Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Особенности анализа физиологических критериев функционального состояния организма спортсменов (обзор литературы) 12
1.1. Понятия «норма» и «патология» в биологии, медицине и физиологии 12
1.2. Операционные характеристики физиологических параметров в практике физиологии спорта 23
1.3. Методологические подходы к анализу и оценке физиологических параметров в практике физиологии спорта 33
Глава 2. Методы и организация исследований 42
2.1. Антропометрические измерения 42
2.2. Методы оценки базовых гемодинамических показателей 42
2.3. Методы определения функционального состояния автономной нервной системы 42
2.4. Статистические методы 46
2.5. Организация исследований 49
Глава 3. Дифференцированный подход к анализу и оценке отставленных постнагрузочных изменений функционального состояния организма спортсменов .51
3.1. Предпосылки 51
3.2. Результаты и их обсуждение 52
3.3. Заключение 111
Глава 4. Внутрисистемные и межсистемные взаимосвязи физиологических критериев функционального состояния организма высококвалифицированных спортсменов 115
4.1. Предпосылки 115
4.2. Результаты и их обсуждение 116
4.3. Заключение 140
Выводы 143
Практические рекомендации 145
Литература 148
Приложения 168
- Операционные характеристики физиологических параметров в практике физиологии спорта
- Методы определения функционального состояния автономной нервной системы
- Результаты и их обсуждение
- Результаты и их обсуждение
Введение к работе
Актуальность. Степень эффективности системы физиологического контроля за динамикой функционального состояния ведущих органов и систем организма человека определяется не только, а может быть, даже не столько количеством и содержанием регистрируемых параметров, сколько принципами их оценки, которые должны предусматривать целый ряд факторов (возрастные и половые различия, взаимосвязь с антропометрическими параметрами, суточные колебания, надежность при повторных измерениях, возможность компенсаторных изменений в ответ на сдвиги сопряженных показателей и т. п.). Когда же речь идет о лицах, занимающихся спортом, особенно о спортсменах высокой и высшей квалификации, то здесь необходимо также учитывать специфику вида спорта, период годичного тренировочного цикла, энергетическую направленность предшествующих тренировочных нагрузок, индивидуальные функциональные возможности отдельных систем организма и др. Кроме этого, следует иметь в виду чувствительность, специфичность и прогностическую ценность избираемых параметров.
На сегодняшний день обоснованный алгоритм анализа и оценки кумулятивных и текущих изменений физиологических критериев функционального состояния организма спортсменов практически отсутствует. В связи с этим не представляется возможным выделять в рамках диапазона нормальных величин предпограничные и пограничные состояния, что является основной задачей физиологического контроля за практически здоровыми лицами, и в частности спортсменами.
Объект исследования: автономная нервная и сердечно-сосудистая системы с позиции их кумулятивных и отставленных постнагрузочных изменений у представителей избранных видов спорта.
Предмет исследования: анализ и оценка функционального состояния организма спортсменов.
Целью исследования являлось обоснование дифференцированного подхода к анализу и оценке физиологических критериев функционального состояния организма спортсменов.
Рабочая гипотеза настоящего исследования заключалась в том, что существующие на сегодняшний день принципы оценки физиологических параметров базируются только на степени выраженности отклонений их количественных значений от средних величин, получаемых, как правило, на достаточно больших, но неоднородных выборках. Это не позволяет получать необходимый объем информации, поскольку не учитывается целый ряд факторов общеметодологического и профессионального (спортивного) плана, которые могут оказывать влияние на изучаемые показатели.
Задачи исследования:
Разработать и апробировать алгоритм анализа и оценки физиологических критериев текущего функционального состояния организма спортсменов,
Установить внутригрупповую и индивидуальную диагностическую значимость показателей функционального состояния автономной нервной и сердечно-сосудистой систем в плане его отставленных постнагрузочных изменений у избранного контингента лиц.
Определить особенности внутри- и межсистемных взаимосвязей физиологических параметров автономной нервной и сердечно-сосудистой систем у спортсменов.
Методы исследования. Многократно (до 27 раз) на протяжении трех лет обследовано 17 спортсменов высшей квалификации - членов сборных команд РФ и Краснодарского края по гребле на байдарках и каноэ (8 женщин и 9 мужчин), в возрасте от 18 до 29 лет, из них 3 - ЗМС, 10 - МСМК, 4 - МС. Всего проведено 1540 измерений.
Регистрируемые параметры приведены в таблице 1.
Таблица 1
Список регистрируемых показателей
ЧССопо - частота сердечных сокращений в положении лежа в орто-
статической пробе (уд.-мин"1)
ЧССоП] - частота сердечных сокращений в положении стоя в орто-
статической пробе (уд.-мин"1)
ЧССоП(і-о) - прирост частоты сердечных сокращений в ортостатиче-
ской пробе (уд.-мин' )
ЧССощ/ЧССопо - отношение частоты сердечных сокращений в положении стоя к частоте сердечных сокращений в положении лежа
в ортостатической пробе (уд. ед.)
