EVALUATION OF THE STATE OF HEMODYNAMICS OF STUDENTS DEPENDING ON THE LEVEL OF THEIR FITNESS

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ГЕМОДИНАМИКИ СТУДЕНТОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ ИХ СПОРТИВНОЙ ПОДГОТОВКИ

Научная статья

Бочарин И.В.¹, Мартусевич А.К.^2, *, Гурьянов М.С.³, Засыпкин М.В.⁴, Широкова М.А.⁵, Щуров А.А.⁶

³ORCID: 0000-0002-0818-5316;

^{1, 2, 3, 4, 5} Приволжский исследовательский медицинский университет Минздрава России;

^{1, 2}Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия;

⁶Нижегородский государственный технический университет им Р.Е. Алексеева

* Корреспондирующий автор (cryst-mart[at]yandex.ru)

Аннотация

Работа посвящена сравнению показателей системной гемодинамики в состоянии покоя у нетренированных студентов и студентов-членов сборной команды по легкой атлетике медицинского университета г. Нижнего Новгорода. Исследование проводили в межсессионный период, количество испытуемых составило 85 человек. Для оценки состояния гемодинамики и анализа ЭКГ использовали систему спортивного тестирования «MedicalSoft». Для мониторинга использовали стандартные гемодинамические показатели. Производили анализ показателей с учетом возрастных нормативови. Установлено, что студентов-спортсменов отличает компенсаторная брадикардия, обусловленная более низким показателем частоты сердечных сокращений, а также более выраженный вазоспазм и меньший риск аритмогенности.

Ключевые слова: гемодинамика, вариабельность сердечного ритма, система спортивного тестирования, студенты.

EVALUATION OF THE STATE OF HEMODYNAMICS OF STUDENTS DEPENDING ON THE LEVEL OF THEIR FITNESS

Research article

Bocharin I.V.¹, Martusevich A.K.^2, *, Guryanov M.S.³, Zasypkin M.V.⁴, Shirokova M.A.⁵, Shchurov A.A.⁶

³ORCID: 0000-0002-0818-5316;

^{1, 2, 3, 4, 5} Privolzhsky Research Medical University of the Ministry of Health of Russia;

^{1, 2}Nizhny Novgorod State Agricultural Academy;

⁶Nizhny Novgorod State Technical University named after R.E. Alekseev

* Corresponding author (cryst-mart[at]yandex.ru)

Abstract

The work is devoted to comparing the indicators of systemic hemodynamics in the state of the rest of untrained students versus students of the national athletics team of the Medical University of Nizhny Novgorod. The study was carried out in the intersessional period; the number of subjects comprised of 85 people. The SportsSoft testing system was used to assess the state of hemodynamics and for ECG analysis. Standard hemodynamic parameters were applied for monitoring. We performed the analysis of indicators with regard to age standards. It was found that students who work out have compensatory bradycardia due to a lower heart rate, as well as more pronounced vasospasm and lower risk of arrhythmogenicity.

Keywords: hemodynamics, heart rate variability, sports testing system, students.

Объективная оценка и интерпретация критериев функционального состояния организма представляют собой одно из необходимых условий научного подхода к управлению тренировочным процессом и здоровьем населения в целом, а также планированием двигательной активности студенческой молодежи разных возрастных периодов [1], [3]. Поиск диагностических критериев, позволяющих оценить физическую форму и функциональное состояние, является одной из наиболее актуальных проблем спортивной медицины и физиологии спорта. Современные исследования в области функциональных состояний объединяют широкий спектр методов и подходов к изучению механизмов взаимодействий систем организма, обеспечивающих многообразие алгоритмов приспособительной деятельности человека к факторам среды, учитывающих физическую подготовленность индивида, выделяя в качестве ведущих центральную и вегетативную нервную, сердечно-сосудистую, дыхательную системы [2], [4]. Для оценки функционального состояния и физической подготовленности разных возрастных групп, а также спортсменов различного профиля необходимо осуществлять комплексный мониторинг показателей системной гемодинамики [1], [5], [8]. Одним из подходов, позволяющих дать объективную оценку гемодинамических показателей и функционального состояния, а также на основе полученных данных планировать структуру процесса организации занятий физической культурой и спортом, является аппаратная диагностика, позволяющая интегрировать различные направления физической активности и получить необходимую информацию для планирования физических нагрузок, учитывая возрастные особенности и различную физическую подготовку [1], [6], [7]. В настоящее время для студенческой молодежи физическая активность является необходимой как компонент образовательного процесса в ВУЗе. Исходя из этого, важнейшим фактором является готовность к выполнению нагрузок, что обеспечивает правильный подход к организации учебно-тренировочного процесса с учетом адаптивных резервов организма [3], [7], [8].

