Введение к работе
Актуальность. Исследование переходных режимов работы ор-^„^айов-'И систем организма, в том числе сердечно-сосудистой системы, позволяет получать объективную количественную характеристику деятельности механизмов регуляции функций. Применительно к сердечно-сосудистой системе исследование переходных процессов, возникающих при разнообразных возмущениях, позволяет оценивать работу всего комплекса нейро-гуморальных и саморегу-ляторных механизмов.
Фундаментальные основы использования переходных характеристик для объективной количественной оценки регуляции сердечно-сосудистой системы были заложены П.К.Анохиннм (І935-І975), IMcjie/ {lS60),Mittefstecit (I960), В.Л.Карпианом (1965-1975) и др. Этот биокибернетический подход получил наибольшее распространение при анализе работы синс-атриального узла сердца. К настоящему времени получены довольно подробные описания различных видов переходных режимов работы сино-атриального узла, зарегистрированных при физической нагрузке, орто- и кли-ностатических и других воздействиях (Д.И.Кемайтитє, 1968-1989, А.Ю.Паю, 1972, А.К.Кепеженас, 1982, Г.А.Парчаускас, 1971, Т.Э. Ольм, I982-I986,T/ec/t , 1972-1987,^6 К % , 1971). Однако эта проблема продолжает оставаться решенной далеко неполно. Количество публикаций в этом направлении относительно невелико, а результаты исследований не получили еще достаточной практической реализации. Причина этого состоит главным образом в наличии технических трудностей, связанных с регистрацией переходных процессов и отсутствием общепринятых методов анализа соответствующих кривых. Некоторые методические приемы,заимствованные из технической кибернетики (например, определение "площади регулирования" и др.) оказались недостаточно эффек-
тивными при исследовании процессов, протекающих в биологических системах. При морфологическом анализе кривых переходных процессов, по данным разных авторов, обнаруживается их значительное разнообразие, ке позволяющее использовать такого рода информацию для количественной характеристики регуляторних процессов.
Вместе с тем исследование переходных процессов является одним из немногих путей изучения механизмов регуляции сердца в целостном организме человека. В связи с этим исследования переходных процессов, их систематизация, количестве.*ный анализ сохраняют свое высокую актуальность для физиологии. Именно этим вопросам и посвящено настоящее исследование.
тгель и задачи исследования. Целью исследования было изучение переходных режимов работы сино-атриального узла сердца при различного рода возмущающих воздействиях.
Для решения этой проблемы были поставлены следующие общие задачи:.
-
Изучить морфологические и амплитудно-временные характеристики переходных процессов цри врабатывании и во время восстановления (после нагрузки) сердечной деятельности у спортсменов.
-
Проанализировать физиологические механизмы формирования различных видов переходных процессов, регистрируемых при выполнении физической нагрузки различной мощности (вплоть до критической).
-
Изучить переходные процессы работы сино-атриального узла при уменьшении венозного возврата крови к сердцу, моделируемого с помощью ортостатической пробы (и на базе этого раз-
работать способы оценки ортостатической устойчивости человека).
4. Проанализировать кривые переходных процессов работы си-но-атриальяого узла, возникающие при моделируемом с помощью клиностатического воздействия повышении венозного возврата крови к сердцу.
Научная новизну. Произведена систематизация морфологических особенностей кривых переходных процессов работы сино-атри-ального узла сердца при использовавшихся возмущающих воздействиях. Показано, что несмотря на значительное разнообразие морфологии кривых переходных процессов все они могут быть сведены к трем универсальным типам: колебательному,апериодическому, торпидному.
В периоде врабатывания обнаруживаются колебательный и апериодический типы переходных процессов работы сино-атриального узла сердца. Показано фазиологаческое единство этих двух типов кривых: в основе их функционирования лежит интенсивность выполняемой физической нагрузки. Колебательный переходный процесс, наблюдаемый при нагрузках умеренной мощности, трансформируется в апериодический переходный процесс при нагрузках значительной интенсивности. Это связывается с динамикой ваго-сим-патического баланса при врабатывании, и,в частности,со Мезенью минимизации вагусного воздействия на сиьо-атриальннй /зел. Установлена роль функционального состояния пейсмекера, «зменение которого с помощью бета-блокаторов может обеспечить трансформацию типа переходного процесса без изменения мощности физической нагрузки.