АДс - систолическое артериальное давление (мм рт. ст.)
АДд - диастолическое артериальное давление (мм рт. ст.)
ПД - пульсовое давление (мм рт. ст.)
ЧССРо - исходная частота сердечных сокращений в положении
сидя при проведении пробы Руффье (уд.-мин"1)
ЧССР) - нагрузочная частота сердечных сокращений в положении
сидя при проведении пробы Руффье (уд/мин"1)
ЧССР(і.о) - нагрузочный прирост частоты сердечных сокращений в
пробе Руффье (уд.-мин*1)
ЧССРг - частота сердечных сокращений в положении сидя в конце
первой минуты восстановления при проведении пробы
Руффье (уд/мин"1)
ЧССР(2-о) - постнагрузочное недовосстановление частоты сердечных
сокращений в пробе Руффье (уд.-мин"1)
ВИ - вегетативный индекс Кардю (уд. ед.)
ИР - индекс Руффье (уд. ед.)
ВАРо - вариационный размах интервалов R-R в состоянии по-
коя (мс)
ВАРі - вариационный размах интервалов R-R в конце ортостати-
ческой пробы (мс)
BAP(i.o) - разница между вариационным размахом интервалов R-R
в конце ортостатической пробы и в состоянии покоя (мс)
BAPi/BAPo - отношение показателя вариационного размаха интерва-
лов R-R в конце ортостатической пробы к показателю вариационного размаха интервалов R-R в состоянии покоя
(УД- ед.)
Моо - мода длительностей сердечного цикла в состоянии покоя
(мс)
Moj - мода длительностей сердечного цикла в конце ортостати-
ческой пробы (мс)
MO(i.o) - разница между модами длительностей сердечного цикла
в конце ортостатической пробы и в состоянии покоя (мс)
Обследование проводилось на базе кафедры гигиены и спортивной медицины Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма в специально оборудованных кабинетах, еженедельно (после дня отдыха, с исключением в этот день нарушений режима, посещения сауны, использования подвижных игр и т. п.), в утренние часы после легкого завтрака.
Результаты измерений обрабатывались общепринятыми методами математической статистики с помощью пакетов программ «Statistika-6.0» и «Microsoft Office Excel 2003».
С целью создания однородной выборки у каждого спортсмена были случайным образом выбраны по 5 измерений.
Проверка выборок анализируемых показателей на принадлежность генеральной совокупности с нормальным распределением осуществлялась с помощью критерия Колмогорова-Смирнова, а также визуально по гисто-
граммам распределения.
При невозможности сделать утвердительный вывод о принадлежности анализируемых выборок нормально распределенной генеральной совокупности в работе использовались непараметрические критерии.
С целью оценки достоверности различий между двумя независимыми выборками применялся непарамегрический U-критерий Манна-Уитни. При анализе достоверности различий в работе был принят 5%-й уровень значимости, обеспечивающий в подобных исследованиях необходимую точность сравнений.
Для описания распределений анализируемых физиологических параметров использовались центильные градации. Их разработка применительно к высококвалифицированным спортсменам базировалась на результатах многократных измерений анализируемых показателей у каждого из спортсменов в идентичных условиях с исключением из индивидуальных выборок значений показателей, которые могут быть расценены как артефакты, выбросы или аномальные значения (т. е. наблюдения, которые отличаются от основной части данных или несовместимы с ними).
Для определения внутригрупповой диагностической значимости физиологических критериев в плане отставленных постнагрузочных изменений функционального состояния организма спортсменов были рассчитаны операционные характеристики этих критериев (чувствительность, специфичность, отношения правдоподобия положительного и отрицательного результатов, а также прогностическая ценность положительного и отрицательного результатов).
Для установления эффективности и информативности регистрируемых параметров, а также наиболее корректной диагностической точки разделения применялся ROC-анализ (построение характеристических графиков).
При анализе индивидуальных данных использовались все имеющиеся у каждого спортсмена измерения. Был произведен расчет индивидуальных
средних значений, ошибки средних значений и коэффициента вариации.
Для оценки достоверности различий между индивидуальными и обще-групповыми значениями анализируемого комплекса параметров использовался непараметрический U-критерий Манна-Уитни.
Теснота и направление корреляционной связи между анализируемыми параметрами определялись по величине коэффициента ранговой корреляции Спирмена (непараметрического аналога коэффициента корреляции Пирсона). При анализе взаимосвязей были приняты 5% и 1% (для выявления высокозначимых зависимостей) уровни значимости.
С целью анализа структуры взаимосвязей избранного комплекса параметров автономной нервной и сердечно-сосудистой систем применялся факторный анализ.
Количество значимых факторов выявлялось с помощью критериев Кайзера, «каменистой осыпи», а также путем вычисления воспроизведенной корреляционной матрицы и матрицы остаточных корреляций. Вращение факторов осуществлялось по стратегиям варимакс и варимакс нормализованный.
