Н

Оценка и прогнозирование функциональных резервов организма человека тесно связана с проблемой моторно-висцеральных и висцеро-моторных взаимодействий, совершенствование которых в процессе многолетних занятий спортом отражает направленность и специфику адаптационного процесса при различных формах мышечной деятельности.

Если функциональные резервы отдельных вегетативных и соматической систем организма при занятиях спортом изучены достаточно хорошо [1-4], то вопросы их внутри- и межсистемных взаимосвязей в условиях напряженной мышечной деятельности у спортсменов освещены недостаточно.

Недостаточность изученности функциональных резервов организма человека с позиций взаимодействия разных компонентов функциональных систем (ФС) определяет актуальность поставленных вопросов.

Целью работы является изучение взаимосвязей соматической и висцеральных систем в условиях напряженной мышечной деятельности у спортсменов.

В качестве объекта исследований определена циклическая физическая нагрузка возрастающей мощности до отказа, в качестве предмета – активность и взаимосвязи соматической и висцеральных систем.

В работе применялись различные методы исследования: велоэргометрия, электрокардиография, газоанализ выдыхаемого воздуха, электромиография, оценка мышечной чувствительности, методы статистической обработки и др.

В качестве физической нагрузки, стимулирующей интеграцию и взаимосвязи соматической и вегетативных систем, применялась циклическая работа на велоэргометре возрастающей мощности до отказа.

В качестве испытуемых были спортсмены различной квалификации специализирующиеся в велосипедном спорте и борьбе.

Результаты исследований. Проведенные исследования вскрывают как общие (неспецифические), так и специфические черты адаптации во взаимосвязях соматической и висцеральных систем у спортсменов при выполнении циклической физической нагрузки (ФН) повышающейся мощности.

К общим следует отнести усиление внутри- и межсистемных взаимосвязей (ВСВ и МСВ) (табл. 1-2).

Взаимосвязи в отдельных системах более сильны, стабильны и менее изменчивы при нагрузке, чем между системами (табл. 2).

Таблица 1

Внутри- и межсистемные взаимосвязи соматической и висцеральных систем у спортсменов

в покое и при циклической ФН возрастающей мощности (коэффициенты корреляций).

Условия:	В С В		М С В
	X m	P	X m P
Покой	0,341± 0,028	<0,001	0,247 0,016 <0,01
Физическая нагрузка	0,618± 0,036	<0,001	0,634 0,019 0,001
t-критерий Стьюдента	6,07	<0,001	15,6 <0,001

Таблица 2

Внутри- и межсистемные взаимосвязи отдельных систем у борцов в покое

и при физической нагрузке возрастающей мощности

Условия:	Статпа-раметры	ВСВ			МСВ
Условия:	Статпа-раметры	МС	ССС	ДС	ССС - ДС	ССС- МС	ДС- МС
Покой	Х	0.211	0.449	0.442	0.263	0.199	0.261
	m	0.06	0.05	0.04	0.03	0.02	0.03
	Р	>0.05	<0.05	>0.05	>0.05	>0.05	>0.05
Нагрузка	Х	0.463	0.638	0.885	0.720	0.523	0.571
	m	0.02	0.05	0.005	0.035	0.06	0.03
	Р	<0.01	<0.01	<0.01	<0.01	<0.01	<0.01
Достов. различ.	t	4.2	2.7	11.0	10.2	5.3	6.8
Достов. различ.	P	<0.01	<0.01	<0.01	<0.01	<0.01	<0.01
Парам. дисперс анализа	2	0.082	0.112	0.923	0.589	0.068	0.256
	m	0.007	0.017	0.08	0.006	0.004	0.008
	Р	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001

Таблица 4

Межсистемные взаимосвязи в начале и в конце нагрузки, выполняемой до отказа

велосипедистами на велоэргометре

Взаимодейств. системы:	В начале нагрузки	В конце нагрузки	Достов. различий
Взаимодейств. системы:	Х ± м	Х ± м	t P
МС - CCC	0,901 0,01	0,822 0,017	4,0 <0,01
МС - ДC	0,851 0,013	0,963 0,0047	8,1 <0,01
МС- СК, СГР	0,817 0,015	0,998 0,0001	12,0 <0,01
CCC - ДС	0,940 0,0097	0,807 0,018	7,1 <0,01
CCC - СК, СГР	0,885 0,01	0,843 0,025	1,56 >0,05
ДС - СК, СГР	0,898 0,008	0,998 0,0001	12,5 <0,01
Х ± м	0,820 0,021	0,905 0,016	0,856 >0,05

Внутрисистемные взаимосвязи. Анализ ведущих взаимосвязей в сердечно-сосудистой системе показал, что величины интегрального показателя - минутного объема кровообращения (МОК) у нетренированных спортсменов при ФН в большей степени зависят от изменений частоты сердечных сокращений (ЧСС), а у тренированных - от систолического объема (СО) крови. У тренированных спортсменов эта зависимость носит экспоненциальный характер, у нетренированных - фактически прекращается при околопредельных нагрузках (формулы 1-2).

