Влияние нейробиоуправления по бета-ритму головного мозга на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы спортсменов с разным характером двигательной деятельности

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.

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.

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

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

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.

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.

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.