у одних испытуемых график ответной реакции по ЧСС имел более крутой вид, чем по УО, а у других наоборот. Это позволяет судить о различной степени участия изучаемых характеристик в ответ на одинаковую нагрузку.

При сопоставлении результатов исследования по частотной и объёмной характеристикам ССС, были построены области рассеивания этих сочетаний. В результате сравнения полученных областей у различных лиц, обнаружена неодинаковая их расположение. У одних индивидуумов она ближе вытянута к оси ЧСС, а у других к оси УО. Это позволяет сделать заключение о том, что у одних студентов ответная реакция ССС происходит в основном за счёт частотной её характеристики, а у других – за счёт объёмной. Определение такой особенности участия различных показателей ЧСС в ответ на нагрузку даёт возможность выявить предрасположенность к возможным формам нарушения в деятельности этой системы.

Дальнейшие исследования функционального состояния дыхательной и нервно – мышечной систем для определения общих закономерностей протекания ответных реакций различных показателей на нагрузку, позволяет определить более объективную методику контроля текущего физического состояния.