Н

Актуальність. Відомо, що тонус автономної нервової системи є проявом гомеостатичного стану організму й одночасно є механізмом його стабілізації. Під вегетативним тонусом розуміють відносно стабільні характеристики вегетативних показників у стані спокою. У забезпеченні тонусу активно беруть участь регуляторні апарати, що підтримують метаболічну рівновагу, співвідношення між симпатичною і парасимпатичною системами. Порушення тонусу вегетативної нервової системи може виникати внаслідок різних причин – фізичного навантаження, стресу, інфекції, гормональних розладів, спадково-конституціональних чинників, фізичних і хімічних впливів тощо [2]. На особливу увагу серед чинників впливу на гомеостаз організму заслуговує, вивчення зміни вегетативного балансу під впливом фізичного навантаження на організм студентів-спортсменів, що регулярно відвідують заняття у вищому навчальному закладі та тренуються за видом спорту.

Сучасні дослідження функціонального стану спортсменів присвячені різним аспектам: підвищенню ефективності рухової активності, оцінці ступеню напруженості навантажень, пошуку оптимального підбору засобів відновлення. Вирішення таких аспектів відбувається за допомогою оцінки показників вегетативної нервової системи: вегетативного тонусу, вегетативної реактивності та вегетативного забезпечення діяльності спортсменів. Так, дослідження Н. Свєтлічної, фізіологічних реакцій на фізичне навантаження футболістів 15-16 років, на підставі оцінки показників кардіоінтервалографії при виконанні степ-тесту, свідчать про реєстрацію вихідного симпатикотонічного вегетативного тонусу [5]. Такий факт, на думку автора, вимагає корекції тренувального процесу спортсменів, оскільки в стані спокою організму притаманна ваготонія.

Пошук шляхів підвищення фізичної працездатності спортсменів-одноборців у дослідженнях Н.Ю. Тарабріна доводить необхідність уведення додаткових відновлюваних заходів для підтримання в спортсменів ваготонії при вестибулярних навантаженнях [7].

Результати дослідження варіабельності серцевого ритму (ВСР) студентів-спортсменів з різною спрямованістю тренувального процесу при тривалому розумовому навантаженні дозволили встановити закономірне зниження парасимпатичного тонусу та підвищення активності симпатичної ланки вегетативної нервової системи [3].

За даними Л.М. Статуєвої, С.О. Сабурцева, В.Н. Крилова, у результаті адаптації студентів до навчання у вищому навчальному закладі в регуляції вегетативної нервової системи починає переважати її парасимпатична ланка на кінець навчання [6]. При перевазі у студентів симпатикононії встановлені нижчі показники концентрації уваги та короткочасної пам’яті, що свідчить про зв'язок психофізіологічного статусу та вегетативного тонусу організму, за даними Н.Л. Головіна, А.Г. Гущина [1].

Таким чином, показники вегетативного тонусу дозволяють судити про адекватне вегетативне забезпечення поведінки студентів у різних умовах навчання та з різним вихідним функціональним станом організму. При цьому, залишаються недостатньо висвітленими питання оцінки вихідного вегетативного тонусу у студентів-спортсменів та зміни контурів регуляції при функціональному навантаженні та встановлення групи "ризику" з енергодефіциту серед студентів, що регулярно займаються спортом.

Мета дослідження – оцінити стан вегетативної регуляції серцевого ритму студентів-спортсменів при фізичному навантаженні.

Задачі дослідження:

1. Оцінити варіабельність серцевого ритму студентів у стані спокою та після фізичного навантаження.

2. Визначити рівень фізичної працездатності, вегетативний тонус, тип вегетативної регуляції у студентів в динаміці експерименту.

3. Вивчити зміни контурів регуляції серцевого ритму при фізичному навантаженні.

Методи та організація досліджень. У ході експерименту нами обстежено 46 студентів віком 20-21 рік, спеціальності: "Спорт" Інституту фізичної культури Сумського державного педагогічного університету ім. А.С. Макаренка протягом 2010-2012 н.р. Студенти регулярно займалися аеробно-циклічними видами спорту, рівень спортивної кваліфікації відповідав кандидатам в майстри спорту та майстрам спорту.

