Особенности динамики показателей электрического импеданса при дозированных физических нагрузках у спортсменов различной
ОЦЕНКА ИНТЕГРАЛЬНОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СПОРТСМЕНОВ ПО УРОВНЮ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЯРИЗАЦИИ
______________________________________________________
Проведен сравнительный анализ функционального состояния студентов-спортсменов по критерию САН (самочувствие, активность, настроение) и электропроводящих и поляризационных свойств кожи рук (Кп). Показано, что спортсмены, имеющие более высокий Кп добиваются лучших результатов. Делается вывод о возможности использования показателя дисперсии поляризации Кп в качестве дополнительного тест-критерия степени напряженности функциональных систем организма. Показано, что по уровню Кп возможно прогнозировать результативность спортсмена в предстоящих соревнованиях.
Ключевые слова: Коэффициент поляризации, интегральное функциональное состояние, спортсмены
Адрес для переписки
В последние годы в физиологии и экспериментальной психологии ведутся поиски новых методических подходов, с помощью которых можно получить информацию о так называемом «интегральном функциональном состоянии» организма. Была выявлена положительная корреляция показателей основного обмена с интенсивностью работы студентов во время учебного процесса и экзаменационной сессии, показано, что чем выше оценка на экзамене, тем значительнее оказывается величина основного обмена у испытуемого и ниже рН слюны.
|
|
|
Показана связь между вегетативно-соматическими феноменами и психологическими особенностями человека, которые в принципе являются интегральными тестами состояния организма.
Есть указания и на изменение показателей электродермальной активности во время и после сдачи экзаменов [1,с. 117]. Согласно данным литературы [2, с.22, 3, с.33,] и динамическая работа мышц приводит к изменению величины полного электрического сопротивления (импеданса) кожи и подлежащих тканей внешнему электрическому току.
Известно, что на сравнительно низких частотах оно связано, в основном, с состоянием мышечного кровотока и объемом межклеточной жидкости. На высоких частотах, порядка 1 мГц и выше – с количеством внутриклеточной воды, числом свободных ионов в клетке и со структурными перестройками на мембранах и внутри самой клетки. Частотная дисперсия электропроводности тканей зависит от их структуры, и определяется во многом активностью жизнедеятельности, от уровня энергообмена, концентрации поляризованного вещества, от всего комплекса показателей, характеризующих общее функциональное состояние человека.
Учитывая эти обстоятельства, целесообразно предположить, что показатели электрического импеданса, зарегистрированные с поверхности тела, могут быть эффективно использованы для экспресс-оценки интегрального функционального состояния организма. [3, с. 54, 4, с.37, 5, с. 207, 6, с., 155].
|
|
|
По-нашему мнению, представляет определенный интерес сопоставить динамику электрофизических и физиологических показателей испытуемых в процессе учебного процесса при выполнения ими дозированных физических и умственных нагрузок.
Наиболее перспективным, может быть использование на первых порах самооценки общего состояния испытуемого по трем признакам: самочувствие, активность, настроение (критерий САН)
Целью настоящего исследования является сравнительный анализ показателей электродермальной активности и данных субъективной оценки функционального состояния студентов-спортсменов.
Методика исследования
Проведено комплексное обследование 85 испытуемых студентов-спортсменов (мужчины, 18 – 25 лет), имеющих достаточно высокие спортивные достижения. Исследования проведены в осенний, зимний и весенний сезоны.
Все испытуемые находились в одинаковых условиях учебного процесса, распорядка дня, питания, отдыха и сна. При оценке состояния здоровья испытуемых использовали комплекс стандартных психологических и физиологических методов.
|
|
|
Кроме того, всем испытуемым было предложено оценивать свое состояние методом дифференциальной самооценки (критерий САН) по четырехбалльной системе [5, стр. 207, 7, стр. 103].
Измеряли электрический импеданс участков тела на двух фиксированных частотах – 1мГц и 10 кГц, с помощью стандартного электроимпедансометра «Тонус-2» [6, стр. 155]. Затем рассчитывали коэффициент поляризации Кп, равный соотношению электрических импедансов кожи на низкой и высокой частотах.
Место локализации активного электрода помещали в центре папиллярного рисунка указательного пальца правой или левой руки, индифферентный электрод располагали на соответствующей ладони.
Статистическую обработку проводили на ЭВМ с использованием t-критерия Стьюдента. Различия считались достоверными при уровне значимости р < 0,05.
Результаты экспериментов
В результате обследования студентов в течение полного учебного года (с сентября по июнь, включительно) было выявлено удовлетворительное соответствие их самочувствия по результатам самооценки с показателем поляризуемости тканей – Кп. (см. рис).