моктр.=41,3+0,03ЧСС+0,00014ЧСС²+172,2/ЧСС-4213/СО; P<0.001 (1)

мокнтр.= 0,254СО-0,0000033ЧСС²-11,55; P<0.001 (2).

Взаимосвязи показателей системы дыхания в процессе ФН высоки и преимущественно линейны как у тренированных, так и нетренированных спортсменов (формулы 3-6). Отдельные взаимосвязи носят нелинейный характер.

V_O2тр.=(0,022gaO₂+0,994ДО+0,448МОД/VE-1,802)0,003 (3),

V_O2нтр.= (3,9+0,117ЧД+0,001gaO₂-0,08VE-0,072gaO₂-1274,7)0,002 (4),

V_CO2тр.=(0,035МОД+0,02VE+0,017O_2RC^-1,90,001 (5),

V_CO2нтр.т= (0,134+0,874VO₂-0,009ЧД) 0,007 (6),

где VO2 – скорость потребления кислорода; V_CO₂ – скорость выделения углекислого газа;gaO₂ – скорость доставки кислорода артериальной кровью; ДО – дыхательный объем; МОД – минутный объем дыхания; ЧД – частота дыхания; O₂_RC_-кислородный эффект дыхательного цикла; VE -вентиляционный эквивалент.

Разработанные линейные модели свидетельствуют о том, что у тренированных спортсменов (форм. 3) рост V_O2 достигается преимущественно за счет увеличения ДО, соотношения МОД/VE, gaO₂, а у нетренированных - за счет роста МОД через повышение ЧД и снижение VE (форм. 4).

Результаты отражают более высокую экономичность функционирования организма тренированных спортсменов, большую степень активизации их ДС при предельной или околопредельной работе.

Характеризуя взаимосвязи в мышечной системе, следует отметить, что большинство взаимосвязей мышц нижних конечностей при управлении циклическим движением высоки в начале (r=0,917 ± 0,028) и в конце (r=0,992 ± 0,0028) нагрузки, а в середине они существенно ниже (r=0,467 ± 0,09). В целом они являются жесткими, преимущественно линейными, изменить которые может только выполнение работы до отказа.

При развитии утомления реципрокные отношения между мышцами двух конечностей нарушаются: генерализованный характер возбуждения при утомлении вызывает однонаправленность в функционировании мышц, нарушая координационную структуру циклического движения.

Проявления утомления в межмышечных взаимосвязях у тренированных спортсменов менее выражены и наступают позже, чем у тренированных.

Межсистемные взаимосвязи. Высокая степень МСВ наблюдается между всеми рассматриваемыми физиологическими системами.

Кривые, представленные на рис. 1 отражают тесные взаимосвязи МС, ССС, ДС, системы метаболизма и ГР при ФН как у тренированных, так и нетренированных спортсменов. Экспоненциальный характер изменения адреналина (А), норадреналина (НA), лактата (La) на фоне уменьшения реактивности ССС и ДС у нетренированных спортсменов, при повышении активности МС можно расценить как реакцию СГР и системы анаэробного метаболизма на исчерпание функциональных резервов ССС и ДС.

Повышение активности четырехглавой мышцы бедра (ЧМБ) и икроножной мышцы (ИМ) детерминируют различную активность и взаимосвязи физиологических систем по ходу нагрузки у различно тренированных спортсменов (рис. 1-3).

Взаимосвязи МС с ССС и ДС характеризуются некоторым снижением реактивности вегетативных систем на рост активности МС, как бы "ускользанием" их функционирования от проприоцептивной афферентации.

Однако такой характер изменений показателей ССС и ДС при линейном росте мышечной активности проявляется лишь у нетренированных спортсменов, в то время как у тренированных характер зависимостей близок к линейному (рис. 1-3). У тренированных спортсменов взаимодействующие системы достигают своих предельных значений позже.