Для реалізації мети дослідження проведено оцінку варіабельності серцевого ритму під час виконання функціональної проби з визначення фізичної працездатності. Фізична працездатність оцінена за Гарвардським степ-тестом, відповідно стандартної методики. Оцінка величини індексу при виконанні Гарвардського степ-тесту (ІГСТ) проводилась таким чином: незадовільна – 55 балів, нижче середньої – 56–64 балів, середня – 65–79 балів, добра – 80–89 балів, відмінна – 90 балів.

Для оцінки вегетативної регуляції серцевої діяльності використано метод аналізу ВСР за системою експрес-аналізу "КардіоСпектр" АТ Солвейг. Реєстрація кардіоінтервалів здійснювалась у положенні лежачи, у стані відносного спокою протягом п’яти хвилин. У результаті аналізу ВСР отримано статистичні (NN, SDNN, RMSSD, pNN50), варіаційні (Мо, АМо, MxDMn, ІN (індекс напруження), та спектральні характеристики серцевого ритму: ТР – загальна потужність спектру до 0,4 Гц, VLF – потужність у діапазоні дуже низьких частот – менше 0,04 Гц, LF – потужність у діапазоні низьких частот 0,04-0,15 Гц, HF – потужність у діапазоні високих частот 0,15-0,4 Гц, LF/HF (співвідношення LF до HF). Розраховувалися стандартизовані показники потужності в діапазоні низьких (LFn) і високих частот (HFn), виражених у нормалізованих одиницях.

Тип регуляції серцевого ритму визначено за кількісними та якісними критеріями показників ВСР Н. І. Шлик (2009). Критеріями відбору були індекс напруження Баєвського та показник потужності в діапазоні дуже низьких частот. Помірна перевага центральної регуляції визначалася при ІN – більше 100 ум. од., VLF – більше 240 мс², стійка перевага центральної регуляції – ІN – більше 100 ум. од., VLF – менше 240 мс², помірна перевага автономної регуляції – ІN – більше 25 але менше 100 ум. од., VLF – більше 240 мс², стійка перевага автономної вегетативної регуляції – ІN – менше 25 ум. од., VLF – більше 500 мс². Вихідний вегетативний тонус оцінювали за показником індексу напруження: ваготонія — менше 30 ум.од.; ейтонія — 30–90 ум.од.; симпатикотонія — 90–160 ум.од.; гіперсимпатикотонія — понад 160 ум.од [4].

Отримані дані підлягали математичній та статистичній обробці за допомогою прикладної програми "Statistica 6,0".

Результати дослідження та їх обговорення. Аналіз даних оцінки індексу Гарвардського степ-тесту студентів-спортсменів свідчить про відмінні показники фізичної працездатності в 53,3±1,1% досліджуваного контингенту відповідно середніх значень ІГСТ (106,9±3,1 балів, р<0,001). При цьому, з середнім рівнем (73,6±1,04 балів) фізичної працездатності встановлено 31,1±0,8% студентів-спортсменів, тоді як, з добрим рівнем (85,3±0,9 балів) – 15,6±0,6%, що свідчить про відсутність низьких показників фізичної працездатності та адаптованість організму студентів до фізичного навантаження (І.В. Аулік, 1990).

Оцінка динаміки показників частоти серцевих скорочень (ЧСС) при відновленні після фізичного навантаження у студентів-спортсменів різних рівнів дозволяє встановити наступні закономірності формування рівнів ІГСТ: по-перше, вихідні дані ЧСС у студентів-спортсменів найнижчі у відмінного рівня ІГСТ (37,5±2,3 уд. за 30 с, р<0,05) порівняно з середнім (46,9±4,9 уд. за 30 с) та добрим рівнями (33,4±0,8 уд. за 30 с).

По-друге, після виконання функціональної проби найнижчі показники ЧСС мають студенти-спортсмени з відмінним рівнем ІГСТ (61,3±2,4уд. за 30 с, р<0,001) порівняно з показниками середнього (79,4±0,5 уд. за 30 с) та доброго рівня (75,4±2,7 уд. за 30 с, р<0,05), що свідчить про незначне фізичне навантаження для категорії відмінного рівня ІГСТ.

По-третє, чим вище рівень фізичної працездатності, тим швидше відбувається відновлення показників ЧСС. Так, у студентів-спортсменів з відмінним рівнем ІГСТ відновлення відбулося на 3 хвилині (39,3±0,8 уд. за 30 с) реєстрації показників після функціональної проби, тоді як, у студентів-спортсменів з середнім (39,6±0,4 уд. за 30 с) та добрим (50,7±1,7 уд. за 30 с) рівнем відновлення відбулося на 4 хвилині.