Научная новизна настоящего исследования заключается в том, что в нем впервые:
определена чувствительность, специфичность, прогностическая ценность, а также эффективность и информативность (при внутригрупповом анализе) основных физиологических параметров, отражающих текущее функциональное состояние автономной нервной и сердечно-сосудистой систем у спортсменов высшей квалификации, специализирующихся в гребле на байдарках и каноэ;
разработан алгоритм определения индивидуальной диагностической значимости физиологических критериев текущего функционального состояния организма спортсменов;
показана зависимость диагностической значимости физиологических
критериев текущего функционального состояния организма спортсменов от пола, индивидуальных особенностей организма и принципов анализа операционных характеристик изучаемых параметров, в частности, фактора распространенности и диагностической точки разделения;
- установлены особенности внутригрупповых и индивидуальных внутри- и межсистемных зависимостей параметров автономной нервной и сердечно-сосудистой систем у представителей избранных видов спорта, а также взаимосвязанные группы физиологических критериев, отражающие отдельные характеристики вегетативного статуса.
Положения, выносимые на защиту.
Дифференцированный подход к анализу и оценке физиологических критериев функционального состояния организма спортсменов предполагает необходимость: а) абсолютно однородных по следующим параметрам выборок: конкретный вид спорта, единый уровень квалификации и состояния тренированности, единый период годичного тренировочного цикла, характер предшествующей тренировочной нагрузки, продолжительность интервала отдыха, половые различия; б) многократных измерений; в) оценки операционных характеристик регистрируемых параметров; г) анализа их эффективности и информативности.
Изучение внутригрупповой диагностической значимости физиологических критериев функционального состояния организма спортсменов обосновано осуществлять согласно разработанному алгоритму, который представлен в третьей главе работы.
Применительно к спортсменам высшей квалификации внутригруппо-вая диагностическая значимость физиологических критериев текущего функционального состояния организма может оцениваться только как ориентировочная, поскольку многие показатели, в том числе имеющие достаточно высокую чувствительность и специфичность, не всегда обладают необходимой прогностической ценностью.
Оптимальный вариант диагностики предпограничных и пограничных изменений функционального состояния организма у избранного контингента лиц предполагает определение у каждого атлета индивидуальных диагностически значимых параметров, отражающих ранние отставленные постнагрузочные сдвиги.
3. Внутри- и межсистемные взаимосвязи, регистрирующиеся при внут-ригрупповом корреляционном анализе показателей текущего функционального состояния организма спортсменов, как правило, не могут быть перенесены на конкретного атлета.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что его результаты расширяют существующие представления о методологических и методических особенностях внутригруппового и индивидуального анализа физиологических критериев функционального состояния организма спортсменов с учетом специфики избранного вида спорта, различий, связанных с полом, операционных характеристик избранных параметров, а также их внутри- и межсистемных взаимосвязей.
Практическая значимость исследования состоит в том, что его результаты, базирующиеся на новых принципах анализа физиологических критериев текущего функционального состояния организма спортсменов, позволяют повысить эффективность как медико-биологического контроля за атлетами высшей квалификации, так и научных исследований, проводимых в области физиологии спорта.
Апробация и внедрение полученных результатов. Материалы диссертационного исследования, касающиеся дифференцированного подхода к анализу и оценке физиологических критериев текущего функционального состояния организма спортсменов, внедрены кафедрами физиологии, гигиены и спортивной медицины Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма в учебный процесс по дисциплинам «Физиология спорта», «Спортивная медицина», «Медицинское обеспечение в из-
бранных видах спорта». В учебный процесс кафедры теории и методики парусного и гребного спорта КГУФКСТ внедрены результаты исследований, связанные с индивидуальной диагностической значимостью физиологических показателей, отражающих текущие постнагрузочные изменения функционального состояния автономной нервной и сердечно-сосудистой систем у гребцов высшей квалификации. Разработанные критерии оценки физиологических параметров функционального состояния организма спортсменов использованы в системе контроля за текущим функциональным состоянием членов сборной команды России по гребле на байдарках и каноэ. 7 актов внедрения прилагаются. Материалы диссертации были представлены на XXX научной и XXVII научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава КГУФКСТ 19 мая 2005 г. По теме диссертации опубликовано 13 научных трудов.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 244 страницах компьютерного текста, содержит 61 таблицу и 13 рисунков. Работа состоит из введения, обзора литературы, методики исследования, двух экспериментальных глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, библиографического указателя и приложений. Список литературы включает 197 наименований, в том числе 35 зарубежных источников.
Операционные характеристики физиологических параметров в практике физиологии спорта
Когда речь идет о диагностической значимости того или иного физиологического критерия, в клинической медицине используют так называемые операционные характеристики теста, к которым относят понятия «чувствительность» и «специфичность» показателя, отношения правдоподобия положительного и отрицательного результатов, а также их прогностическую ценность. Под чувствительностью (Se) понимают долю лиц с заболеванием, имеющих позитивный результат диагностического теста; под специфичностью (Sp) - долю лиц без заболевания, имеющих отрицательный результат теста (А.О. Буеверов, 2001). Причем степень диагностической значимости каждого из показателей систематически уточняется (D.G. Airman, 1991; Т.A. Lang, М. Secic, 1997; М. Линцер с соавт., 1999).
