Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10
1.1. Ритмическая активность сердца и особенности
ее регуляции при различных формах деятельности человека 10
1.2.Средства математического анализа ритма сердечных
сокращений 16
1.3. Физиологическая характеристика работы различной тяжести и
нервной напряженности 21
Глава 2. МЕТОДИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 29
Лабораторное моделирование физической нагрузки с использованием велотренажера 29
Лабораторное моделирование сенсомоторной нагрузки и ее параметров посредством компьютерной регистрации серийных ВЗМР 31
2.3 Исследование ритма сердечных сокращений 32
2.4. Методы математического анализа результатов 33
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 34
3 Л. Влияние физической нагрузки на ритм сердечных сокращений
испытуемых 34
3.2. Корреляционный анализ взаимоотношений параметров ритма
сердечных сокращений в условиях физической работы 60
Влияние повышающейся сенсомоторной нагрузки на ритм сердечных сокращений 63
Корреляционный анализ параметров сенсомоторной работы и ритма сердечных сокращений 82
Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 85
ВЫВОДЫ 99
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 101
ПРИЛОЖЕНИЯ
Принятые в работе сокращения
ДСП, - длительность сердечного цикла; CV - коэффициент вариации КИГ - кардиоинтервалограмма ЧСС - частота сердечных сокращений ССС - сердечно-сосудистая система PC - ритм сердца
X - вариационный размах Мо - мода
аМо - амплитуда моды ВЗМР - время зрительно-моторной реакции О.Е. - относительные единицы ФР - фрактальная размерность ПХ - показатель Харста ЦНС - центральная нервная система
г1 - коэффициент корреляции смежных интервалов при первом сдвиге массива
Р -показатель статистической достоверности различий по Стьюденту АКФ - автокорреляционная функция X - математическое ожидание m - среднестатистическая ошибка Si — стандартное отклонение D - дисперсия
Введение к работе
Актуальность проблемы. Работоспособность человека, как известно,
представляет собой интегративную характеристику психофизиологических
функций и параметров состояния организма в процессе трудовой
деятельности - физической или сенсомоторной (М.И. Виноградов, 1966;
С.А.Косилов, 1969; В.И.Медведев, 1970; В.П.Загрядский, 1971;
А.О.Навакатикян, 1978; К.М.Смирнов, 1979; В.В.Розенблат, 1980;
В.В.Романов, 1981; С.И.Горшков, З.М.Золина, 1983; В.И. Тхоревский 1987;
Ю.В. Мойкин и соавт., 1994; А.Я.Рыжов и соавт., 1998). Современный этап
развития производства требует активного перехода к сенсомоторным видам
трудовой деятельности, хотя остается еще немало производств,
характеризующихся преимущественно физическим трудом, при котором
сердечно-сосудистая система (ССС) функционирует в эргометрическом
режиме, а для опорно-двигательного аппарата работающих характерно
перенапряжение и рост специфической заболеваемости (С.Л. Устьянцев,
2000; В.О.Красовский, 2002). Современный спорт, характеризующийся
возрастающими тренировочными нагрузками и высокими достижениями,
также представляет собой тяжелый и одновременно высоко напряженный
труд (А.А.Кузнецова, 1981; A. Bundgaard,1985; T.Gemmel,1986; А.Г.Дембо
и соавт.,1988,1991; Ю.Л.Кислицын, 1996). Специфика умственного труда,
при котором мозг является не только регулирующим, но и работающим
органом, заключается в том, что влияние трудовой деятельности прежде
всего сказывается на состоянии центральной нервной системы (ЦНС) и
таких ее функциях, как внимание, память, скорость реагирования,
лабильность анализаторных систем. При этом могут создаваться
предпосылки специфических заболеваний, обусловленных напряжением и
перенапряжением систем регуляции вегетативной нервной системы (ВНС)
в виде вегето-сосудистой дистонии, гипертонической болезни,
атеросклероза и др. Поэтому изучение адаптивно-приспособительных перестроек физиологических систем организма практически здорового человека в условиях как физически тяжелого, так и нервно напряженного умственного труда - вопрос, являющийся "извечно" актуальным (А.И.Киколов, 1978, Gilood J, Kirschenbaum А., 1986; Ю.В.Мойкин и соавт.,1987, А.О.Навакатикян,1990, Б.М.Федоров, 1991; В.В.Матюхин и соавт., 1999; Н.Ф.Измеров и соавт.,2001, В.Ф.Федоров, 2001).
