Комплексная оценка результатов функционального исследования
Обширная и все увеличивающаяся с развитием естественных наук и прикладной физиологии информация
о функциональном состоянии, основанная на результатах частных, фрагментарных, исследований, создает существенные затруднения для заключения о совокупной деятельности органов, физиологических систем целостного организма, ответственных за сохранение гомеостаза (в пределах допустимых колебаний) в различных условиях. Широко распространенный аналитический подход, не отражающий закономерностей интегративной биологической организации жизнедеятельности организма, неадекватен запросам функциональной диагностики, динамического врачебного контроля, управления тренировочным процессом, коррекции в случаях необходимости режима тренировки.
Структурно системная методология, реализованная в кибернетических исследованиях, успешно разрабатывается на основе учения П.К. Анохина о функциональных системах обеспечения гомеостаза. Принципиальными основами этого учения являются представления о функциональной системе как временно формирующейся совокупности тесно взаимодействующих на основе обратной связи структурных элементов организации биологических процессов жизнедеятельности, направленных на получение конкретного полезного результата. Важнейшей особенностью всякой функциональной системы является ее способность к саморегуляции, включающей молекулярные, клеточные, органные подсистемы, функционирующие по принципу взаимозависимости и подчиненности под контролем центральных механизмов управления. Благодаря динамической регуляторной деятельности различные функциональные системы способствуют постоянству внутренней среды организма — гомеостазу.
Нормальное здоровье спортсменов, особенно в состоянии спортивной формы, характеризуется широким диапазоном оптимального функционирования в различных условиях окружающей среды (природной, социально обусловленной) и при значительных физических и психоэмоциональных воздействиях. Однако надежность организма как биологической системы неабсолютна. В спорте, где столь часты острые стрессорные воздействия, грани между нормой и патологией особенно подвижны. Перенапряжение как регулирующих механизмов, так и регулируемых эффекторных органов служит причиной возникновения в этих ситуациях предатологических, а иногда и явно патологических процессов.
Системно-количественный анализ функциональных систем позволяет выявить взаимозависимость функций подсистем, регулируемых центральными и автономными механизмами управления, обеспечивающих полезный результат адаптации организма в целом и отдельных его подсистем, а при необходимости коррекции состояний направленно действовать на конкретное звено системы. В качестве примера можно привести методику, разработанную А.Н. Меделяновским в лаборатории нормальной физиологии АМН СССР. Методика основывается на качественно-количественном анализе изменений совокупности параметров, а также их производных, которые позволяют описать регуляцию кардиореспираторной системы: минутного потребления кислорода (VO2), минутного объема сердца (МОС), минутного объема дыхания (МОД), периферического сопротивления сосудов (ПСС). Их совокупность составляет структуру важной транспортной функции кардиореспираторной системы. Критериями оценки состояния этой функциональной системы являются эффективность и уравновешенность ее структурных элементов (МОС, МОД, ПСС), а также системное дыхание. Регистрация этих показателей проводится в процессе ступенчато повышающейся нагрузки до отказа.
Эффективность функционирования кардиореспираторной системы определяется на основе сопоставления отношений показателей производительности каждого из трех эффектов (МОС, МОД, ПСС) к величине полезного эффекта, т.е. потребления кислорода на единицу времени. Кроме того, используется интегральный показатель эффективности (ИПЭ) в виде индекса МОС, МОД, ПСС/УО2, который отражает степень напряжения согласованной работы трех подсистем, приходящуюся на единицу полезного эффекта функциональной системы в целом.
О функциональном состоянии кислородтранспортной функции кровообращения судят по динамике показателей эффективности функционирования кардиореспираторной системы: MOC/VO2, МОД/УО2, ПСС/УО2 и ИПЭ при нарастании мощности нагрузок. Минимальное значение ИПЭ, выявляемое по мере повышения мощности нагрузки, соответствует индивидуальному оптимальному режиму функционирования кардиореспираторной системы. Зона оптимального режима работы зависит от диапазона адаптационных способностей изучаемой системы. Расчет показателей уравновешенности, проводимый по соотношению производительности отдельных эффекторов (МОС/ПСС, МОС/ МОД), отражает долю участия каждого в достижении полезного эффекта всей системы.
Структурно-количественный анализ свидетельствует о наличии статистически достоверных различий по всем параметрам функционирования кардиореспираторной системы в зависимости от функционального состояния, возраста и подготовленности: наиболее экономно у здоровых спортсменов, наименее — у лиц, не занимающихся спортом, среднее место занимают спортсмены с изменениями сердца, а также лица пожилого возраста.
Межгрупповые данные в процессе выполнения ступенчато повышающихся нагрузок на велоэргометре наглядно выявляют характер и степень различий — в показателях эффективности по каждому
производному параметру –— MOC/VO2, МОД/УО2 ПСС/УО2, а также по ИПЭ.