Этот же метод определения диагностической значимости физиологических критериев применим и в спортивной физиологии для выявления тех из них, которые наиболее чутко реагируют на возникновение отставленных постнагрузочных изменений функционального состояния организма спортсменов.
Для определения операционных характеристик теста принято строить так называемую четырехпольную таблицу (табл. 2).
В клинической медицине для каждого заболевания существует «золотой стандарт диагностики» — наиболее точный диагностический метод (или комплекс диагностических методов), с помощью которого(ых) можно установить наличие или отсутствие данного заболевания. В качестве «золотого стандарта» обычно используют наиболее достоверный(е) и информативный(е) метод(ы) исследования. Однако, как правило, применение подобного эталонного набора диагностики ограничивается его неудобствами — от высокого риска осложнений до стоимости. В связи с этим специалисты осуществляют сравнительный анализ нового метода со старым стандартным, что дает возможность выявить определенные позитивные и негативные результаты.
Если метод или тест обладает высокой чувствительностью, то он выявляет патологию у большинства больных с данным заболеванием (истинно положительные результаты), и лишь у незначительного количества больных дает ложноотрицательные результаты. Однако особенно информативен он, когда получен отрицательный результат, так как редко пропускает лиц с заболеванием.
Специфичный тест редко дает положительный результат при отсутствии заболевания. Особенно он информативен при положительном результате, подтверждая предположенный диагноз.
По данным Б.П. Савельева с соавт. (2001), между специфичностью и чувствительностью существует обратная корреляция: чем выше специфичность, тем ниже чувствительность, а чем ниже чувствительность, тем больше ложноотрицательных результатов. Высокоинформативные симптомы и тесты имеют показатель чувствительности и специфичности, равный 90% (D.G. Airman, J.M.Bland, 1994; В.П. Булыгин, А.Г. Чепайкин, 2003).
Однако кроме чувствительности и специфичности в качестве характеристик теста принято использовать также показатели распространенности, отношение правдоподобия и прогностическую ценность.
Распространенность (Р - prevalence) определяется как отношение числа лиц с наличием заболевания (или любого другого состояния) ко всей исследуемой популяции.
Чувствительность и специфичность называют стабильными характеристиками диагностического теста, то есть они не зависят от распространенности.
Отношение правдоподобия положительного результата (+LR -likelihood ratio) представляет собой показатель, отражающий отношение вероятности получения положительного результата теста, при условии, что обследуемый действительно имеет нарушение, с соответствующей вероятностью, если бы он его не имел, и рассчитывают его как чувствительность / (1 - специфичность).
Отношение правдоподобия отрицательного результата (-LR — likelihood ratio) рассчитывают как (1 - чувствительность) / специфичность, т. е. отношение вероятности того, что обследуемый не имеет нарушения по результатам теста, притом что он его имеет в действительности, к соответствующей вероятности, если бы он действительно его не имел.
Таким образом, отношение правдоподобия отражает одновременно и чувствительность, и специфичность теста.
Отношение правдоподобия положительного результата указывает на значимость теста для повышения уверенности относительно положительного диагноза.
Высокое отношение правдоподобия положительного результата указывает на высокую ценность теста, но из этого не обязательно следует, что положительный результат теста является хорошим критерием наличия патологии.
Что касается отношения правдоподобия отрицательного результата, то чем оно ниже, тем больше уверенности в отрицательном диагнозе.
Преимущество отношений правдоподобия состоит в том, что они помогают выйти за рамки грубой классификации результатов теста (норма-патология), с которой сталкиваются, если описывают точность теста только в терминах чувствительности и специфичности при единственной точке разделения.
Следующей важной характеристикой теста является его прогностическая ценность.
Прогностическая ценность положительного результата (+PV - positive predictive value) — вероятность наличия нарушения при положительном (патологическом) результате теста.
Прогностическая ценность отрицательного результата (- PV - negative predictive value) — вероятность отсутствия нарушения при отрицательном (нормальном) результате теста.
Прогностическая ценность по результатам теста зависит не только от чувствительности и специфичности метода диагностики, но и от распространенности нарушения в исследуемой группе, которая может сильно отличаться от средней по популяции распространенности патологии, что снижает ценность проведенного исследования (D.G. Altaian, J.M. Bland, 1994).
Если положительные результаты даже высокоспецифичного теста получены в популяции с низкой вероятностью нарушения, то они окажутся преимущественно ложноположительными.
Таким образом, когда распространенность нарушения стремится к нулю, прогностическая ценность положительного результата тоже стремится к нулю.
Отрицательные результаты высокочувствительного теста, полученные в популяции с высокой вероятностью наличия нарушения, скорее всего будут ложноотрицательными.
