Высокотехнологичное оборудование и технологии для спортивной и восстановительной медицины, медицинской реабилитации и фитнеса.

Исследование влияния дозированных вибрационных упражнений на состояние периферического звена кровообращения спортсменов

А.А. Михеев, д-р пед. наук, доцент, Н.Е. Вороницкий

НИИ физической культуры и спорта Республики Беларусь

Введение

В настоящее время проблеме периферического кровообращения у спортсменов посвящено большое количество работ, однако вопросы изменения местного кровотока при применении вибрационных упражнений освещены недостаточно. Целью настоящей работы явилось изучение воздействия дозированной вибрационной тренировки (ДВТ) по методу стимуляции биологической активности (СБА) на регионарную гемодинамику и определение характера изменений артериального и венозного кровообращения в голени [1, 2]. В задачи исследования входило изучение влияния дозированной вибрации на состояние периферического кровообращения и определение эффективности вибрационной тренировки по результатам сравнительных исследований вибрационных и традиционных упражнений.

Методы и организация исследования

Для изучения воздействия вибротренинга на гемодинамику были проведены сравнительные исследования регионарного кровообращения нижних конечностей (голени) с применением и без применения вибрационных упражнений. В исследованиях приняли участие 8 спортсменов-единобороцев (борьба греко-римская) высокой квалификации, из них 1 мастер спорта международного класса, 4 мастера спорта и 3 кандидата в мастера спорта. Средний возраст испытуемых составил 21±1,5 лет, средняя масса тела 71,54±2,14 кг, средняя длина тела 179,35±2,24 см, средняя масса мышечной ткани 39,19±2,31%, средняя масса жировой ткани 15,88±2,91 %, средний стаж занятий спортом 11,5±1,3 лет. Избранные для исследования тренировочные протоколы с применением и без применения вибрации были идентичны и заключались в выполнении строго регламентированного упражнения в повторном режиме: приседания на двух ногах с небольшой амплитудой (90˚-130˚ в коленных суставах) в темпе 1 полный цикл движений за 2 секунды. Тренировочная серия состояла из 10 подходов длительностью 30 секунд каждый. Интервалы отдыха составляли 20 секунд. На первом этапе исследования спортсмены выполняли тренировку без применения вибрации. На втором этапе, после двух дней отдыха, спортсмены выполняли тренировку с применением вибрации. В обоих случаях исследование регионарного кровотока проводилось в состоянии покоя, в положении лежа. Тренировочный протокол приведен в таблице 1.

Таблица 1. Тренировочный протокол вибрационной и традиционной программ (продолжительность нагрузки — 30 секунд, продолжительность интервалов отдыха между подходами — 20 секунд)

тренировки

Количество

подходов в тренировке

Продолжи-

тельность нагрузки, с

Среднее количество циклов движений

(±)

Примечания

1

10

300

300±3

Традиционная тренировка

2

10

300

300±8

Вибрационная тренировка

Для моделирования вибрационной нагрузки различной интенсивности использовался тренажер-стимулятор биомеханический «Гризли» (Украина), с помощью которого испытуемые выполняли физические упражнения в повторном режиме. Частота вибрации была равна 28 Гц, амплитуда вертикального и горизонтального перемещения вибрирующего элемента — 4 мм. Для исследования регионарного кровообращения применялся метод реографии с использованием программно-технического комплекса «Ахиллес», который был разработан учеными Белорусского научно-исследовательского института кардиологии. Аппаратно-технический комплекс анализирует 15-секундный отрезок сигнала и определяет в каждом автоматически обработанном кардиоцикле 5 основных реовазографических показателей. С целью повышения точности результатов по числу обработанных кардиокомплексов происходит усреднение всех показателей. Функциональное состояние сосудов нижних конечностей оценивается путем сравнения полученных средних значений показателей с диапазонами их нормальных величин.

Для анализа реографической кривой были использованы следующие временные и амплитудные характеристики [3].

  1. РИ, Ом — реографический индекс. Отражает пульсовой приток объема крови и интенсивность артериального кровенаполнения голени (границы нормы >0,06 Ом).
  2. ИЭ, отн. ед — индекс эластичности. Данный показатель используется для оценки отличия амплитуды в конце систолы по сравнению с амплитудой систолической волны и косвенно характеризует эластичность артерий исследуемой зоны (границы нормы >0,40).
  3. ИПС, отн. ед — индекс периферического сопротивления. Выражает отношение амплитуды на уровне инцизуры к амплитуде систолической волны. Зависит от состояния сократительных элементов сосудов. Косвенно отражает величину периферического сопротивления (границы нормы 0,20<ИПС<0,45)
  4. ВО, отн. ед — индекс оттока. Определяется отношением амплитуды диастолической волны к амплитуде систолической волны. Данный показатель используется для оценки соотношения артериального и венозного кровотока. Косвенно характеризует состояние венозного оттока (границы нормы 0,20<ВО<0,50).

