Введение
Сердечно-сосудистая система, опосредованно регулируемая вегетативной нервной системой, модулируется под воздействием множества разных факторов внутреннего и внешнего влияния, к которым относят: дыхание, изменение положения тела, физическую и психоэмоциональную нагрузку и пр. [1]. В своей многолетней профессиональной деятельности спортсмены испытывают интенсивные нагрузки разного характера [2], что, безусловно, отражается на морфофункциональном состоянии сердечно-сосудистой системы [3—7], приводя к постепенному снижению ее адаптационных резервов. Наиболее актуальные проблемы спортивной медицины и реабилитации сосредоточены на поиске средств и методов, направленных на восстановление резервных возможностей организма, которые не противоречат современным требованиям антидопинговых комитетов и ориентированы на сохранение и повышение работоспособности, здоровья и спортивного долголетия спортсменов. Технология нейробиоуправления, основанная на принципах биологической обратной связи, позволяет на основе неинвазивных и альтернативных фармакологических способов повысить успешность тренировочно-соревновательной деятельности [8], улучшить психофизиологическое состояние спортсменов [9], способствуя повышению спортивного мастерства. В исследованиях доказаны терапевтические эффекты при применении биоуправления в клинической медицине у лиц с заболеваниями сердечно-сосудистой системы [10—13]. Однако влияние на сердечно-сосудистую систему спортсменов нейробиоуправления по бета-ритму разной продолжительности является практически неизученным, что ограничивает представления о восстановительных и реабилитационно-коррекционных возможностях применения этой технологии в спортивной медицине.
Цель исследования — изучить особенности изменения функционального состояния сердечно-сосудистой системы под влиянием однократной процедуры нейробиоуправления по бета-ритму в зависимости от характера спортивной деятельности.
Материал и методы
Многолетнее исследование было проведено на базах НИИ деятельности в экстремальных условиях СибГУФК (Омск), ОмГУ им. Ф.М. Достоевского (Омск), СибАДИ (Омск), РГУФКСМиТ (Москва), ФГБУ СКФНКЦ ФМБА России (Ессентуки). Всего исследование прошли 1020 юношей-спортсменов циклических, ациклических и игровых видов спорта в возрасте от 18 лет до 21 года, информированных о цели исследования и давших добровольное согласие на участие. Критериями невключения в исследование являлись: женский пол, возраст моложе 18 лет и старше 21 года; отсутствие систематических тренировочных занятий. Критериями исключения служили: неблагоприятная оценка состояния здоровья в ходе комплексного функционального исследования; отказ от участия в исследовании. Обследования выполняли в первой половине дня, утреннюю тренировку в этот день исследования не проводили. Исследование получило одобрение локального этического комитета ФГБУ СКФНКЦ ФМБА России (протокол №1 от 10.02.22).
Спортсмены в зависимости от характера двигательной деятельности были распределены на группы: 1-я группа — спортсмены, специализирующиеся в циклических видах спорта (38%); 2-я группа — спортсмены, специализирующиеся в скоростно-силовых видах спорта (25%); 3-я группа — спортсмены, специализирующиеся в единоборствах (3%); 4-я группа — спортсмены, специализирующиеся в игровых видах спорта (17%); 5-я группа — спортсмены, специализирующиеся в сложно-координационных видах спорта (17%).
Процедура нейробиоуправления по бета-ритму головного мозга длилась 26 мин и включала 2 сессии: 1-я — графическая (10 мин), где бета-ритм на экране монитора компьютера представлен в виде изолинии; 2-я — игровая (16 мин) — по выбору исследуемых (опция «Цветы» или «Автомастер»). В ходе процедуры участникам исследования индивидуально подбирали стратегию подъема и удержания бета-ритма головного мозга на протяжении каждой из сессий в условиях произвольного мышечного расслабления. В качестве порогового значения устанавливали уровень не менее 30% флюктуаций бета-ритма. Успешность результата подкрепляли с помощью обратной связи аудиально (звук) и визуально (в графической сессии — линия; в игровой сессии — процесс распускания цветов или сбор из «пазлов» понравившейся марки машины). Процедуру осуществляли в условиях активного бодрствования, при открытых глазах, регистрацию биоэлектрической активности головного мозга и тренинг по бета-ритму выполняли в отведении Fz-Cz по Международной системе «10-20» с расположением индифферентного электрода на мочке уха спортсмена (ПАК «БОСЛАБ», Институт молекулярной биологии и биофизики СО РАМН, Новосибирск, Россия). Мышечный тонус регистрировали с помощью миографических датчиков, расположенных в лобной области между надбровьями и волосистой частью головы. Периферический тепловой гомеостаз регистрировали тепловым датчиком с VI пальца ведущей руки.