Когда распространенность стремится к 100%, прогностическая ценность отрицательного результата стремится к нулю.
В силу сказанного, прогностические значения, полученные в одном исследовании, не являются универсальными (D.G. Altaian, J.M. Bland, 1994).
Методы определения функционального состояния автономной нервной системы
В качестве критериев вегетативного статуса организма регистрировали: реакцию пульса на активную одноминутную ортостатическую пробу, реакцию пульса на дозированную физическую нагрузку (проба Руффье), индекс Кардю, параметры вариационной пульсометрии (Ж.А. Тесленко, 1976; В.В.Романов, 1983; Дж. Дункан Мак Дугалл, Э. Уэнгер, 1988; B.C. Мищенко, 1998).
При проведении ортостатической пробы частоту сердечных сокращений регистрировали посредством записи электрокардиограммы во II стандартном отведении в положении лежа (ЧССоп0) после 10 мин пребывания в данном положении, а затем по окончании первой минуты пребывания в вертикальном положении (ЧССопі). После чего рассчитывали прирост частоты сердечных сокращений в ответ на проведение ортостатической пробы (ЧССоп(1_о)). Исследования производили с помощью аппаратного программного комплекса «Валента», включающего запись электрокардиограммы.
Пробу Руффье проводили следующим образом: после 5 мин пребывания в положения сидя у испытуемого за 10-секундный отрезок времени пальпаторно регистрировали исходную частоту сердечных сокращений, и полученный результат умножали на 6 для приведения к минутному исчислению частоты пульса (ЧССРо). Затем ему предлагали выполнить за 30 с 30 глубоких приседаний для мужчин и 24 - для женщин. Непосредственно после этого в положении сидя в течение первых 10 с восстановления производили повторную регистрацию частоты сердечных сокращений (ЧССРі). Третье измерение производили аналогичным образом в конце первой минуты восстановления (ЧССР2). Во время проводившихся физических нагрузок ни в одном случае частота сердечных сокращений не превышала 170-175 уд.-мин"1 - предела, допускаемого рекомендациями ВОЗ (В.М. Смирнов с соавт., 2002).
Расчет индекса Руффье (ИР) производили по формуле: ЧССР0 + ЧССРХ + ЧССР2 - 200 10
Помимо приведенных выше показателей при проведении пробы Руффье определяли также:
- ЧССР(і.о) - нагрузочный прирост частоты сердечных сокращений в пробе Руффье (уд.-мин-1) (отражает специфическую вегетативную реактивность, в то время как прирост частоты сердечных сокращений в ответ на проведение ортостатической пробы характеризует неспецифическую реактивность);
- ЧССР(2-о) постнагрузочное недовосстановление частоты сердечных сокращений в пробе Руффье (уд.-мин" ).
Вегетативный индекс Кардю (ВИ) рассчитывали на основании значений частоты сердечных сокращений в состоянии покоя в положении сидя и диастолического артериального давления по формуле:
Кардиоритмографические исследования проводили с помощью аппаратного программного комплекса «Валента», включающего запись электрокардиограммы и кардиоритмограммы. Исходное состояние регистрировали при спокойном бодрствовании, лежа на кушетке после предварительной 10-минутной адаптации к исследованию. Записывали 100 сердечных циклов во II стандартном отведении. Далее производили одноминутную ортостатическую пробу и по окончании первой минуты пребывания в вертикальном положении делали повторную запись кардиоинтервалов (А.Д. Воскресенский, М.Д. Вентцель, 1974).
Анализировали следующие математико-статистические показатели сердечного ритма:
1. Вариационный размах (ВАР) - разница длительностей самого длинного и самого короткого сердечного цикла (кардиоинтервала).
В работе определяли:
- ВАР0 — вариационный размах интервалов R-R в состоянии покоя (мс);
- ВАР, — вариационный размах интервалов R-R в конце ортостатической пробы (мс);
- BAP(j.o) - разницу между вариационным размахом интервалов R-R в состоянии покоя и в конце ортостатической пробы (мс);
-BAPi/BAPo - отношение показателей вариационного размаха интервалов R-R в конце ортостатической пробы и в состоянии покоя (уд. ед.).
2. Моду (Мо) - наиболее часто встречающийся класс длительностей сердечного цикла (чаще всего каждый класс составляет 0,04 с).
В работе определяли:
- Мо0 — моду длительностей сердечного цикла в состоянии покоя (мс);
- МО] — моду длительностей сердечного цикла в конце ортостатической пробы (мс);
- MO(i_o) - разницу между модами длительностей сердечного цикла в конце ортостатической пробы и в состоянии покоя (мс);
- Мо,/Мо0 - отношение мод длительностей сердечного цикла в конце ортостатической пробы и в состоянии покоя (уд. ед.).
3. Амплитуду моды (АМо) - число кардиоинтервалов, соответствующих значению моды, в % к объему выборки.