Для характеристики динамики показателя эффективности работы сердца и аппарата внешнего дыхания имеет значение их внутренняя структура, т.е. соотношения обменных и частотных характеристик функций сердца (СО/ЧСС) и аппарата внешнего дыхания (ОВ/ЧД). Объемно-частотные соотношения (СО/ ЧСС, ОВ/ЧД) отражают резервные возможности каждого из эффекторов.
Таким образом, метод системно-структурного количественного анализа позволяет судить о перестройке функциональных систем организма в процессе физических нагрузок, определить слабые звенья и, что очень важно, прогнозировать оптимальные нормативы мышечной деятельности в каждом конкретном случае.
Поскольку показатели различных методов исследования не всегда однозначны, часто нелегко сделать обобщающее заключение о функциональном состоянии спортсмена. В связи с этим важно объективно сопоставлять полученные при обследовании показатели. Для этого можно использовать ряд сравнительно несложных методических подходов.
Практические занятия
Вопросы:
1. Общие закономерности адаптации к физическим нагрузкам: понятие об адаптации; стадии адаптации; срочная адаптация; долговременный тип адаптации к физическим нагрузкам.
2. Физиологические основы мышечной работы.
3. Статические нагрузки и механизм адаптации к ним: динамические нагрузки и механизм адаптации к ним.
4. Адаптация аппарата кровообращения к физическим нагрузкам различного типа: срочные адаптационные реакции на нагрузки динамического и статического характера; реакции аппарата кровообращения на нагрузки различного характера;
5. Формирование устойчивой адаптации к нагрузкам динамического и статического характера: устойчивая адаптация аппарата кровообращения к динамическим нагрузкам; брадикардия; артериальная гипотензия; гипертрофия миокарда и дилятация камер сердца; ударный объем; тип кровообращения; устойчивая адаптация аппарата кровообращения к статическим нагрузкам (нерациональная перестройка функции кровообращения);
6. Сосудистая система на стадии устойчивой адаптации к физическим нагрузкам.
7. Нейрогуморальная регуляция аппарата кровообращения к физическим нагрузкам.
8. Реакция адаптированного сердца на максимальную нагрузку.
9. Обратимость адаптации к физическим нагрузкам.
Задания:
– провести простые пробы с оценкой функционального состояния;
– провести пробу Летунова, оценить преимущество комбинированной пробы над простыми пробами одномоментными;
– провести пробу Руфье и оценить работоспособность спортсмена и студента, имеющих разную степень физической подготовленности;
– оценить работоспособность с помощью Гарвардского степ-теста;
– провести тест PWC-170, рассчитать работоспособность и определить функциональное состояние, используя типы реакций сердечно-сосудистой системы на нагрузку;
– демонстрация и интерпретация ЭКГ до и после физической нагрузки.
Литература
1. Граевская Н.Д. Влияние занятий спортом на сердце//— 3-е изд. — М. БМЭ: 1984. - Т. 23. - С. 185-186.
2. Граевская Н.Д. Влияние спорта на сердечно-сосудистую систему. — М.: Медицина, 1975. – 277 с.
3. Граевская Н.Д., Лазарева И.А., Са-нинский В.Н., Белаковский О.М. Здоро-
вье и функциональные возможности организма ветеранов спорта в отдаленном периоде спортивной тренировка/Актуальные вопросы спортивной медицины и ЛФК: Материалы XI Эстонской республиканской научно-практической конференции. — Таллин, 1977. — С. 37—38.
4. Дембо А.Г. Актуальные проблемы современной спортивной медицины. — М.: Физкультура и спорт, 1980. — 296 с.
5. Дембо А.Г., Земцовский Э.В. Спортивная кардиология. — Л.: Медицина, 1989. — 496 с.
6. Земцовский Э.В. Спортивная кардиология. — СПб: Гиппократ, 1995. — С. 14-90.
7. Пышкин С.Н. Функциональная оценка морфологических вариантов сердца у спортсменов игровых видов спорта на этапах тренировочного процесса (по данным эхокардиографии)//Автореферат дисс. канд. мед. наук. — М. — МГАФК, 2000. - 26 с.
8. Аронов Д.М. Функциональные пробы в кардиологии//Кардиология. — 1995. - № 3. - С. 74-75.
9. Белоцерковский З.Б., Карпман В.Л. Возможности эхокардиографии и перспективы ее использования в спортивной медицине//Теория и практика физической культуры. — 1991. — № 8. — С. 2-12.
10. Бутченко Л.А. Электрокардиография у спортсменов: Учебное пособие для курсантов по клинической электрокардиографии. — Л., 1972. — С. 133—163.
11. Журавлева А.И., Граевская Н.Д. Спортивная медицина и лечебная физкультура. — М.: Медицина, 1993. — С. 77-117.
12. Макарова Г.А. Спортивная медицина. — М.: Советский спорт, 2002. — С. 134-167.
13. Уилмор Дж. X., Костилл Д.Л. Физиология спорта и двигательной активности. — Киев: Олимпийская литература, 1997. — 500 с.
14. Детская спортивная медицина/Под ред. СБ. Тихвинского, СВ. Хрущо-ва. — М.: Медицина. — 1991. — 560 с.