Дослідження показників вихідного вегетативного тонусу показали, що серед обстежених студентів-спортсменів за фізіологічних умов було 57,8±1,1% осіб з переважанням парасимпатичного тонусу – ваготонією (ІN – 16,5±1,6 ум. од.), 35,6±0,9% з показниками вегетативної рівноваги – ейтонією (ІN – 46,2±4,4 ум.од.), 4,4±0,3% – з переважанням симпатичного тонусу (ІN – 102,2±0,1 ум.од.) і 2,2±0,2% мали показники гіперсимпатокотонії (ІN – 174 ум.од.). Встановлені дані можуть свідчити про адекватний стану спокою вегетативний тонус для спортсменів у зв’язку з адаптацією механізмів вегетативної регуляції до фізичних навантажень.

Оцінка типу регуляції серцевого ритму у студентів-спортсменів в стані спокою підтверджує дані оцінки вегетативного тонусу. Так, у студентів-спортсменів у стані спокою у 46,7±1,1% встановлена стійка перевага автономного контуру регуляції з показниками ІN 13,8±1,6 ум.од. та потужності "дуже" низьких частот VLF – 8738,1± 1308,1 мс². Тип регуляції серцевого ритму з помірною перевагою автономного контуру регуляції встановлено в 46,7±1,1% студентів-спортсменів, що відповідає оптимальному стану регуляторних систем. При цьому, показники ІN та VLF складають 47,3±4,3 ум.од., 3216,1±560,9 мс², відповідно.

Помірна перевага центрального контуру регуляції встановлена в 6,7±0,4% студентів-спортсменів з вірогідною перевагою показників ІN (126±24 ум.од., р<0,05) та VLF (680,8±207 мс²), що свідчить про помірне напруження регуляторних систем в стані спокою.

Наступним етапом нашого дослідження була оцінка вегетативного забезпечення фізичної працездатності в студентів-спортсменів в залежності від їх вихідного вегетативного тонусу. У студентів-спортсменів з ваготонією (16,2±1,6 ум. од.) після фізичного навантаження відбулося підвищення ІN (45,4±12,9 ум.од., р<0,001) в 2,8 рази та зниження показнику NN після фізичного навантаження (685,7±38,1 мс) в порівнянні зі станом спокою (819,7±31,3 мс, р<0,05) та показнику низькочастотної складової потужності спектру (LF фіз. навантаження – 11235,38± мс², LF стан спокою – 5166± мс², відповідно, р<0,05), що свідчить про зниження варіабельності серцевого ритму та підвищення ЧСС внаслідок впливу фізичного навантаження, що відповідає закономірній реакції організму на фізичне навантаження.

За типом вегетативної регуляції у студентів-спортсменів зі стійкою перевагою автономного контуру після фізичного навантаження знизилась частка до 33,3±0,9% в бік зростання частки студенів-спортсменів з оптимальним станом регуляторних систем – до 48,9±1,03%.

У студентів-спортсменів з вихідним вегетативним тонусом ейтонією, зростання ІN відбулося з 46,2±4,4 ум. од. до 82,1±22,6 ум. од. (р<0,001), що свідчить про тенденцію до зростання централізації регуляції серцевого ритму внаслідок дії фізичного навантаження. Підтверджує включення механізмів централізації в регуляцію серцевого ритму зниження показнику pNN50 у 1,5 рази (46,8±7,5%, 30,7±6,9%, відповідно, р<0,05).

У студентів-спортсменів з симпатикотонією реакцією на фізичне навантаження було підвищення ІN в 1,3 ризи (102±0,1, 135±0,1 ум.од. відповідно, р<0,05). Поряд зі змінами індексу напруження в студентів-спортсменів відбулося підвищення показнику потужності низькочастотної складової спектру (LF – 840±0,1 мс²) порівняно зі станом спокою (441±0,1 мс², р<0,05), що підтверджує зростання активності симпатичної ланки вегетативної нервової системи в регуляції серцевого ритму і свідчить про помірну перевагу центрального контуру регуляції у даної категорії.

Відповідно до змін типу регуляції серцевого ритму з помірною перевагою центрального контуру регуляції, внаслідок фізичного навантаження (17,8±0,6%), встановлено зростання частки студентів-спортсменів з цим типом на 11,1% порівняно зі станом спокою. Індекс напруження після навантаження склав 194,4±34,6 ум. од., що виходить за межі фізіологічної норми балансу регуляторних систем.