Изучали изменение функционального состояния сердечно-сосудистой системы по динамике показателей центральной и периферической гемодинамики до и после нейробиоуправления по бета-ритму. Запись показателей производили на протяжении не менее 5 мин (ПАК «Поли-Спектр», «Нейрософт», Иваново, Россия). Оценивали динамику частоты сердечных сокращений (ЧСС); артериального давления (АД): систолического АД (САД), диастолического АД (ДАД), среднего АД (АДср), пульсового давления (ПД); сосудистых характеристик по значениям общего (ОПСС) и удельного периферического сопротивления сосудов и (УПСС); показателей сердечной деятельности: ударного (УО) и минутного объема кровообращения (МОК); сердечный индекс (СИ). Варианты кровообращения определяли по величине СИ [14]: гиперкинетический тип кровообращения (ГрТК) >3,5 л/мин/м2; эукинетический тип кровообращения (ЭТК) — 2,75—3,5 л/мин/м2; гипокинетический тип кровообращения (ГТК) — <2,75 л/мин/м2. По индексу сердечно-сосудистого реагирования (ИССР) определяли сердечный, сосудистый и смешенный тип кровообращения. Характер адаптационных изменений в функционировании сердечно-сосудистой системы и адаптационный потенциал организма спортсменов в ходе бета-стимулирующего тренинга устанавливали по индексу функциональных изменений (ИФИ).
Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакета Statistica 13. Вычисляли среднеарифметические значения и стандартное отклонение полученных показателей, определение нормальности распределения осуществляли по Колмогорову—Смирнову, для оценки достоверности межгрупповых различий применяли t-критерий Стъюдента при уровне значимости показателей p≤0,05.
Результаты
Динамика функционального состояния сердечно-сосудистой системы при однократном влиянии процедуры нейробиоуправления по бета-ритму головного мозга рассмотрена в зависимости от характера мышечной деятельности спортсменов (табл. 1, 2).
Таблица 1. Динамика частоты сердечных сокращений и артериального давления на фоне однократного воздействия нейробиоуправления по бета-ритму головного мозга
| Группа | Параметр | ЧСС | САД | ДАД | АДср | ПД | |
| 1-я группа | до тренинга | M | 63,8 | 121,4 | 70,0 | 87,3 | 51,4 |
| SD | 1,81 | 9,96 | 3,63 | 2,88 | 2,21 | ||
| после тренинга | M | 63,4 | 117,3 | 70,1 | 85,8 | 47,2 | |
| SD | 1,37 | 11,69 | 3,65 | 2,70 | 1,14 | ||
| p | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ||
| 2-я группа | до тренинга | M | 58,1 | 128,9 | 65,5 | 86,7 | 63,4 |
| SD | 1,81 | 9,95 | 2,49 | 1,09 | 1,52 | ||
| после тренинга | M | 55,6 | 123,5 | 65,1 | 84,5 | 58,5 | |
| SD | 1,37 | 9,18 | 2,26 | 1,22 | 1,82 | ||
| p | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ||
| 3-я группа | до тренинга | M | 73,5 | 125,0 | 70,0 | 88,3 | 55,0 |
| SD | 0,21 | 1,41 | 0,01 | 4,71 | 1,41 | ||
| после тренинга | M | 70,0 | 120,0 | 70,0 | 86,7 | 50,0 | |
| SD | 00,1 | 1,07 | 0,01 | 2,36 | 0,71 | ||
| p | ≤0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ||
| Группа 4 | до тренинга | M | 61,4 | 123,3 | 68,1 | 86,5 | 55,3 |
| SD | 1,23 | 1,64 | 1,39 | 0,92 | 1,63 | ||
| после тренинга | M | 60,1 | 122,4 | 67,8 | 86,0 | 54,6 | |
| SD | 1,94 | 0,94 | 1,74 | 0,69 | 0,92 | ||
| p | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ||
| Группа 5 | до тренинга | M | 69,3 | 117,3 | 67,1 | 83,8 | 50,3 |
| SD | 1,57 | 1,32 | 1,33 | 1,15 | 1,77 | ||
| после тренинга | M | 63,8 | 111,9 | 66,6 | 81,7 | 45,3 | |
| SD | 0,92 | 0,95 | 0,59 | 0,68 | 0,69 | ||
| p | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ||
Примечание. Здесь и в табл. 2 данные представлены в виде средних значений (M) и стандартного отклонения (SD).