В работе определяли:
- АМоо - амплитуду моды длительностей сердечного цикла в состоянии покоя (%);
- АМо) - амплитуду моды длительностей сердечного цикла в конце ортостатической пробы (%);
- АМо(].о) - разницу между амплитудами моды длительностей сердечного цикла в конце ортостатической пробы и в состоянии покоя (%);
- АМо]/АМо0 - отношение амплитуды мод длительностей сердечного цикла в конце ортостатической пробы и в состоянии покоя (уд. ед.).
4. Индекс напряжения по Р.М.Баевскому (ИН) - производный, интегральный показатель, который вычисляется по формуле: 2Мо ВАР где АМо - амплитуда моды, Мо - мода, ВАР - размах кардиоинтервалов.
Согласно С.З. Клецкину (1979) и P.M. Баевскому, О.И.Кириллову,
С.З. Клецкину (1984), индекс напряжения дает наиболее полную оценку степени напряжения центральных механизмов регуляции в процессе адаптации к меняющимся средовым воздействиям. Он позволяет количественно оценить степень напряженности регуляторных влияний как центральной, так и автономной нервной системы (P.M. Баевский, О.И.Кириллов, С.З. Клецкин, 1984). По данным P.M. Баевского и Г.Г. Иванова (2001), этот показатель чрезвычайно чувствителен к усилению тонуса симпатической нервной системы. В работе определяли:
- ИНо — индекс напряжения в состоянии покоя (уд. ед.);
- ИНі - индекс напряжения в конце ортостатической пробы (уд. ед.);
- ИН(і-о) разницу между индексами напряжения в конце ортостатической пробы и в состоянии покоя (уд. ед.);
- ИНі/ИНо - отношение индексов напряжения в конце ортостатической пробы и в состоянии покоя (уд. ед.).
Результаты и их обсуждение
Многократно (от 5 до 27 раз) на протяжении трех лет обследовано1 17 спортсменов высшей квалификации - членов сборных команд РФ и Краснодарского края по гребле на байдарках и каноэ (8 женщин и 9 мужчин), в возрасте от 18 до 29 лет, из них 3 - ЗМС, 10 - МСМК, 4 - МС. Всего выполнено 1540 измерений.
С целью решения поставленной задачи нами был разработан следующий алгоритм анализа:
1) формирование однородной выборки;
2) разработка центильных градаций регистрируемых показателей с учетом различий, связанных с полом;
3) определение внутригрупповой диагностической значимости избранного комплекса параметров:
а) выбор эталонного метода (или параметра) диагностики негативного состояния;
б) определение комплекса операционных характеристик регистрируемых критериев (чувствительность, специфичность, отношения правдоподобия положительного и отрицательного результатов) в соответствии с имеющимся эталонным методом (параметром) при различных точках разделения для них;
в) выделение эффективных параметров (при отношении правдоподобия положительного результата для показателя меньше 1 или отношении правдоподобия отрицательного результата больше 1 параметр является неэффективным);
г) выбор из эффективных параметров наиболее информативных (использование ROC-анализа - построение характеристических кривых или графиков с последующим анализом расположения полученных точек);
д) анализ прогностической ценности положительного и отрицательного результатов выделенных параметров с целью определения их внутригрупповой диагностической значимости;
4) определение индивидуальной диагностической значимости избранного комплекса параметров:
а) расчет индивидуальных средних значений параметров;
б) установление индивидуальных комплексов физиологических параметров, которые не могут считаться диагностически значимыми критериями текущего функционального состояния организма (исключаются показатели, индивидуальные значения которых достоверно отличаются от групповых);
в) установление на основании результатов ROC-анализа корректных диагностических точек разделения с целью обоснования негативных центильных диапазонов (из анализируемых точек разделения выбирается та, при которой, судя по операционным характеристикам, избранные показатели являются эффективными и более информативными);
г) определение на основании многократных измерений частоты выхода в негативную сторону за избранные центильные диапазоны диагностически значимых показателей (исключая параметры, обнаружившие частоту выхода ниже 10% или выше 90%);
д) ранжирование показателей по частоте убывания их выхода в негативную сторону (при этом для зависимых параметров рассматриваются индивидуальные взаимосвязи: при наличии взаимосвязи выбирается параметр с большим коэффициентом вариации, если же взаимосвязь отсутствует, то при ранжировании используются оба параметра).
С этих позиций и был осуществлен анализ регистрируемых параметров функционального состояния автономной нервной и сердечно-сосудистой систем у высококвалифицированных гребцов на байдарках и каноэ различного пола.
Первый этап настоящего раздела исследований был посвящен изучению количественных особенностей данных параметров.
Судя по их гистограммам распределения (прил. 2), почти все параметры имеют асимметричное распределение, а показатели артериального давления склонны даже к бимодальному распределению. Анализ результатов критерия нормальности Колмогорова-Смирнова также подтвердил, что сделать утвердительный вывод о принадлежности анализируемых выборок нормально распределенной генеральной совокупности не представляется возможным. В связи с этим при дальнейших исследованиях данных параметров были использованы непараметрические критерии.