Результаты и обсуждение

Анализ полученных данных (рис. 1-5) свидетельствует, что в состоянии покоя исходные среднегрупповые реографические показатели артериального кровенаполнения в голени (РИ) были несколько снижены (0,038±0,020 Ом), что, по нашему мнению, объясняется экономизацией местного кровоснабжения мышц у высококвалифицированных спортсменов [4]. Такая направленность адаптационных изменений гемодинамики обусловлена лучшей мобилизацией механизмов утилизации кислорода в тренированных мышцах, что разгружает транспортную систему кровообращения и оптимизирует процесс приспособления к продолжительным физическим нагрузкам. Остальные показатели — индекс эластичности (0,48±0,097 отн. ед), индекс периферического сопротивления (0,33±0,085 отн. ед) и венозный отток (0,42±0,129 отн. ед) находились в пределах нормы. На рисунке 1 представлены графики динамики артериального кровенаполнения в серии упражнений с применением и без применения вибрации. В процессе выполнения физических упражнений без применения вибрации показатели артериального кровотока снижались по мере выполнения подходов от исходного значения 0,038±0,018 Ом до 0,026±0,018 Ом после восьмой серии упражнений (P<0,05). Как видим, традиционные упражнения, выполненные по предложенной схеме не вызвали значительных изменений в регионарном кровотоке по показателю периферического сопротивления. В упражнениях с применением вибрационных воздействий показатели артериального кровотока достоверно возрастали от первого (0,014±0,027 Ом) до четвертого подхода (0,034±0,034 Ом), затем постепенно снижались до восьмого подхода (0,017±0,035 Ом), однако оставались достоверно выше (P<0,05) исходных показателей (0,011±0,033 Ом). Таким образом, равномерное снижение артериального кровотока без применения СБА свидетельствует о напряженности в деятельности регионарного кровообращения. После применения СБА интенсивность артериального кровенаполнения резко увеличилась к четвертому подходу (120 секунд вибрационных воздействий). Далее произошло снижение, однако в целом динамика РИ под действием вибрации свидетельствует о рациональном перераспределении артериального кровотока в этом интервале тренировочной серии.

Рис. 1. Динамика артериального кровенаполнения (РИ) в серии вибрационных и традиционных упражнений

На рисунке 2 представлены графики динамики эластичности артерий в серии упражнений с применением и без применения вибрации (по показателю индекса эластичности ИЭ). Представленные данные позволяют говорить о тенденции к достоверному (P<0,05) снижению индекса эластичности в серии традиционных упражнений от первого (0,48±0,097 отн. ед) до пятого подхода (0,24±0,099 отн. ед), после чего происходит такое же плавное увеличение ИЭ практически до исходного уровня (0,43±0,122 отн. ед) к концу серии. То есть, по показателю индекса эластичности серия традиционных упражнений, состоящая из 8 подходов не вызвала каких-либо достоверных изменений в периферическом кровообращении испытуемых. Динамика эластичности артерий в серии упражнений с применением вибрации имела качественно иной характер, чем в упражнениях без вибрации. Так показатель ИЭ достоверно (P<0,05) возрастал от первого (0,43±0,102 отн. ед) до четвертого (0,52±0,140 отн. ед) подхода, после чего стабилизировался на достигнутом уровне вплоть до последней серии упражнений, после которой значение ИЭ увеличилось до 0,54±0,142 отн. ед, что достоверно превысило исходный уровень (0,43±0,102 отн. ед).

Рис. 2. Динамика эластичности артерий (ИЭ) в серии вибрационных и традиционных упражнений

Таким образом, при выполнении упражнения традиционным способом отмечался спазм артериальных сосудов. Напротив, при выполнении вибрационных упражнений эластичность сосудов по сравнению с исходным уровнем достоверно улучшилась (P<0,05).

На рисунке 3 представлены графики динамики периферического сопротивления (ИПС) в серии упражнений с применением и без применения вибрации, из которых следует, что в традиционном упражнении по мере выполнения подходов от первого к шестому значение ИПС уменьшалось от 0,33±0,085 отн. ед до 0,25±0,078 отн. ед и достигло своего исходного значения после выполнения последнего подхода (0,35±0,085 отн. ед).

