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

Сравнительные исследования регионарной гемодинамики при выполнении традиционных упражнений и под влиянием дозированной вибрационной тренировки по методу стимуляции биологической активности

А.А. Михеев, д-р пед. наук, доцент;

Н.Е. Вороницкий

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 на регионарную гемодинамику и определение характера изменений артериального и венозного кровообращения в голени [1, 2].

Задачи исследования.

  1. Изучить влияние дозированной вибрации на состояние периферического кровообращения.
  2. Определить эффективность вибрационной тренировки по результатам сравнительных исследований вибрационных и традиционных упражнений.

 

Методы исследования.

Для исследования регионарного кровообращения использовался метод реографии. Исследование регионарной гемодинамики проводилось с помощью программно-технического комплекса «Ахиллес», который был разработан учеными и специалистам 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.

Организация исследования.

Для более глубокого 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 высокой квалификации. Средний возраст испытуемых составил 21±1,5 лет, рост 179±2,2 см, вес 71±2,1 кг. 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 в коленных суставах (90-130˚) в темпе 1 цикл движений за 2 секунды. Тренировочная серия состояла из 10 подходов длительностью 30 сек. каждый. Интервалы отдыха составляли 20 сек. На первом этапе исследования спортсмены выполняли тренировку без применения вибрации. На втором этапе, после двух дней отдыха, спортсмены выполняли тренировку с применением вибрации (ДВТ) на тренажерах-стимуляторах биомеханических «Гризли», производства фирмы БМС, Украина. Диапазон частот устройства от 12-35 Гц., амплитуда колебаний-4 мм. В исследовании применялась частота 28-30 Гц. В обоих случаях исследование регионарного кровотока проводилось в состоянии мышечного покоя, в положении лежа. Тренировочный протокол приведен в таблице 1.

Таблица 1. Тренировочный протокол № 1.
Время нагрузки — 30 с, интервал отдыха между подходами — 20 с


тренировки

Количество подходов в тренировке

Время работы,
сек

Среднее количество циклов движений

Примечания

1

10

300

300±3

без стимуляции

2

10

300

300±8

со стимуляцией

Для анализа реографической кривой 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 оценивает отличие 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 — 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 оценивает соотношение артериального и венозного кровотока, тем самым косвенно характеризует состояние венозного оттока (границы нормы 0,20<ВО<0,50).

Результаты и обсуждение.

Данные, полученные в результате исследования приведены в таблице 2. Анализ полученных данных свидетельствует, что в состоянии покоя исходные среднегрупповые реографические показатели артериального кровенаполнения в голени (РИ) несколько снижены (0,038±0,020 Ом). Остальные показатели — индекс эластичности (0,48±0,097), индекс периферического сопротивления (0,33±0,085) и венозный отток (0,42±0,129) находились в пределах нормы. Возможно, снижение показателей артериального кровотока связано с экономизацией местного кровоснабжения мышц у высококвалифицированных спортсменов, принимавших участие в исследованиях [4]. Такая направленность адаптационных изменений гемодинамики обусловлена, по-видимому, лучшей мобилизацией механизмов утилизации кислорода в тренированных мышцах, что разгружает транспортную систему кровообращения и оптимизирует процесс приспособления к продолжительным физическим нагрузкам на выносливость.

Таблица 2
Динамика реологических показателей без применении и с применением дозированной вибрационной тренировки (n=8)

 

РИ

ИЭ

ИПС

ВО

Без СБА ( Хср±σ)

покой

0,038±0,018

0,48±0,097

0,33±0,085

0,42±0,129

1 подход

0,031±0,020

0,42±0,095

0,38±0,089*

0,44±0,124

2 подход

0,035±0,026

0,44±0,102

0,29±0,092*

0,38±0,127*

3 подход

0,028±0,022*

0,38±0,092*

0,34±0,096

0,35±0,120*

4 подход

0,032±0,029

0,29±0,089*

0,32±0,082

0,31±0,097*

5 подход

0,027±0,017*

0,24±0,099*

0,29±0,085*

0,41±0,092

6 подход

0,031±0,021

0,26±0,085*

0,25±0,078*

0,47±0,098*

7 подход

0,028±0,023*

0,39±0,094*

0,27±0,094*

0,41±0,093

8 подход

0,026±0,018*

0,43±0,122

0,35±0,085

0,35±0,095*

СБА ( Хср±σ)

покой

0,011±0,033+

0,43±0,102

0,27±0,091+

0,42±0,115

1 подход

0,014±0,027+

0,44±0,109

0,23±0,098+

0,38±0,122*

2 подход

0,027±0,031*+

0,48±0,121

0,20±0,093*+

0,40±0,118

3 подход

0,037±0,029*+

0,50±0,135*+

0,18±0,088*+

0,18±0,123*+

4 подход

0,034±0,034*

0,52±0,140*+

0,14±0,087*+

0,22±0,124*+

5 подход

0,030±0,033*

0,47±0,139*

0,15±0,090*+

0,29±0,131*+

6 подход

0,024±0,027*+

0,49±0,135*

0,12±0,086*+

0,26±0,123*+

7 подход

0,021±0,028*

0,46±0,139

0,12±0,092*+

0,28±0,125*+

8 подход

0,017±0,035*+

0,54±0,142*+

0,13±0,091*+

0,21±0,120*+

Примечания: достоверные отличия между исходными показателями и показателями посттренировочных контрольных замеров в каждой из групп упражнений: *—P<0,05; достоверные отличия меду показателями в разных группах упражнений: + —P<0,05.