Таблица 2. Динамика показателей, отражающих работу сердца, периферических сосудов и функциональных изменений сердечно-сосудистой системы, на фоне однократного воздействия нейробиоуправления по бета-ритму головного мозга
| Группа | Параметр | УО | МОК | СИ | ОПСС | УПСС | ИССР | ИФИ | |
| 1-я группа | до тренинга | M | 99,3 | 6317,0 | 3,7 | 1274,7 | 27,9 | 28,1 | 2,0 |
| SD | 0,99 | 18,48 | 0,11 | 9,10 | 2,17 | 2,17 | 0,03 | ||
| после тренинга | M | 70,9 | 4475,2 | 2,6 | 1270,2 | 33,6 | 33,6 | 1,9 | |
| SD | 2,77 | 7,62 | 0,43 | 19,77 | 0,55 | 0,55 | 0,03 | ||
| p | ≤0,05 | ≤0,05 | ≤0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ||
| 2-я группа | до тренинга | M | 113,8 | 6580,9 | 3,6 | 1067,8 | 25,0 | 25,1 | 2,1 |
| SD | 5,15 | 16,78 | 0,07 | 16,7 | 0,55 | 0,54 | 0,03 | ||
| после тренинга | M | 79,4 | 4401,6 | 2,4 | 1208,4 | 36,7 | 36,7 | 2,0 | |
| SD | 1,87 | 7,38 | 0,05 | 17,9 | 1,96 | 0,97 | 0,02 | ||
| p | ≤0,05 | ≤0,05 | ≤0,05 | ≥0,05 | ≤0,05 | ≤0,05 | ≥0,05 | ||
| 3-я группа | до тренинга | M | 100,1 | 7338,8 | 4,3 | 961,3 | 20,9 | 22,1 | 2,2 |
| SD | 1,75 | 10,76 | 0,15 | 9,08 | 4,01 | 0,24 | 0,07 | ||
| после тренинга | M | 69,6 | 4872,0 | 2,9 | 1145,3 | 30,8 | 30,8 | 2,1 | |
| SD | 0,69 | 4,85 | 0,06 | 11,4 | 1,53 | 2,56 | 0,01 | ||
| p | ≤0,05 | ≤0,05 | ≥0,05 | ≥0,05 | ≤0,05 | ≤0,05 | ≤0,05 | ||
| 4-я группа | до тренинга | M | 103,8 | 6343,6 | 3,3 | 1134,4 | 27,2 | 26,9 | 2,1 |
| SD | 1,57 | 13,06 | 0,07 | 19,85 | 1,74 | 1,72 | 0,03 | ||
| после тренинга | M | 75,5 | 4524,1 | 2,4 | 1237,8 | 37,5 | 37,5 | 2,0 | |
| SD | 0,76 | 8,34 | 0,04 | 13,72 | 0,91 | 0,91 | 0,02 | ||
| p | ≤0,05 | ≤0,05 | ≤0,05 | ≥0,05 | ≤0,05 | ≤0,05 | ≥0,05 | ||
| 5-я группа | до тренинга | M | 100,6 | 6978,3 | 4,4 | 1010,8 | 20,0 | 20,6 | 2,0 |
| SD | 1,4 | 15,24 | 0,09 | 13,25 | 1,63 | 0,58 | 0,03 | ||
| после тренинга | M | 72,8 | 4642,9 | 3,0 | 1167,4 | 28,4 | 28,4 | 1,8 | |
| SD | 0,44 | 8,13 | 0,05 | 12,21 | 1,54 | 0,54 | 0,02 | ||
| p | ≤0,05 | ≤0,05 | ≤0,05 | ≥0,05 | ≤0,05 | ≤0,05 | ≥0,05 | ||
У спортсменов циклических видов спорта (1-я группа) исходно изучаемые показатели АД, работы сердца и периферических сосудов находились в диапазоне возрастной нормы. Тип кровообращения, оцениваемый по величине СИ, составлял 3,7±0,11 л/мин/м2 и соответствовал гиперкинетическому типу, значения ИССР (28,1±2,17 у.е.) указывали на сердечный тип сердечно-сосудистой регуляции. ИФИ (2,0±0,03 у.е.) соответствовал хорошим функциональным возможностям системы кровообращении спортсменов. Однократная процедура нейробиоуправления по бета-ритму головного мозга способствовала достоверным снижениям (p≤0,05) уровней УО до 70,9±2,77 мл и МОК до 4475,2±7,62 мл/мин, СИ снизился (2,6±0,43 л/мин/м2), сменился тип кровообращения с гиперкинетического на эукинетический.