Исследование ритма сердца (PC) человека в натурном и модельном (лабораторном) эксперименте - вопрос актуальный и своевременный, поскольку здесь затрагивается поисковая функция ССС, отражающая как эрготропную так и информационную ее составляющие. Это находит свое выражение в небезызвестных космических и спортивных исследованиях P.M. Баевского с сотрудниками (60-90-е годы), в теории фракталов (Л. Сандер, 1987; Эри Л. Голдбейер и соавт., 1990) и спектра PC (Г.В. Рябыкина, А.В. Соболев 1996; Heart rate variability, 1996; А.Н. Флейшман, 2001; В.В. Романов и соавт., 2002), интерпретирующих закономерности формирования ритмических изменений в висцеральных системах.
Цель - дать физиологическую характеристику системы управления ритмом сердца в условиях дозированной физической и сенсомоторной нагрузки повышающейся тяжести и нервной напряженности.
Задачи: 1) охарактеризовать динамику PC в зависимости от меняющейся интенсивности физической нагрузки по велоэргометрическим параметрам скорости, пройденного пути и энерготрат;
определить характер взаимосвязи параметров PC в условиях выполняемой физической нагрузки, имитирующий 5-минутный «проезд» со скоростью 20, 25 и 30 км/час;
охарактеризовать изменения PC и его составляющих по мере усложнения сенсомоторной нагрузки, состоящей из серий простых и дифференцировочных реакций;
4) определить характер взаимосвязи параметров PC и возможную зависимость их от сенсомоторной нагрузки последовательно нарастающей напряженности.
Научная новизна. 1. Впервые дана количественная характеристика ритмической активности сердца при последовательно повышающихся дозированных нагрузках физического и сенсомоторного характера.
2. Получены ранее неизвестные данные о характере управления ритмом
сердца, функционирующего в эрготропном и информационном режимах в
зависимости от физической тяжести и нервной напряженности нагрузки.
3. Показана возможность включения компенсаторных механизмов
регуляции ритма сердца при повышении тяжести и напряженности
нагрузки.
Положения, выносимые на защиту. 1. При кратковременной дозированной физической нагрузке между условно дифференцированными контурами управления PC проявляются взаимоотношения компенсаторного порядка. 2. Сенсомоторная работа, будучи в эрготропном плане менее нагрузочной для сердца, рассматривается нами как информационный фактор управления PC. 3. Количественный анализ параметров PC и их корреляций с показателями применяемой нагрузки нарастающей интенсивности позволяет дать прогностическую оценку состояния сердца.
4. Управление PC как многокомпонентной функциональной системой, в
период физической и сенсомоторной нагрузки, направлено на установление
полезного результата - функционирования механизмов регуляции сердца
без превышения уровня рабочего напряжения.
Теоретическая значимость работы. Диссертация выполнена в аспекте основных теоретических положений классической отечественной и зарубежной физиологии. Она вносит определенный вклад в представления о хронобиологических механизмах организма человека и расширяет представления о поисковой функции и волновой активности его сердечно-
сосудистой системы. Полученные результаты имеют значение для развития
теоретических положений гомеостаза, гомеокинеза и адаптации организма,
а также для теории доминанты по А.А.Ухтомскому и функциональных
систем по П.К.Анохину, особенно в аспекте межсистемного
взаимодействия для достижения полезного результата как основного фактора системогенеза.
Практическая значимость работы. Прикладной аспект диссертации
представлен следующими направлениями: 1) данные в диссертации
методики компьютерной регистрации и автоматического анализа
ритмических процессов применяются в исследовательской работе учебно
му научного оздоровительного центра ТвГУ и лаборатории медико-
биологических проблем человека; 2) результаты исследований
используются кафедрой анатомии и физиологии человека и животных ТвГУ
в курсах лекций по дисциплинам специализаций «Физиология ЦНС» и
«Физиология труда» с соответствующими спецпрактикумами;
3) результаты и методы исследования данной диссертации используются
студентами факультетов биологии и физического воспитания при
выполнении курсовых и дипломных работ (гистографический,
-4І- автокорреляционный и фрактальный анализ периодических процессов).
Апробация. Диссертация выполнена в плане госбюджетной темы под
№ госрегистрации 0189 00225966, а также как часть межвузовской научной
программы «Университеты России» по проблеме № 11.03. 00, проект
11.01.025, № 190 на 2004-2005 гг. Материалы и результаты доложены на
конференциях студентов и аспирантов (Тверь, 2001, 2002, 2003, 2004 гг), на
XI международном симпозиуме "Эколого-физиологические проблемы
адаптации" (Москва, 2003), на III Всероссийской конференции с
международным участием "Механизмы функционирования висцеральных
і.. систем" (Санкт-Петербург, 2003), на XIX съезде физиологического
общества им. И. П. Павлова (Екатеринбург, 2004).
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 113 страницах, включает введение, 4 главы, выводы, список литературы - 129 источников, из которых 108 на русском и 21 на иностранных языках. Диссертация документирована 8 таблицами, иллюстрирована 25 рисунками, содержит 2 приложения. По теме диссертации опубликовано 7 работ.