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. Из графика следует, что динамика артериального кровенаполнения в серии упражнений с применением вибрации значительно отличается от динамики артериального кровенаполнения при выполнении традиционных упражнений. В упражнениях с применением вибрационных воздействий по методу СБА показатели артериального кровотока достоверно возрастали от первого (0,014±0,027) до четвертого подхода (0,034±0,034), затем постепенно снижались до восьмого подхода (0,017±0,035), однако оставались достоверно выше (P<0,05) исходных показателей (0,011±0,033). 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 сек вибрационных воздействий). Далее произошло снижение, однако в целом динамика РИ под действием вибрации свидетельствует о рациональном перераспределении артериального кровотока в этом отрезке тренировочной серии.

Рис. 1. Динамика артериального кровенаполнения (РИ) в серии упражнений без применения вибрации и с применением вибрации

На рис. 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 от первого (0,48±0,097) до пятого подхода (0,24±0,099) в серии традиционных упражнений, после чего происходит такое же плавное увеличение ИЭ в последнем подходе практически до исходного уровня (0,43±0,122). То есть серия традиционных упражнений, состоящая из 8 подходов не вызвала каких-либо достоверных изменений в периферическом кровообращении по показателю индекса эластичности. Динамика эластичности артерий в серии упражнений с применением вибрации имеет качественно иной характер, чем в упражнениях без вибрации. Так показатель ИЭ достоверно (P<0,05) возрастает от первого (0,43±0,102) до четвертого (0,52±0,140) подхода, после чего стабилизируется на достигнутом уровне вплоть до последней серии упражнений, после которой значение ИЭ увеличивается до (0,54±0,142), что достоверно превышает исходный уровень (0,43±0,102). Таким образом, без применения СБА отмечался спазм артериальных сосудов. Напротив, при воздействии СБА эластичность сосудов по сравнению с исходным уровнем достоверно улучшилась (P<0,05).

Рис. 2. Динамика эластичности артерий (ИЭ) в серии упражнений без применения вибрации и с применением вибрации

На рис. 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 уменьшается от 0,33±0,085 до 0,25±0,078 и достигает своего исходного значения после выполнения последнего подхода (0,35±0,085). Другими словами традиционные упражнения не вызывают каких-либо достоверных изменений в гемодинамике по показателю индекса периферического сопротивления. Под воздействием СБА изменения индекса периферического сопротивления кардинально отличаются от таковых в традиционном упражнении, как по своей динамике, так и по абсолютным значениям. В процессе выполнения подходов происходит постоянное и равномерное снижение ИПС от 0,27±0,091 в начале серии до 0,13±0,091 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.

Рис. 3. Динамика периферического сопротивления (ИПС) в серии упражнений без применения вибрации и с применением вибрации

 На рис. 4 представлены графики динамики венозного оттока (ВО) в серии упражнений с применением и без применения вибрации. Кривая показателей венозного оттока традиционных физических упражнений носит волнообразный характер с плавным снижением от первого до четвертого подхода (0,41±0,092), плавным возрастанием до максимума в шестом подходе (0,47±0,098) и последующем снижении вплоть до окончания серии (0,35±0,095), приближаясь к исходным показателям (0,42±0,129). Очевидно, что традиционные упражнения, выполненные по предложенной схеме вызвали незначительные изменения в венозном оттоке. Под воздействием вибрационных упражнений изменения в показателях венозного оттока совпадают по своей динамике с традиционными упражнении, однако гораздо глубже по абсолютным значениям. На графике видно, что кривая показателей венозного оттока носит волнообразный характер. От подхода к подходу происходит постоянное снижение ВО от 0,42±0,115 в начале серии до 0,21±0,120 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 достоверно улучшился венозный отток по сравнению с исходным уровнем P<0,05). Показатели ВО в серии СБА также достоверно ниже таких же показателей, наблюдаемых при выполнении упражнений без воздействия вибрации.

Рис. 4. Динамика венозного оттока (ВО) в серии упражнений без применения вибрации и с применением вибрации

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 (рис. 5). 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.

Рис. 5. Динамика реографического индекса и индекса периферического сопротивления
в покое (1), после традиционных физических упражнений (2) и под влиянием СБА (3).

Вывод.

Под влиянием дозированных вибрационных упражнений по методу СБА происходит перестройка периферического звена кровообращения, вырабатываются специфические сосудистые реакции, характеризующиеся снижением артериального кровотока и тонуса сосудов, то есть улучшением условий микроциркуляции. Адекватность адаптивных изменений периферического кровотока при применении СБА обеспечивается его рациональным распределением. Снижение кровотока сочетается со значительным понижением тонуса артериол и вен, что создает условия для облегченного и ускоренного оттока крови в периферические вены.

Список использованных источников

  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.