У спортсменов, специализирующихся в скоростно-силовых видах спорта (2-я группа) были зарегистрированы наиболее высокие значения САД (128,9±9,95 мм рт.ст.), которые, однако, не выходили за пределы нормальных значений. СИ (3,6±0,07 л/мин/м2) соответствовал гиперкинетическому типу кровообращения, по ИССР (25,1±0,54 у.е.) был выявлен сердечный тип сердечно-сосудистой регуляции, ИФИ (2,1±0,03 у.е.) указывал на хорошие функциональные возможности системы кровообращении спортсменов этой группы. После однократной процедуры нейробиоуправления по бета-ритму головного мозга достоверно снизились (p≤0,05) значения УО (до 79,4±1,87 мл), МОК (до 4401,6±7,38 мл/мин) и СИ (до 2,4±0,05 л/мин/м2), что отражало резкий переход крайних типов кровообращения с гиперкинетического на гипокинетический. Повысились значения УПСС (до 36,7±1,96 у.е.), ИССР (до 36,71±0,97 у.е.) что свидетельствовало об отсутствии смены типа сердечно-сосудистой регуляции (p≤0,05).
В группе спортсменов-единоборцев (3-я группа) изначально была отмечена наиболее высокая ЧСС (73,5±0,21 уд/мин) в сравнении с остальными группами спортсменов, которая тем не менее не превышала возрастную норму. По СИ (4,3±0,07 л/мин/м2) у спортсменов этой группы был выявлен гиперкинетический тип кровообращения, по ИССР (22,1±0,24 у.е.) — сердечный тип сердечно-сосудистой регуляции, по ИФИ (2,2±0,07 у.е.) — хорошие функциональные возможности системы кровообращении. Однократная процедура нейробиоуправления по бета-ритму головного мозга способствовала достоверному уменьшению ЧСС, УО и МОК. Достоверно увеличились значения УПСС; ИССР — без смены типа регуляции. Уменьшение СИ до 2,9±0,06 л/мин/м2 указывало на смену типа кровообращения на эукинетический без достоверно значимых изменений (p≤0,05).
Показатели исходного функционального состояния сердечно-сосудистой спортсменов игровых (4-я группа) и сложно-координационных (5-я группа) видов спорта соответствовали возрастным нормированным значениям.
В 4-й группе спортсменов исследованные показатели соответствовали сердечному типу сердечно-сосудистой регуляции, СИ (3,3±0,07 л/мин/м2) — эукинетическому типу кровообращения, значения ИФИ (2,1±0,03 у.е.) указывали на хорошие функциональные возможности системы кровообращении. После однократной процедуры нейробиоуправления по бета-ритму головного мозга произошли достоверные изменения (p≤0,05) следующих показателей: снижение УО (до 75,5±0,76 мл), МОК (до 4524,1±8,34 мл/мин); повышение УПСС (до 37,5±0,91 у.е.), ИССР (до 37,5±0,91 у.е.) без смены типа регуляции. Тип кровообращения сменился на гипокинетический (СИ — 2,4±0,04 л/мин/м2).
В 5-й группе спортсменов исходно сердечно-сосудистая регуляция осуществлялась по сердечному типу (ИССР — 20,6±0,58, у.е.), отмечался гиперкинетический тип кровообращения (при наиболее высоких значениях СИ среди изучаемых групп — 4,4±0,09, л/мин/м2)) и хорошие функциональные возможности системы кровообращении значения (ИФИ— 2,0±0,03, у.е.). В ответ на однократное воздействие нейробиоуправления по бета-ритму головного мозга достоверно изменились УО (до 72,8±0,44 мл), МОК (до 4642,9±8,13 мл/мин); повысились УПСС (до 28,4±1,54 у.е.), ИССР (до 28,4±0,54 у.е.) без изменения типа регуляции. СИ (3,0±0,05 л/мин/м2) свидетельствовал об изменении на эукинетический тип кровообращения.
Обсуждение
Исследование исходного уровня функционального состояния сердечно-сосудистой системы у спортсменов циклических видов спорта (1-я группа) по значениям СИ выявило гиперкинетический тип кровообращения, отражающий состояние напряжения механизмов регуляции системы кровообращения, что нетипично для спортсменов, выполняющих циклический характер двигательных действий [15]. Нейробиоуправление по бета-ритму способствовало снижению напряжения в механизмах регуляции системы кровообращения спортсменов и переходу на более экономичный (эукинетический) тип кровообращения. Следует также отметить особенность реакций периферического сосудистого сопротивления (ОПСС, УПСС) при перераспределении объема циркулирующей крови в ходе процедуры при нахождении спортсменов в исходном положении сидя в течение 26 мин. На фоне снижения УО и МОК, показатели ОПСС и УПСС увеличились, но без достоверно значимых различий, что свидетельствует о хорошем тонусе резистивных сосудов, состоянии мышечного насоса и, возможно, дыхательного насоса (как подобранная стратегия углубления дыхания по управлению бета-ритмом) и клапанного аппарата вен нижних конечностей спортсменов, обусловленных характером выполняемой двигательной деятельности.