Как правило, «отличному» самочувствию соответствовало значение Кп, равное 4 баллам, «хорошему» – 3, «удовлетворительному» –2.
|
|
|
Рис. Шкала функционального состояния испытуемых, рассчитанная по коэффициенту дисперсии поляризации электропроводности кожи для левой (лев) и правой (пр) рук испытуемых (ось ординат) относительно критерия САН (ось абсцисс). 1 – зима, 2 – весна, 3– осень.
Плохое и очень плохое самочувствие (1 балл) в нашем случае зафиксировано не было.Коэффициенты корреляции между показателями для правой и левой рук испытуемых незначительно различались между собой и составили + 0,37 и + 0,4, соответственно.
Мы полагаем, что различия в степени асимметрии и значениях коэффициента поляризации Кп при билатеральной регистрации электропроводности следует связывать с особенностями латерального профиля головного мозга, то есть, асимметрия электропроводности и сенсомоторная асимметрия могут являться следствием одного и того же явления – функциональной асимметрии головного мозга. Тем более, что средний процент левшей и правшей в группе обследуемых, выявленный традиционными способами [8, стр 42, 9, стр. 193] совпадал с асимметрией электропроводящих свойств кожи рук испытуемых.
В нормальных условиях показатель асимметрии Кп подчинялся общим биологическим закономерностям, то есть, изменялся циклично, различались циркадный и сезонный ритмы, однако характер асимметрии для всех испытуемых оставался неизменным.
Это хорошо согласуется с данными по оценке электродермальной активности кожи рук испытуемых, когда сбой биоритмов и устойчивое отклонение от нормы показателей асимметрии и даже их инверсия были зарегистрированы только при некоторых патологиях [3, стр. 54, 10, стр. 62].
Наличие положительной корреляционной связи между Кп и характеристикой самочувствия по результатам самооценки позволяет предположить наличие и функциональной связи между ними.
Существование такой связи в работах [5. стр. 207, 6, стр. 155, 7, стр. 103] объясняется тем, что дисперсия поляризации электропроводности и самочувствие, по-видимимому, обусловлены единой для всего организма генерализованной функцией энергообмена. В таком случае, ответ организма на любое внешнее воздействие (например, смена сезонов, нагрузки) проявляется и на уровне клеточных градиентов (электрических, концентрационных и др.). Это ведет к изменению электропроводности мембран клеток и внутриклеточных образований и ионного состава цитоплазмы. Мы считаем, что такая трактовка вполне возможна.
При анализе экспериментальных данных мы обратили внимание, что испытуемые с более высокими значениями Кп, как правило, получали более высокие спортивные результаты при прочих равных условиях соревнований или тренировок.
В связи с этим, можно предположить, что малые по уровню значения Кп, свидетельствуя о невысоких энергетических возможностях спортсмена и риске перенапряжения систем организма во время соревнований, не позволяют им добиться значительного успеха. То есть, в определенной степени показатель Кп может иметь прогностическое значение.
Из анализа гистограммы, представленной на рисунке, следует, что имеет место незначительное различие по уровню поляризационных характеристик левой и правой рук для всех испытуемых.
Достоверность (р) альтернативной шкалы оценки функционального состояния, рассчитанной по средним значениям Кп левой и правой рук соответственно равна 0,01 и 0,001. Однако альтернативная шкала Кп левой руки у правшей во всех сезонах статистически менее достоверна (р≤ 0,05), в то время как для правой руки достоверность выше и составляет величину р≤ 0,001.
Очень четко проявляется различие по показателю Кп между оценками «отлично» и «удовлетворительно».
Различие по показателю Кп между оценками «отлично» и «хорошо», а также между оценками «удовлетворительно» и «хорошо» было не таким четким.
Состояние стресса, испытываемое спортсменом, например, перед ответственными соревнованиями сопровождалось нестабильностью коэффициента асимметрии импеданса, а иногда даже его инверсией. Наибольшая устойчивость показателей наблюдалась у лиц, адаптированных к тому или иному виду спорта.
Стабилизация импеданса и Кп после стрессовой нагрузки наступала быстрее у лиц с показателями латеральной организации головного мозга близкими к оптимальной для того или иного вида спорта. Эти результаты полностью согласуются с материалами, представленными в работах [1, стр. 117, 8, стр. 42, 11, стр. 22] по оценке электрофизиологических показателей в процессе сдачи экзаменов и связи результативности спортсменов в том или ином виде спорта с их индивидуальными психофизиологическими особенностями.
