Измерение минутного объема крови у квалифицированных спортсменов во время физической нагрузки возрастающей мощности
Майданюк Е.В., Колодяжная Л.В., Складанивская И.В.
Государственный научно-исследовательский институт физической культуры и спорта, Киев, Украина
Введение. Эффективность спортивной деятельности, особенно в циклических видах спорта, в значительной мере определяется оптимальной работой кардиореспираторной системы. Специальная работоспособность в видах спорта связанных с проявлением выносливости находится в тесной взаимосвязи с функциональным состоянием сердечно-сосудистой системы, которая является главным лимитирующим звеном в системе транспорта кислорода к работающим мышцам. Лимитирующая роль этой системы особенно отчетливо выявляется при работе с максимальной или околомаксимальной интенсивностью. Величины ударного и минутного объемов крови могут рассматриваться в качестве главных детерминант транспорта кислорода во время физической нагрузки.
Особое диагностическое значение для оценки резервных возможностей сердечно-сосудистой системы квалифицированного спортсмена имеет определение динамики ударного и минутного объемов крови во время выполнения непрерывной нагрузки повышающейся мощности. На сегодняшний день в спортивной физиологии наиболее широко используются так называемые физические методы оценки насосной функции сердца, к ним относятся: метод возвратного дыхания, доплеровская эхокардиография и импедансная кардиография. Применение каждого из перечисленных методов при физической нагрузке связанно с определенными сложностями. Так, основные трудности, возникающие при использовании метода возвратного дыхания в условиях физической нагрузки, связаны с получением корректных данных содержания СО2 в смешанной венозной и артериальной крови, что может существенно исказить истинные значения изучаемых параметров. Использование эхокардиографии во время нагрузки существенно ограничивает протокол тестирования, поскольку для получения значений ударного объема крови необходимо на некоторое время прерывать тестирование, к тому же, значительная экскурсия грудной клетки в результате повышения легочной вентиляции может оказывать негативное влияние на получение объективных данных. Использование импедансной кардиографии во время физической нагрузки сопряжено со значительными помехами, обусловленными движениями конечностей.
В настоящем исследовании нами предложен способ измерения ударного и минутного объемов крови, а также длительности основных компонентов фазовой структуры сердечного цикла у квалифицированных спортсменов во время выполнения непрерывной ступенчато повышающейся нагрузки с использованием метода импедансной кардиографии. В настоящем исследовании исследуемые гемодинамические параметры определялись по методу W. Kubicek. Регистрирующие электроды пружинного типа располагались на уровне мечевидного отростка грудины и яремной вырезки. Для нивелирования шумов, обусловленных движениями во время записи реограммы в качестве токовых электродов использовались кардиологические одноразовые электроды Blue Sensor, Ambu (M-00-S/50), которые располагались в области бифуркации общей сонной артерии и над гребнем подвздошной кости. В качестве электрокардиографических использовались также электроды Blue Sensor, Ambu (M-00-S/50), которые располагались следующим образом: V1 - в области 4го межреберья по правому краю грудины; V4 – 5го межреберья по срединно-ключиной линии; V6 – по левой подмышечной линии на уровне V4.
Тестирование проводилось с использованием велоэргометра «МONARK», Ergomedic 894 и предусматривало 5 минутную разминку, затем ступенчатопо вышающуюся нагрузку: длительность каждой ступени составляла 2 минуты, вес на каждой ступени увеличивали на 0,5 кг, количество оборотов поддерживалось на уровне 60 в минуту.
Сопоставление величин ударного объема крови, измеренных с использованием импедансной кардиографии по методу W. Kubicek (ReoCom) и эхокардиографии (Acusion Antares, Simens) у 10 мужчин и 8 женщин в возрасте от 18 до 47 лет выявило высокую корреляционную взаимосвязь (r = 0,94, р ≤ 0,05) между результатами измерений. Так средние значения ударного объема крови у мужчин составили 103,6 ± 4,8 мл и 100,5 ± 4,1 мл, измеренных методами импедансной кардиографии и эхокардиографии, соответственно; у женщин – 72,5 ± 2,9 мл и 73,8 ± 3,0 мл, соответственно. Что позволяет сделать заключение о достоверности результатов измерений параметров насосной функции сердца с помощью импедансной кардиографии по методу W. Kubicek.
В данном исследовании параметров насосной функции сердца при выполнении непрерывной ступенчато повышающейся нагрузки максимальные значения ударного объема крови зарегистрированы при повышении частоты сердечных сокращений до 130-150 уд/мин, дальнейшее повышение частоты сердечных сокращений сопровождается уменьшением ударного объема крови. Установлено увеличение ударного объема крови от 10,0 до 44,5 % по сравнению с данными в состоянии покоя.