Регрессионные модели изменений ССС и ДС при росте активности МС у спортсменов формализуют эти зависимости и могут использоваться для оценки и прогнозирования состояния вегетативных систем при изменении активности МС в процессе нагрузки (формулы 7-10).

VO2 тр.=1,1LOGА_ЧМБ+1,01LOGt_аИМ-2112,8/А_ИМ-9,15 (7),

VO2 нтр.=0,945LOGА_ЧМБ-0,0026А_ЧМБ –1,66 (8),

ЧССтр.=42,45LOGА_ЧМБ+32,39LOGt_аИМ-9,56/А_ПБМ2-259,1 (9),

ЧССнтр.=11,9+32,8LOGА_ЧМБ –0,00016А_ЧМБ2 –3,6/А_ИМ2 (10),

где: VO2 – скорость потребления кислорода; ЧСС – частота сердечных сокращений; А_ЧМБ,А_ИМ – амплитуда электромиограммы четырехглавой и икроножной мышц, соответственно; t_аИМ- продолжительность активности икроножной мышцы.

Прекращение роста V_O2 и ЧСС при относительно невысокой активности мышц у нетренированных борцов, снижение градиента их прироста у нетренированных велосипедистов, а также экспоненциальный характер изменения лактата (La) свидетельствуют об относительно невысоких аэробных резервах нетренированных спортсменов и более раннем включении анаэробных механизмов энергообеспечения.

Взаимосвязи показателей мышечной системы и гуморальной регуляции в обеих группах спортсменов сильны и нелинейны (рис. 4).

Наибольший вклад в детерминацию исследуемых параметров оказывают ЧМБ и ИМ.

Нелинейный характер взаимосвязей МС, системы метаболизма и СГР сходен по форме у различно тренированных спортсменов.

Отличия заключаются в меньшей степени сдвигов у тренированных спортсменов при непредельной нагрузке, в большем градиенте прироста величин вегетативных показателей в ответ на увеличение активности мышечной системы перед отказом от работы, который наступает позже и при большей мощности выполняемой ФH чем у тренированных спортсменов.

Анализ совокупного влияния ведущих параметров различных систем на отдельные показатели ССС и ДС при ФН повышающейся мощности показал, что изменения ЧСС, VO₂ у различно тренированных спортсменов могут обеспечиваться функциональными системами с разным набором физиологических компонентов (формулы 11-14).

ЧСС_тр.= (76+21,2V_CO2+2,5НА–0,025A_ЧМБ-13,01A) 0,17 (11),

ЧСС_нтр.= (53,9+0,065A_ЧМБ+0,027А_ИМ +22,1V_O2+ 3,7НА-20,1A) 0,02 (12)

VO_2тр.=(0,03СО+0,002La+0,11O₂cc+0,002А_ИМ-0,002А_ЧМБ-0,009НА-3,4)0,004 (13)

VO₂_н_тр.= (0,000065A_ЧМБ+0,03ЧСС+0,1A –0,00008A_ИМ-0,0034La-0,03НА-

-1,54)0,001 (14),

где обозначения аналогичны выше приведенным в формулах и в тексте.

При этом наибольший вклад в дисперсию вегетативных показателей оказывает активность четырехглавой мышцы бедра (ЧМБ).

МС оказывает стимулирующее воздействие на ССС как прямо – через усиление моторно-кардиальных рефлексов, так и опосредованно - через другие системы – ДС, СГР, СК. Из представленных моделей следует, что в усилении ЧСС при активизации МС значительная роль принадлежит ДС, усилившей свои взаимосвязи с МС. МС, усиливая деятельность ДС стимулирует рефлекторные висцеро-висцеральные взаимосвязи и гуморальные механизмы активизации сердечной деятельности.

Исключение МС из модели проявляет взаимосвязи ДС и ССС при ФН свидетельствующие о том, что увеличение параметров дыхания, в первую очередь, V_CO2, является стимулятором сердечной деятельности, а увеличение ЧСС, СО усиливает дыхание.

Ведущие компоненты МС, ССС, ДС и системы крови при различном их соотношении в разных моделях детерминируют сходный характер и направленность сдвигов V_O2, V_CO2, ЧСС (форм. 11-18).