Как показали полученные данные, брадикардия в истинном понимании данного термина (частота сердечных сокращений ниже 50 уд.-мин"1) регистрируется у отдельных спортсменов эпизодически, исходя из чего, речь может идти только о несколько замедленном синусовом ритме, причем у женщин это более отчетливо выражено, чем у представителей мужского пола.
Что же касается артериального давления, то, согласно полученным данным, даже тенденции к гипотонии, которую принято было расценивать как один из критериев тренированности сердца, в настоящих наблюдениях зарегистрировано не было.
Учитывая это, можно сделать следующее заключение. В избранных видах спорта при современной организации тренировочного процесса, предусматривающей отсутствие выраженного разделения (по энергетической направленности используемых нагрузок) годичного тренировочного цикла на подготовительный и предсоревновательный этапы, широкое использование упражнений силового характера, очень длительный напряженный соревновательный сезон, практику выступления одного спортсмена на различных дистанциях и т. п., признаки отчетливой парасимпатикотонии в состоянии покоя у высококвалифицированных атлегов, специализирующихся в гребле на байдарках и каноэ, отсутствуют.
Согласно результатам проведенных исследований (табл. 6), различия, связанные с полом (по непараметрическому U-критерию достоверности различий Манна-Уитни), обнаруживают следующие параметры: частота сердечных сокращений в состоянии покоя в положении лежа, систолическое и пульсовое артериальное давление, а также нагрузочная частота сердечных сокращений, прирост частоты сердечных сокращений и различия между восстановленной частотой сердечных сокращений и частотой сердечных сокращений в состоянии покоя в пробе Руффье.
При этом был установлен ряд особенностей, которые не «вписываются» в традиционные представления о функциональном состоянии автономной нервной и сердечно-сосудистой систем у спортсменов различного пола (Л.Г. Амиров, С.А. Егоров, А.Л. Галынкин, 1979; В.В. Васильева с соавт., 1980, 1982, 1985; В.М. Алексеев, ЯМ. Коц, 1983). В частности, обнаружено, что в состоянии покоя показатели частоты сердечных сокращений, систолического и пульсового артериального давления у спортсменок достоверно ниже, чем у спортсменов мужского пола. То есть, с позиций вегетативного тонуса тенденция к ваготонии у избранного контингента лиц женского пола выражена в большей степени, нежели у спортсменов-мужчин.
Мы не получили достоверных различий между анализируемыми показателями на подготовительном и предсоревновательном этапах годичного тренировочного цикла, что скорее всего обусловлено отсутствием резкого превалирования объемов тренировочных нагрузок аэробной направленности в подготовительном периоде годичного тренировочного цикла, достаточно большим удельным весом на этом этапе подготовки нагрузок смешанного (аэробно-анаэробного), а также анаболического характера, относительно коротким предсоревновательным периодом и почти полугодичным соревновательным периодом, во время которого спортсмены входят в спортивную форму через контрольные прикидки и соревнования. Ориентировочные центильные градации регистрируемого комплекса параметров приведены в таблицах 7 и 8.
Результаты и их обсуждение
С целью решения поставленной задачи нами многократно (от 5 до 27 раз) на протяжении трех лет обследовано 17 спортсменов высшей квалификации - членов сборных команд РФ и Краснодарского края по гребле на байдарках и каноэ (8 женщин и 9 мужчин), в возрасте от 18 до 29 лет, из них 3 - ЗМС, 10 - МСМК, 4 - МС.
Первый этап настоящего раздела исследований был посвящен анализу внутри- и межсистемных взаимосвязей 14 показателей функционального состояния автономной нервной и сердечно-сосудистой систем, регистрируемых в предыдущих разделах работы.
Как показали полученные данные (прил. 10, 11), при внутригрупповом анализе регистрируется большое число статистически достоверных (р 0,05), но не высокозначимых взаимосвязей, которые мы сочли необходимым исключить из анализа. Подобное исключение является вполне оправданным, поскольку, чем больше измерений, тем, соответственно, меньше уровень требований к коэффициенту корреляции, что влечет за собой установление большого количества зависимостей. Кроме того, при данном уровне значимости (р 0,05) одна из двадцати обнаруженных взаимосвязей может оказаться случайной. Число высокозначимых зависимостей (р 0,01) оказалось значительно меньше, однако, как показал сравнительный анализ внутригрупповых и индивидуальных взаимосвязей, полученных на основании многократных обследований каждого атлета, даже высокозначимые внутригрупповые взаимосвязи далеко не всегда могут быть перенесены на отдельно взятого человека.
Судя по полученным результатам (табл. 43), у спортсменов-мужчин из 30 высокозначимых при внутригрупповом анализе взаимосвязей, только 3, что составляет 10%, были зарегистрированы у 55,56% спортсменов, 2 (6,67%) _ у 44,44%, 1 (3,33%) - у 33,33%, 4 (13,33%) - у 22,22%, 8 (26,67%) - у 11,11%, и 12 высокозначимых внутригрупповых взаимосвязей (40%) вообще не были зарегистрированы при индивидуальном анализе.