Рис. 3. Динамика периферического сопротивления (ИПС) в серии вибрационных и традиционных упражнений

То есть, по показателю индекса периферического сопротивления традиционные упражнения не вызывают каких-либо достоверных изменений в гемодинамике. В процессе выполнения вибрационного упражнения происходит постоянное и равномерное снижение ИПС от 0,27±0,091 отн. ед в начале серии до 0,13±0,091 отн. ед в конце тренировки (P<0,05). Следует отметить, что посттренировочное значение ИПС в серии с применением вибрации по абсолютной величине втрое ниже такого же значения в упражнениях без применения вибрации. Таким образом, под воздействием дозированных вибрационных упражнений улучшились условия микроциркуляции. Это проявилось в достоверном снижении тонуса артериол по сравнению с исходным уровнем в серии СБА и достоверно более низком тонусе артериол в при применении упражнений СБА по сравнению с показателями ИПС в упражнениях без воздействия вибрации.

На рисунке 4 представлены графики динамики венозного оттока (ВО) в серии упражнений с применением и без применения вибрации.

Рис. 4. Динамика венозного оттока (ВО) в серии вибрационных и традиционных упражнений

Кривая показателей венозного оттока традиционных физических упражнений носит волнообразный характер с плавным снижением от первого до четвертого подхода (0,41±0,092 отн. ед), возрастанием до максимума в шестом подходе (0,47±0,098 отн. ед) и плавным снижением вплоть до окончания серии (0,35±0,095 отн. ед) с приближением к исходным показателям (0,42±0,129 отн. ед). Очевидно, что традиционные упражнения, выполненные по предложенной схеме, вызвали незначительные изменения в венозном оттоке. Под воздействием вибрационных упражнений изменения в показателях венозного оттока по своей динамике совпали с изменениями, произошедшими под воздействием традиционных упражнений, однако по абсолютным значениям были гораздо глубже. На графике видно, что кривая показателей венозного оттока носит волнообразный характер. От подхода к подходу происходит постоянное снижение ВО от 0,42±0,115 отн. ед в начале серии до 0,21±0,120 отн. ед в конце тренировки (P<0,05). Следует отметить, что посттренировочное значение ВО в серии с применением вибрации по абсолютной величине гораздо ниже такого же значения в упражнениях без применения вибрации. Таким образом, под воздействием дозированных вибрационных упражнений венозный отток достоверно улучшился по сравнению с исходным уровнем (P<0,05). Показатели ВО в серии СБА также были достоверно ниже показателей, наблюдаемых при выполнении упражнений без воздействия вибрации.

Выводы

Анализ полученных данных позволяет сделать вывод о том, что физическая нагрузка без вибрации (в соответствии с предложенной схемой тренировки) не вызывала выраженных изменений периферической гемодинамики. В то же время выявлены характерные изменения после выполнения вибрационных упражнений: произошло снижение сосудистого тонуса (вен и артериол) в нижних конечностях, снижение артериального кровоснабжения при сравнительно неизменной эластичности сосудистой стенки. На наш взгляд снижение тонуса артериол и вен и вследствие этого снижение артериального кровоснабжения происходит из-за высокой чувствительности к действию локальной вибрации отделов симпатической нервной системы, регулирующих тонус периферических сосудов.

В целом, основываясь на результатах исследования можно утверждать, что позитивные изменения в состоянии регионарной гемодинамики были связаны именно с применением дозированных вибрационных упражнений по методу СБА. Под влиянием вибрационных упражнений по методу СБА произошла перестройка периферического звена кровообращения с выработкой специфических сосудистых реакций, создающих условия для облегченного и ускоренного оттока крови в периферические вены, что в целом свидетельствует об улучшении условий микроциркуляции.

Список литературы

1. Михеев А.А. Стимуляция биологической активности как метод управления развитием физических качеств спортсменов: В 2 ч. — Мн., 1999. — 398 с.

2. Михеев А.А. Методика СБА — новая технология тренировки спортсменов // Проблемы физической культуры и спорта в современных условиях: Материалы Междунар. науч-практ. конф., посвящ. 5-летию НИИ физической культуры и спорта Республики Беларусь. — Мн.: Минсктиппроект, 2001. — С. 141–150.

3. Озолинь П.П. Адаптация сосудистой системы к спортивным нагрузкам. — Рига: Зинатке, 1984. — 134 с.

4. Пушкарь Ю.Т. Справочник по функциональной диагностике. — М.: Медицина, 1970. — С. 207–248.