Y_V_O₂тр.=(0,054СО-0,003НА-0,0006La-0,00043A_ЧМБ-4,96)0,004 (15)

Y_V_O₂нтр.= (0,00018А_ЧМБ+0,012La+0,03ЧСС-0,106A-1,48)0,001 (16)

Y_VCO₂тр.= (0,061CO-0,00037А_ИМ-5,92)0,001 (17)

Y_VCO₂нтр. = (0,84+0,000029А_ИМ2-0,00259А_ИМ)0,008 (18), где обозначения аналогичны выше приведенным в формулах и в тексте.

Отличия проявляются, прежде всего, в тесноте взаимосвязей их с разными компонентами ФС, во взаимосвязях компонентов каждой физиологической системы, а также во взаимосвязях соматической и висцеральных систем, влияющих на "конечный результат" ФС.

МСВ между ДС и ССС у различно тренированных спортсменов высоки и носят преимущественно линейный характер. Высокая степень интеграции двух систем у тренированных спортсменов более длительна во времени. Наибольшая взаимосвязь дыхательной и сердечно-сосудистой систем проявляется по параметрам VO₂, СО, О₂сс у тренированных спортсменов и VO₂, ЧСС – у нетренированных.

МСВ ССС и ДС с системой крови и СГР носят преимущественно нелинейный характер.

Роль гуморальных факторов в регуляции вегетативных функций при мышечной деятельности возрастает экспоненциально.

Изменения ЧСС, МОК у тренированных спортсменов в большей степени зависимы от изменений А и НА и их совместного взаимодействующего воздействия, у менее тренированных - от La, A, НА.

Необходимо отметить, что взаимосвязь A и НА при изменении ЧСС в этих условиях отрицательна (r=-0,980, P<0,01) - уменьшение А сопровождается повышением НА, усилением его влияния на ССС и наоборот.

Заключение. Т.о., выполнение ФН растущей мощности может обеспечиваться различными сочетаниями соматических и вегетативных компонентов двигательной ФС у тренированных и нетренированных спортсменов.

Многовариантность способов взаимодействия соматической и вегетативных систем проявляется на фоне линейных сдвигов большинства их абсолютных показателей в диапазоне непредельных для организма физических нагрузок. Однако в отдельных парных взаимосвязях могут проявляться нелинейные взаимосвязи между собой и с результатом функциональной системы. Видимо, скоординированность взаимодействий компонентов ФС, каким-то образом управляется в строгом соответствии с изменениями параметров линейно растущей нагрузки (конечного приспособительного результата).

Нелинейность в сдвигах и во взаимосвязях в большей мере проявляется при выполнении ФН до отказа и свидетельствует или о полном использовании функционального резерва физиологической системы (при прекращении прироста ее показателейна рост нагрузки) или о достижении пороговой величины, при которой резко увеличивается реактивность непредельно функционировавшей системы, усиливаются ее внутри- и межсистемные взаимодействия.

Снижение прироста в показателях активности ССС и ДС при усилении деятельности МС, сопряженное с нелинейным усилением анаэробного метаболизма и гормональных сдвигов, можно расценить как компенсаторную реакцию системы метаболизма на исчерпание аэробных резервов ССС и ДС.

Такой характер функционирования соматической и вегетативных систем при напряженной мышечной деятельности более выражен у нетренированных спортсменов, в то время как у тренированных нелинейность во взаимосвязях и достижение предельных значений проявляются значительно позже.

Результаты отражают более высокую экономичность функционирования взаимодействующих систем у тренированных спортсменов при непредельной нагрузке, более высокую степень их активизации и взаимодействия при предельной или околопредельной работе.

Формализованные в регрессионных моделях взаимосвязи систем организма у различно тренированных спортсменов могут использоваться в качестве критериев их уровня подготовленности и проявления скрытых признаков утомления при тестировании.

Системы:	В начале нагр.	В середине нагр.	В конце нагр.
Системы:	r m	r m	r m
МС	0.917 0.028	0.467 0.09	0.992 0.0028
ССС	0.996 0.00097	-	0.658 0.08
ДС	0.958 0.034	-	0.833 0.085
СК, СГР	0.886 0.037	-	0.999 0.0001

УДК 007: 612.7

А. А. Приймаков (Украина, г. Киев)

ВЗАИМОСВЯЗИ СОМАТИЧЕСКОЙ И ВИСЦЕРАЛЬНЫХ СИСТЕМ

ПРИ НАПРЯЖЕННОЙ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ У СПОРТСМЕНОВ