Что касается избранного контингента лиц женского пола, то здесь были получены следующие данные (табл. 44). Из 32 высокозначимых (р 0,01) при внутригрупповом анализе взаимосвязей только одна (ЧССРо & ИР) была зарегистрирована у всех спортсменок при индивидуальном корреляционном анализе; частота обнаружения остальных в порядке убывания выглядела следующим образом: 3 (9,38%) были зарегистрированы у 87,5% женщин-спортсменок, 2 (6,25%) - у 75%, 5 (15,63%) - у 50%, 4 (12,5%) - у 37,5%, 2 (6,25%) - у 25%, 4 (12,5%) - у 12,5%, и 11 высокозначимых внутригрупповых взаимосвязей (34,38%) вообще не были зарегистрированы при индивидуальном корреляционном анализе.
При этом, согласно результатам сравнительного анализа, взаимосвязи, являющиеся наиболее воспроизводимыми у мужчин, столь же воспроизводимы и у женщин, но у последних подобных взаимосвязей значительно больше. Причем все они в основном обусловлены тем, что один из взаимосвязанных показателей используется при расчете другого, однако, определенный объем информации они все же несут.
Так, исходя из полученных данных, у подавляющего большинства высококвалифицированных спортсменов мужского пола, специализирующихся в избранных видах спорта, индекс Руффье в основном зависит от частоты сердечных сокращений на высоте нагрузки и в конце первой минуты восстановления и реже зависит от частоты сердечных сокращений в состоянии покоя, у лиц же женского пола наблюдается обратная картина - индекс Руффье в 100% случаев проявляет взаимосвязь именно с исходной частотой сердечных сокращений и немного в меньшем числе случаев (87,5%) с остальными его составляющими.
Взаимосвязь вегетативного индекса Кардю с частотой сердечных сокращений в покое в положении сидя у избранного контингента лиц является довольно тесной внутри группы, однако у атлетов мужского пола она мало воспроизводима. У женщин-спортсменок подобная взаимосвязь проявляется значительно чаще, однако частота ее встречаемости все же меньше, чем взаимосвязи индекса Кардю с диастолическим аргериальным давлением.
Что же касается анализа внутригрупповых взаимосвязей, то здесь необходимо отметить следующее.
Показатель прироста частоты сердечных сокращений в пробе Руффье у спортсменов-мужчин проявил обратную взаимосвязь с исходным пульсом, но теснота этой взаимосвязи была не очень высока (rs= -0,51), у лиц же женского пола прирост частоты сердечных сокращений не обнаружил зависимости от ее исходных значений.
Показатель прироста частоты сердечных сокращений в ортостатической пробе у мужчин и женщин проявляет взаимосвязь с конечным, а не исходным значением пульса как при индивидуальном, так и при внутригрупповом корреляционном анализе.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что прирост частоты сердечных сокращений в ответ на ортостатическую пробу не подчиняется «закону исходного уровня», который заключается в том, что степень выраженности прироста показателя находится в обратной зависимости от его исходного уровня (Н.В. Васильева, Т.И. Коляда, 1990).
То есть в этих случаях действует принцип инвариативности (В.Л. Карпман, 1988; В.Л. Карпман, З.Б. Белоцерковский, И.А. Гудков, 1988), суть которого заключается в том, что под влиянием того или иного воздействия показатели функционирования вегетативных систем организма не зависят (или зависят в малой степени) от исходных показателей и определяются исключительно текущими потребностями организма.
Далее. У избранного контингента лиц была обнаружена положительная взаимосвязь между индексами Кардю и Руффье, из чего можно сделать заключение о взаимосвязи вегетативного тонуса и вегетативной реактивности.
Необходимо отметить, что у мужчин и женщин отсутствует взаимосвязь между результатами ортостатической пробы и индексом Руффье, которые отражают, соответственно, вегетативную реактивность и вегетативное обеспечение. Исходя из этого, при организации текущих наблюдений за спортсменами должны использоваться оба возмущающих воздействия.
Нельзя не отметить, что у женщин число внутригрупповых взаимосвязей несколько меньше, однако их соответствие индивидуальным взаимосвязям отчетливо выше.
В заключение хотелось бы отметить еще несколько моментов (табл. 46, 47): 1) число индивидуальных взаимосвязей, несмотря на идентичный уровень квалификации, колеблется от 2 до 16 при уровне значимости р 0,01 (от 9 до 30 при р 0,05) у спортсменов мужского пола и от 8 до 17 при уровне значимости р 0,01 (от 12 до 26 при р 0,05) у женщин-спортсменок; 2) число взаимосвязей не связано с рангом спортсменов, выстроенном на основании уровня и стабильности их спортивных достижений (прил. 1); 3) многие из внутрисистемных взаимосвязей носят индивидуальный характер.