У спортсменов, специализирующихся в скоростно-силовых видах спорта (2-я группа), исходные значения САД находились на верхней границе нормы, что может расцениваться как условно рефлекторный подъем АД у спортсменов силовых видов спорта перед впервые выполняемой работой по подъему и удержанию бета-ритма головного мозга, схожий с механизмом мобилизации сердечно-сосудистой системы перед выполнением тренировочных заданий. Для спортсменов, длительно специализирующихся в силовых видах спорта, изменения в системе кровообращения регистрируются и в покое [15]. Наряду с этим у спортсменов этой группы были выявлены гиперкинетический тип кровообращения (по СИ), наиболее высокие значения УО и повышенные значения ПД, что, по данным литературы [16], может свидетельствовать о жесткости артериальной системы. В совокупности полученные данные указывают на наличие исходного напряжения при функционировании сердечно-сосудистой системы спортсменов. Процедура нейробиоуправления по бета-ритму способствовала снижению напряжения центрального кровообращения и увеличению периферического прекапиллярного сопротивления (УПСС), при этом изменился тип кровообращения с гипер- на гипокинетический, что при резкой смене типов кровообращения за непродолжительное время расценивается как неблагоприятная реакция и подтверждает предположение о наличии повышенной жесткости артериальной системы [16] у спортсменов этой группы. Полученные результаты требуют дальнейших наблюдений и изучения особенностей адаптации системы кровообращения в процессе нейробиоуправления по бета-ритму у спортсменов скоростно-силовых видов спорта.
Исходное функционирование сердечно-сосудистой системы спортсменов-единоборцев (3-я группа) характеризовалось наиболее высокими значениями ЧСС и САД, УО, МОК и СИ (гиперкинетический тип регуляции кровообращения), отражающих состояние повышенного тонуса симпато-адреналовой системы, аналогичное предстартовому, которое истощает энергетические ресурсы спортсменов. Снижение напряжения в функционировании сердечно-сосудистой системы в ходе процедуры нейробиоуправления по бета-ритму позволило достоверно снизить ЧСС, УО, МОК, постепенно экономизировать регуляцию кровообращения (переход на эукинетический тип), при возрастающем УПСС и достоверно улучшившимися показателями адаптационных реакций (ИФИ) системы кровообращения.
У спортсменов игровых видов спорта (4-я группа) исходно отмечали несколько повышенное ПД, зависящее от САД, что является нормой для характера двигательной деятельности спортсменов [14]. В ходе процедуры нейробиоуправления по бета-ритму эукинетический тип кровообращения перешел на более экономичный (гипокинетический) на фоне возросших значений прекапиллярного сопротивления (УПСС).
Напряжение в функционировании сердечно-сосудистой системы спортсменов сложно-координационных видов спорта (5-я группа) исходно отражалось в сократительной и насосной функции сердца (УО, МОК) при гиперкинетическом типе кровообращения (СИ), достоверно снизившимися под влиянием процедуры нейробиоуправления по бета-ритму, с постепенным переходом на эукинетический тип кровообращения на фоне возросших значений УПСС, связанных с перераспределением ОЦК и исходным положением спортсменов (сидя) на протяжении процедуры.
Заключение
Влияние однократного воздействия нейробиоуправления по бета-ритму на функционирование сердечно-сосудистой системы в подготовительный период тренировочного процесса носит гетерохронный характер в зависимости от вида спортивной деятельности. Однократная процедура нейробиоуправления вызвала срочные рефлекторные реакции сердечно-сосудистой системы, задействовав, преимущественно, депрессорные механизмы, что отразилось в изменении взаимодействий отделов вегетативной нервной системы, уровня регуляции функции, экономизации типов кровообращения и функционирования организма спортсменов. Применение нейробиоуправления по бета-ритму в практике спортивной медицины требует дополнительного детального изучения особенностей и разработки индивидуальных методик в зависимости от вида спортивной деятельности, особенностей регулирования сердечной деятельности и др.
Участие авторов: концепция и дизайн — Ю.В. Корягина; сбор и обработка материала — Н.В. Лунина; статистическая обработка данных — Ю.В. Корягина; написание текста — Н.В. Лунина; редактирование — Ю.В. Корягина.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare that there is no conflict of interest.