С учетом выше перечисленного, целью исследования стало изучение состояния системной гемодинамики нетренированных студентов и студентов, входящих в состав сборной команды по легкой атлетике. 

Материал и методы исследования

В исследовании приняло участие 85 студентов в возрасте 18-20 лет 1-3 курса медицинского университета г. Нижнего Новгорода, из них 58 человек относились к категории нетренированных, а 27 - являлись членами сборной команды по легкой атлетике. Исследование проводили в середине учебного дня, в спокойном состоянии (в межсессионный период, вне дней сдачи зачетов или коллоквиумов) в полном соответствии со стандартными правилами процедуры снятия электрокардиограммы (ЭКГ). Для регистрации ЭКГ и анализа гемодинамических показателей, в том числе характеризующих вариабельность сердечного ритма, применяли систему спортивного тестирования «Medical Soft» (вариант «MS FIT Pro», Россия) [3]. Для мониторинга использовали стандартные гемодинамические параметры, статистические и спектральные показатели вариабельности сердечного ритма, а также интегральный критерий состояния микроциркуляции. Анализ данных производили в соответствии с возрастными нормативами.

Статистическую обработку результатов производили с применением алгоритмов вариационной статистики с помощью программ Microsoft Excel 2007 и Statistica 6.1 for Windows. Нормальность распределения значений параметров оценивали с использованием критерия Шапиро-Уилка. С учетом характера распределения признака для оценки статистической значимости различий применяли Н-критерий Краскала-Уоллеса.

Результаты и обсуждение

Анализ основных параметров системной гемодинамики позволил сформировать комплексное представление о состоянии сердечно-сосудистой системы у студенческой молодежи ПИМУ и членов сборной команды медицинского университета по легкой атлетике г. Нижнего Новгорода.

 

Рис. 1 – Частота сердечных сокращений у нетренированных и тренированных студентов Примечание: * – различия по отношению к нетренированным лицам статистически значимы, p<0,05

 

Уровень систолического давления у обеих групп студентов сохраняется в рамках возрастного норматива, но показатели диастолического давления у нетренированной группы определяются в значениях ниже физиологического диапазона [5], [7]. В то же время показатели, характеризующие насосную функцию сердца (ударный объем, сердечный выброс), сохраняются в пределах нормы у студентов обеих исследуемых групп [6], [7].

Следует обратить внимание на показатели частоты сердечных сокращений (ЧСС). Так, у тренированных лиц он находится в нижней границе возрастного норматива, оставаясь значительно ниже показателя нетренированной группы, что свидетельствует о компенсаторной брадикардии членов сборной по легкой атлетике и обусловлено адаптацией к ежедневным физическим нагрузкам (рис. 1).

Оценку вклада периферического сосудистого сопротивления (ОПСС) в формирование системного кровотока производили путем расчета соответствующего параметра [1], [3], [8], который также варьировал у сформированных групп студентов (рис. 2).

Рис. 2 – Уровень общего периферического сопротивления сосудов у нетренированных и тренированных студентов Примечание: *– различия по отношению к нетренированным лицам статистически значимы, p<0,05

 

Следует отметить, что данный показатель не превышает возрастной норматив у студентов обеих групп, но у тренированного контингента испытуемых можно наблюдать более низкий показатель, указывая на больший спазм сосудов у спортсменов [1], [3], [6].