Мы полагаем, что пребывание спортсмена в состоянии длительного стресса, вызванного спортивной нагрузкой, к которой организм физиологически и психологически не приспособлен, может привести к напряжению и даже перенапряжению его функциональных систем.
По-видимому, при адаптации организма спортсмена к новым, непривычным для него условиям спортивной деятельности происходят морфофункциональные изменения в тканях, во многом определяемые состоянием латеральной организации (асимметрии) головного мозга. Однако это предположение требует дополнительной проверки.
Таким образом, по состоянию поляризуемости тканей (Кп) возможно относительно точно оценивать «интегральное функциональное состояние» испытуемого и в принципе проводить качественную оценку уровня активного метаболизма, энергетического статуса организма спортсмена и, соответственно, прогнозировать его потенциально возможную результативность в предстоящих соревнованиях. Показатели электропроводности и поляризуемости тканей, по-нашему мнению, целесообразно использовать в спорте в качестве дополнительного тест-критерия степени напряженности функциональных систем организма.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кручинина Л.А., Кучерова Н.В. Показатели болевой чувствительности, электропроводности БАТ и нейтральной точки у студентов во время экзаменационной сессии // 3-й съезд физиологов Сибири и Дальнего Востока. Тезисы докл. – Новосибирск, 1997. – С. 117 – 118
2. Пальчиков В.Е. Двухчастотная импедансметрия участков тела человека в покое и при функциональных воздействиях Автореф. дисс. ... канд. биол. наук.. – Новосибирск, 1987. – 24 с.
3 Торнуев Ю.В. Патофизиологическое исследование электродермальной активности при хронических общепатологических состояниях. Дисс. ... докт. биол. наук, 1996. – 54 с.
4. Илюхина В.А., Ломарев М.П., Кожушко М.Ю., Бажин Е.Ф. Пороговые критерии асимметрии омега-потенциала в оценке нарушений психических функций // Физиология человека, 1994. – т. 20.– № 1. – С. 37 – 43.
5. Осенний А.С., Путилов А.А. Коэффициент асимметрии электропроводности тела человека – показатель функционального состояния организма в период адаптации //Оценка и прогнозирование функционального состояния в физиологии. Тезисы докладов Всесоюз. Конф. – Фрунзе, 1980. – С. 207 – 209.
6. Торнуев Ю.В., Хачатрян А.П., Хачатрян Р.Г и др. Электрический импеданс биотканей. М., 1990. – 155 с.
7. Торнуев Ю.В., Махнев В.П., Осенний А.С., Хачатрян А.П. Механизмы формирования и диагностическое применение электрических параметров поверхности тела человека // Бюлл. СО РАМН, 1992. – № 1. – С. 103 – 106.
8. Колышкин В.В. Особенности психофизиологических механизмов адаптации в зависимости от латерального фенотипа человека. Автореф…. Дисс. докт. биол наук. – Томск, 1997. – 42 с.
9. Леутин В.П., Николаева Е.И. Психофизиологические механизмы адаптации и функциональная асимметрия мозга. – Новосибирск: Наука, 1988. – 193 с.
10. Крауклис А.А., Круминя И. Асимметрия электродермальной активности ладоней при релаксации, вызванной латерализованной электростимуляцией головы //Физиология человека, 1994.– т. 20.– № 4.– С. 62 – 68.
11. Кучко Т.И. Роль индивидуальных психофизиологических особенностей в адаптации к игровым видам спорта. Афтореф дисс… канд. биол. Наук, Новокузнецк, 2004. – 22 с.
Особенности динамики показателей электрического импеданса при дозированных физических нагрузках у спортсменов различной
специализации.
Функциональные изменения в организме человека под влиянием физических нагрузок, в том числе в процессе спортивных тренировок и соревнований связаны с активацией обменных процессов, изменением состояния сердечнососудистой, дыхательной и других систем. Следует ожидать, что эти процессы оказывают влияние и на изменение электропроводящих свойств биологических тканей.
Согласно данным литературы [Пальчиков В.Е., 1987, Торнуев Ю.В. и др., 1996] динамическая работа мышц приводит к изменению величины полного электрического сопротивления (импеданса) кожи и подлежащих тканей внешнему электрическому току.
Методика
Проведено комплексное обследование студентов-спортсменов (мужчины, 18 – 27 лет), разделенных на две группы, согласно выбранному виду спорта – лыжники (35 чел) и баскетболисты (40 чел) и 35 студентов, занимающихся в группах общей физической подготовки, составивших группу сравнения. Все испытуемые находились в одинаковых условиях учебного процесса, распорядка дня, питания, отдыха и сна. При оценке состояния здоровья испытуемых использовали комплекс психологических и физиологических методов.