Характер переходного процесса во время восстановления сер-іечной деятельности после прекращения мышечной работы определя-
- 4 -ется различным уровнем акцентированного ваго-симпатического антагонизма ( L&vy ., 1972). Бо время восстановительного периода наблюдаются все три типа переходного процесса, возникновение которых связано с интенсивностью предшествующей физической нагрузки. После выполнения легкой нагрузки регистрируется колебательный переходный процесс, характеризующийся наличием перерегулирования ("отрицательной фазой пульса"). После нацря-веннэй мышечной работы регистрируются апериодический и торпедный типы переходного процесса,' причем последний возникает после выполнения нагрузки, мощность которой приближается к критической или равна ей. Типы переходных процессов восстановления свободно трансформируются от одного типа к другому в зависимости от интенсивности выполнявшейся физической нагрузки.
Показано, что торпидный тип переходного процесса, характеризующийся незавершенностью восстановления сердечного ритма, свидетельствует о том, что в целостном организме человека акцентированный антагонизм при интенсивной нагрузке не выявляется.
Использовавшиеся стандартные модели изменения венозного возврата вызывают типовые переходные процессы работы сино-атри-альяого узла. При уменьшении венозного возврата, связанного с понижением венозного тонуса, развивается колебательный переходный процесс, компенсирующий уменьшение ударного выброса крови. Этот колебательный переходный процесс, характеризующийся резким укорочением длительности сердечного цикла, свидетельствует о снижении ортостатической устойчивости человека. При незначительном уменьшении венозного возврата (высокий венозный тонус) развивается торпидный переходный процесс малой амплитуда.
Увеличение венозного возврата приводит к развитию аперио-
дического переходного процесса в различных его модификациях, характеризущегося перерегулированием.
Практическая значж'ость. Анализ рривых переходных процессов, связанных с мышечной работой, позволяет оценивать индивидуальную нагрузочность последней, что могет быть использовано для наблюдений за динамикой уровня физической работоспособности в спортивно-медицинской практике.
Регистрация кривых переходных процессов при орто-клино-статических пробах моие'л быть использована для новом оцеялг результатов .тестирования.
Характер переходных процессов при ортостатических воздействиях может быть использован для оценки венозного тонуса, а также для предсказания уровня ортостатической устойчивости человека.
Произведена систематизация кривых переходных процессов с выделением трех универсальных типов: апериодического, колебательного, торпидного.
Тип переходных процессов при врабатавании определяется относительной интенсивностью выполняемой мышечной работы. Индивидуальная трансформация типов определяется изменением мощност-ного режима физической нагрузки. Показана роль функционального состояния пейсмекера в формировании типа переходного процесса.
Переходные процессы периода восстановления связаны с интенсивностью выполняемой физической нагрузки. Морфология кривых связана с эффектами акцентированного ваго-симпатического антагонизма. При торпидных типах переходных процессов, возникающих при крайне напряженной мышечной работе, акцентированный
антагонизм не проявляется.
Различная степень уменьшения венозного возврата характеризуется различными типами переходных процессов. Выраженное уменьшение венозного возврата, документирующееся колебательным переходным процессом, свидетельствует о снижении ортостатичес-кой устойчивости человека. Высокий венозный тонус мало влияет на изменение работы сино-атриального узла при ортостазе.
Увеличение венозного возврата характеризуется апериодическим переходным процессом, при котором развивается перерегулирование (урежение сердечного ритма ниже исходного).
Атэобагош работы. Материал!» работы докладывались на ІУ Всесоюзном съезде патофизиологов в Кишиневе, 1989 г. и на 24-й Всесоюзной конференции по спортивной медицине в Москве,I9S9 г.