Проведенное обследование позволило установить, что уровень показателя pNN50, свидетельствующий о вариабельности кардиоритма [3], [7], у студентов сформированных групп также неодинаков (рис. 3).

 

 

Рис. 3 – Уровень показателя pNN50 у нетренированных и тренированных студентов Примечание: * – различия по отношению к нетренированным лицам статистически значимы, p<0,05

Рис. 4 – Спектральный показатель вегетативного баланса (LF/HF) у нетренированных и тренированных студентов Примечание: * – различия по отношению к нетренированным лицам статистически значимы, p<0,05

 

Оценка параметров вариабельности сердечного ритма позволила установить наличие относительной нестабильности гемодинамического обеспечения нетренированной группы студентов, о чем свидетельствует значение показателя pNN50 [5], [7], выходящего за верхнюю границу физиологического диапазона, что свидетельствует о высоковариабельном кардиоритме у данного контингента лиц. В тоже время у студентов-спортсменов данный показатель находится в пределах норматива, что свидетельствует о меньшем риске аритмогенности [3], [5], [8].

Также, проводя анализ вариабельности сердечного ритма, следует учитывать уровень индекса вегетативного равновесия (LF/HF), рассчитываемого на основании спектрального анализа кардиоритма (рис. 4). Следует подчеркнуть, что соотношение мощностей спектра кардиоритма в диапазонах низких и высоких частот (LF/HF) у студентов-спортсменов определяется на более высоком уровне, что свидетельствует о повышенной симпатической стимуляции миокарда у представителей данного контингента лиц [1], [5], [8].

Заключение

Комплексное аппаратное обследование студентов различной функциональной подготовленности позволяет отметить наличие хороших адаптивных резервов у обеих групп испытуемых, но у тренированных лиц отмечается компенсаторная брадикардия вследствие более низкого показателя ЧСС, а также более выраженный спазм сосудов и меньший риск аритмогенности (на основании анализа уровня параметров ОПСС и pNN50).