Состояние сердечно-сосудистой системы оценивали на основании измерения частоты сердечных сокращений (ЧСС), артериального давления (АД). Энергетические показатели определяли по потреблению кислорода и расчета соответствующих показателей – кислородная стоимость работы, кислородный долг, коэффициент полезного действия [ Кривощеков С.Г., Охотников С.А., 2000, Astrand R. et al., 1977, Пальчиков В.Е., 1988].
Параллельно измеряли электрический импеданс участков тела на двух фиксированных частотах – 1мГц и 10 кГц и рассчитывали коэффициент поляризации Кп [Алейников А.Ф. и др., 1985].
Место локализации активного электрода согласно [Алейников А.Ф. и др., 1993] помещали в центре папиллярного рисунка указательного пальца правой или левой руки, индифферентный электрод располагали на соответствующей ладони.
Физическую работоспособность испытуемых определяли методом ступенчатых нагрузок на велоэргометре, согласно [Пальчиков В.Е., 1987].
Статистическую обработку проводили с использованием t-критерия Стьюдента. Различия считались достоверными при р < 0,05.
Результаты экспериментов
Изменение электрического импеданса при дозированных физических нагрузках, предъявляемых спортсменам и нетренированным лицам, носили однотипный и однонаправленный характер и были статистически достоверны [ ].
Таблица 1. Исходные физиологические и электрические показатели состояния студентов-спортсменов
| Показатель | Спортсмены-лыжники | Спортсмены-баскетболисты | Контроль |
| ЧСС, уд/ мин | 69 ± 0,8 | 70 ± 3,8 | 74 ± 3,6 |
| АДс Мм рт.ст. | 118 ± 0,8 | 118 ± 1,8 | 118 ± 1,2 |
| ПО2 покоя, мл/кг | 4,16. ±.0,08 | 4,80 ± 0,61 | 5,22 ± 0,16 |
| О2 ст, мл/кгм | 1,55 ± 0,12 | 1,82 ± 0,09 | 2,07 ±0,06 |
| Кд, % | 18,2 ± 1,2 | 28,7 ± 2,15 | 18,1 ± 1,8 |
| Кд/А, 10 -5, мл/ кг/ кгм | 232 ± 16 | 381 ± 45 | 330 ± 21 |
| КПД % | 24,7 ± 1,6 | 18,52 ± 0,9 | 17,2 ± 0,5 |
| Rвч, Ом | 78 ± 1,3 | 150 ± 19,3 | 145 ± 15,1 |
| Rнч, Ом | 518 ± 22,1 | 685 ± 47,2 | 661 ± 23,2 |
| Кп | 6,76 ± 0,22 | 4,86 ± | 4,97 ± |
Существенно то, что исходные показатели состояния спортсменов и испытуемых контрольной группы находились не только в пределах физиологической нормы, но были близки между собой. По-нашему мнению, это свидетельствовало об отсутствии существенных межгрупповых различий в организации физиологических процессов у всех испытуемых в состоянии покоя.
При этом была выявлена четкая тенденция к повышению ЧСС от 68 до 75 уд/мин и потребления кислорода (от 4,12 до 5,32 мл/кг в ряду – лыжники – баскетболисты – нетренированные). Это свидетельствовало о постепенном снижении эффетивности работы сердечной мышцы у испытуемых и увеличении энергетической стоимости работы (таблица) в зависимости от специализации.…… Показатели импеданса у лыжников были достоверно ниже, а Кп выше, чем у прочих.
В начале работы на велоэргометре происходило небольшое увеличение импеданса на обеих частотах и уменьшение Кп, что нахоФрагмент (4)дится в хорошем соответствии с работой [Пальчиков В.Е., 1987]. Это свидетельствует о снижении функциональной активности систем организма, сопровождающейся увеличением кислородной стоимости работы, то есть об ухудшении общего тонуса организма. Реакция сердечнососудистой системы под действием физической нагрузки происходила с некоторой задержкой, вследствие чего возникало ограничение доставки кислорода к тканям (таблица 2 - Энергетические показатели ...).
По мере увеличения длительности нагрузки (до 10 мин) импеданс на обеих частотах снижался. Согласно полученным данным, реакция организма на нагрузку изменялась в цепи – лыжники – баскетболисты – нетренированные (таблица 3). Эффективность восстановительных процессов, судя по скорости их изменения была выше у лыжников (таблица 3).