Таким чином, внаслідок дії фізичного навантаження в студентів-спортсменів з ваготонією та ейтонією відбулася компенсаторна активація симпатичної нервової системи, адже при виконанні фізичних вправ активується симпатоадреналова система. Однак, зростання частки студенів-спортсменів з помірною перевагою центрального контуру регуляції серцевого ритму, свідчить про свідчить про включення центральної ланки регуляції серцевого ритму і виводить цих студентів, за даними Р.М. Баєвського (1997), в групу "ризику", як спортсменів, що можливо мають низький рівень відновлення після фізичного навантаження (А.Г. Пономарьова, Е.Ю. Полтавська, В.М. Мєдвєдєв, 2011).

Висновки. 1. Фізична працездатність студентів-спортсменів характеризується відмінним рівнем фізичної працездатності, що пов’язане з активною тренувальною діяльністю пов’язаною з аеробно-циклічними видами спорту.

2. Стан вегетативної нервової системи за вегетативним тонусом відповідає перевазі парасимпатичної вегетативної системи (57,8±1,1%), що свідчить про стан спокою спортсменів та економізацію вегетативних реакцій.

3. Встановлено закономірна реакція на фізичне навантаження у студентів-спортсменів з різним типом вихідного вегетативного тонусу, а саме включення симпатоадреналової системи в регуляції серцевого ритму. Однак, у 17,8% фізична працездатність студентів-спортсменів забезпечується за рахунок центральної ланки вегетативної регуляції серцевого ритму.

4. Встановлено можливість визначення серед студентів-спортсменів групи "ризику" з низьким енергозабезпеченням регуляторних систем організму при проведенні функціональних проб поряд з кардіоінтервалографією.

Перспективи подальших досліджень полягають в оцінці вегетативного гомеостазу студентів-спортсменів при фізичному на розумовому навантаженні в динаміці навального року та розробці гігієнічних заходів профілактики донозологічних станів в умовах навчального процесу.

1. Головин Н.Л. Психофизиологический статус юношей и девушек с разным вегетативным тонусом / Н.Л. Головин, А.Г. Гущин // Ярославский педагогический вестник. – № 3 – 2010. – С. 85–88.

2. Гончарова Н.С. Зв’язок температури у репрезентативних точках з показниками тонусу вегетативної нервової системи за умов фізичного навантаження / Н.С. Гончарова, В.П. Ляшенко // Вчені записки Таврійського національного університету ім. В.И. Вернадського. Серія "Біологія, хімія". – 2008. – Т. 21 (60). – № 1. – С. 21–27.

3. Каленіченко О.В. Зміни варіабельності серцевого ритму у студентів-спортсменів з різною спрямованістю тренувального процесу при тривалому розумовому навантаженні / О.В. Каленіченко, Л.І. Кудій, Р.В. Безрукавий // Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту: зб. наук. пр. – Харків: Харківська державна академія дизайну і мистецтв, 2010. – № 12. – С. 52–55.

4. Леженко Г.О. Вегетативні дисфункції у дітей. Патогенез, діагностика і терапевтична тактика / Г.О. Леженко, О.Є. Пашкова // Дитячий лікар. – 2011. – № 4. – С. 20-23.

5. Светличная Н. Динамика показателей физической работоспособности футболистов под влиянием изменений вегетативной нервной системы / Н. Светличная // Наука в олимпийском спорте: Международный научно-теоретический журнал для специалистов в области спорта — научных работников, преподавателей вузов, тренеров, врачей по спортивной медицине, спортсменов. – Киев: "Олимпийская литература", 2011. – № 1–2. – С. 65–69.

6. Статуева Л.М. Динамика вариабельности сердечного ритма студентов и школьников Арзамаса в процессе учебной нагрузки / Л.М. Статуева, С.А. Сабурцев, В.Н. Крылов // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, – 2007. – № 4. – С. 82–87.

7. Тарабрина Н.Ю. Механизмы координации и коррекции физической работоспособности и вегетативного статуса спортсменов при вестибулярных нагрузках / Н.Ю. Тарабрина // Вісник проблем біології і медицини. – 2011 – Вип. 2. – Т. 1. – С. 215–217.