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared

Список литературы / References

1. Андрющенко Л. Б. Диагностика функционального состояния населения разных возрастных групп на основе методики «ESTEK SYSTEM COMPLEX» / Л. Б. Андрющенко, И. М. Бодров, И. А. Зайцев с соавт. // Теория и практика физической культуры. - 2018. - №9. - С. 16-18.
2. Анохин П. К. Очерки по физиологии функциональных систем / П. К. Анохин. – М.: Медицина, 1975. – 402 с.
3. Бочарин И. В. Результаты скринингового обследования состояния сердечно-сосудистой системы студенческой молодежи г. Нижнего Новгорода / И. В. Бочарин, А. К. Мартусевич, М. С. Гурьянов с соавт. // International Journal of Medicine and Psychology. - 2020. - Т. 3, № 1. - С. 118-121.
4. Меделяновский А. Н. Функциональные системы, обеспечивающие гомеостаз / А. Н. Меделяновский // Функциональные системы организма. – М.: Медицина, 1987. – С. 77-97.
5. Коломиец О. И. Заболеваемость и вегетативный статус студентов-первокурсников как показатели стратегии адаптации к обучению в высших учебных заведениях / О. И. Коломиец, Н. П. Петрушкина, О. А. Макунина // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. - 2015. - № 1. - С. 97-103.
6. Першина Т. А. Особенности гемодинамики у студенток с наследственной отягощенностью по артериальной гипертензии в условиях экзаменационного стресса / Т. А. Першина, А. П. Спицин // Гигиена и санитария. - 2013. - №3. - С. 80-85.
7. Рослякова Е. М. Показатели функционального состояния сердечно-сосудистой системы студентов в условиях адаптации к обучению в вузе в зависимости от вегетативного статуса / Е. М. Рослякова, А. С. Алипбекова, А.С. Игибаева // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2017. -№5-2. - С. 252-256.
8. Ситдиков Ф. Г. Влияние учебной нагрузки и условий производства на функциональное состояние симпатоадреналовой системы и показатели регуляции сердечного ритма у девушек 17–18-летнего возраста /Ф.Г. Ситдиков, М. В. Шайхелсламова, И. Р. Валеев // Физиология человека. - 2001. Т. 27. № 5. - С. 60–67.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Andrjushhenko L. B. Diagnostika funkcional'nogo sostojanija naselenija raznyh vozrastnyh grupp na osnove metodiki «ESTEK SYSTEM COMPLEX» [Diagnostics of the functional state of the population of different age groups based on the methodology "ESTEK SYSTEM COMPLEX"] / L. B. Andrjushhenko, I. M. Bodrov, I. A. Zajcev s soavt. // Teorija i praktika fizicheskoj kul'tury. - 2018. - №9. - P. 16-18. [in Russian]
2. Anohin P. K. Ocherki po fiziologii funkcional'nyh system [Essays on the physiology of functional systems] / P. K. Anohin. – M.: Medicina, 1975. – 402 p. [in Russian]
3. Bocharin I. V. Rezul'taty skriningovogo obsledovanija sostojanija serdechno-sosudistoj sistemy studencheskoj molodezhi g. Nizhnego Novgoroda [Results of a screening examination of the state of the cardiovascular system of student youth in Nizhny Novgorod] / I. V. Bocharin, A. K. Martusevich, M. S. Gur'janov s soavt. // International Journal of Medicine and Psychology. - 2020. - Vol. 3, № 1. - P. 118-121. [in Russian]
4. Medeljanovskij A. N. Funkcional'nye sistemy, obespechivajushhie gomeostaz [Functional systems that provide homeostasis] / A. N. Medeljanovskij // Funkcional'nye sistemy organizma. – M.: Medicina, 1987. – P. 77-97. [in Russian]
5. Kolomiec O. I. Zabolevaemost' i vegetativnyj status studentov-pervokursnikov kak pokazateli strategii adaptacii k obucheniju v vysshih uchebnyh zavedenijah [Morbidity and vegetative status of first-year students as indicators of the strategy of adaptation to learning in higher education institutions] / O. I. Kolomiec, N. P. Petrushkina, O. A. Makunina // Uchenye zapiski universiteta im. P.F. Lesgafta. - 2015. - № 1. - P. 97-103. [in Russian]
6. Pershina T. A. Osobennosti gemodinamiki u studentok s nasledstvennoj otjagoshhennost'ju po arterial'noj gipertenzii v uslovijah jekzamenacionnogo stressa [Features of hemodynamics in students with hereditary burden of arterial hypertension in the conditions of exam stress] / T. A. Pershina, A. P. Spicin // Gigiena i sanitarija. - 2013. - №3. - P. 80-85. [in Russian]
7. Rosljakova E. M. Pokazateli funkcional'nogo sostojanija serdechno-sosudistoj sistemy studentov v uslovijah adaptacii k obucheniju v vuze v zavisimosti ot vegetativnogo statusa [Indicators of the functional state of the cardiovascular system of students in the conditions of adaptation to higher education depending on the vegetative status] / E. M. Rosljakova, A. S. Alipbekova, A. S. Igibaeva // Mezhdunarodnyj zhurnal prikladnyh i fundamental'nyh issledovanij. - 2017. -№5-2. - P. 252-256. [in Russian]
8. Sitdikov F. G. Vlijanie uchebnoj nagruzki i uslovij proizvodstva na funkcional'noe sostojanie simpatoadrenalovoj sistemy i pokazateli reguljacii serdechnogo ritma u devushek 17–18-letnego vozrasta / F. G. Sitdikov, M. V. Shajhelslamova, I. R. Valeev [Influence of training load and production conditions on the functional state of the sympathoadrenal system and heart rate regulation indicators in girls of 17-18 years of age] // Fiziologija cheloveka. - 2001. Vol. № 5. - P. 60–67. [in Russian]