У нетренированных лиц изменения показателей импеданса происходили уже во время нагрузки, у баскетболистов достигали максимума к концу работы на велоэргометре. У спортсменов-лыжников высокие функциональные резервы и готовность к подобной физической работе позволяли отсрочить и сократить объем структурно-функциональных перестроек в организме (малые изменения импеданса). При этом интенсификация работы сердечной мышцы не приводила к ее перенапряжению. Реакция со стороны сердечнососудистой системы у нетренированных и баскетболистов свидетельствовали о форсированном режиме работы и некотором напряжении в работе сердечной мышцы.
Относительно высокие изменения импеданса у спортсменов-баскетболистов по сравнению с лыжниками, по-нашему мнению, также могут свидетельствовать о весьма существенных структурно функциональных перестройках в тканях организма и недостаточности его резервов.
Приведенные результаты позволяют утверждать, что показатели электрического импеданса и его изменения, являясь интегральной характеристикой всего комплекса перестроек в тканях, достаточно полно отражают различия физиологической реакции на дозированную нагрузку у лиц с разной степенью и характером тренированности.
Поведение электрических и физиологических показателей при физических нагрузках подтверждает известный факт увеличения интенсивности восстановительных процессов с повышением уровня тренированности организма. При этом повышение эффективности работы и восстановительного периода оказывается выше у спортсменов, занимающихся видами спорта, связанными с тренировкой выносливости, чем в игровых видах спорта.
Наблюдения за спортсменами в течение рабочей недели вынужденно подвергавшихся нагрузкам на велоэргометре показали, что изменения со стороны сердечно-сосудистой системы в первые дни не были значительны. Однако в последующие дни у лыжников функциональные возможности сохранялись на высоком уровне, а у баскетболистов наблюдалось их снижение.
При этом необходимо учитывать и то обстоятельство, что предъявляемая нагрузка (работа на велоэргометре) носила циклический характер, была привычна для лыжников и чужда баскетболистам.
Мы полагаем, что выбор спортсменом какого-либо вида спорта и его результативность в соревнованиях и при тренировках во многом объясняется его индивидуально-типологическими особенностями [Колышкин В.В., 1997, Кучко Т.И., 2004].
Сравнительный анализ электропроводящих свойств тканей организма спортсменов и энергетических показателей его функционирования дают нам основание считать, что систематические занятия видом спорта, не соответствующим индивидуальным качествам личности входит в противоречие с ее энергетическими возможностями, приводит к накоплению напряжения в работе функциональных систем, пребыванию спортсмена в состоянии хронического стресса. В этих условиях, по-нашему мнению, в крайних случаях возможен переход состояния напряжения в перенапряжение и как следствие, развитие патологических состояний.
Мы считаем, что при занятиях спортом имеет место естественный отбор лиц с определенным типом индивидуально-психологических качеств, в частности функциональной асимметрией головного мозга, которые более комфортно чувствуют себя в тех или иных группах. Это обстоятельство, по-видимому, способствует более гармоничному развитию личности без ущерба для состояния здоровья. Надо полагать, что существует непосредственная связь между особенностями межполушарной организации моторных и сенсорных функций и теми требованиями, которые предъявляются отдельными видами спортивной деятельности. [Кучко Т.И., 2004].
Так, для спортсменов, выполняющих стереотипные циклические движения (в нашем случае это относится к лыжникам) стремятся показать лучший результат в технике выполнения движений, мышечной силе быстроте движений. Каждый цикл движения непосредственно связан с предыдущим и последующим. Для таких спортсменов по данным нашей оценки был характерен высокий процент чистых правшей, леворукие практически отсутствовали. То есть, правостороннее доминирование, по-видимому, благоприятно для успешности в этом виде спорта. Работа на велоэргометре им значительно ближе, чем испытуемым других групп.
Для волейболистов, напротив, характер движений спортсменов не определен заранее и изменяется ситуационно. Здесь необходимо одинаковое освоение приемов как на правую, так и на левую стороны.
Выполнение циклических движений при работе на велоэргометре для этих спортсменам чуждо. По типу латеральной организации такие спортсмены, по-видимому, ближе к нетренированным в специальных видах спорта испытуемым. Правостороннее доминирование для них не столь важно, как при выполнении циклических движений. Так что, число чистых правшей в группе баскетболистов, оказалось меньше, однако возросло число левшей и амбидекстров.
Однако в связи с малым объемом выборки подобное объяснение используется нами только как рабочая гипотеза.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 85; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!