Методологические особенности проведения функционального тестирования взрослого населения

Ключевые слова: оздоровительная физическая культура (ОФК), функциональные пробы, протокол тестирования, гемодинамические показатели, возрастные группы, вегетативная регуляция, адаптационные механизмы 

В спортивно-медицинской и кардиологической практике существует множество функциональных проб, изучающих пути адаптации сердечно-сосудистой системы (ССС) к различному виду нагрузок и оценивающих резервные возможности организма, что позволяет осуществить выбор необходимого двигательного режима. Особое значение уделяется провокационным пробам (Stress Tests), имеющим диагностическое значение в практической кардиологии  [5,8,16,17].  

При проведении функциональных проб исследуется в основном ранний период восстановления, отражающий срочный эффект воздействия нагрузки, тем более что непосредственно после ее прекращения симпатическая активация продолжается, и по “инерции” вегетативных механизмов сохраняются изменения последней ступени нагрузки. Этот период называется переходным процессом восстановления. Динамические наблюдения за срочными эффектами создают представление о постепенно формирующемся механизме долговременной адаптации к оздоровительным тренировкам  [3]. 

По мнению Д.М.Аронова [7], с какой бы целью ни применялись пробы с физической нагрузкой, физиологическое обоснование их применения в любом случае едино: физическая нагрузка является идеальным и самым естественным видом провокации, позволяющим оценить полноценность физиологических компенсаторных механизмов организма, а при наличии явной или скрытой патологии – степень функциональной неполноценности кардиореспираторной системы. Согласно определению А.Г.Дембо и Э.В.Земцовского [10], функциональные пробы должны быть стандартными и четко дозированными, ибо только в этих условиях можно сравнить данные, полученные у разных лиц или у одного и того же человека в динамике. Как предупреждают авторы, неправильным представляется использование функциональных проб до “отказа“, до “изнеможения”, поскольку существует возможность крайне неблагоприятных последствий как в период проведения нагрузки, так и в процессе восстановления.

Основными задачами тестирования в спортивной медицине является изучение адаптации организма к различным воздействиям, оценка восстановительных процессов и физической работоспособности спортсменов. С этой целью применяется ряд  функциональных проб с различным характером возмущающих воздействий: физическая нагрузка, изменение положения тела в пространстве, натуживание, изменение газового состава вдыхаемого воздуха и др. [11]. Для изучения и оценки функциональных изменений ССС спортсменов нами были применены нагрузочные тесты, соответствующие специфике вида спорта [2]. 

В спорте накоплен также определенный опыт проведения комплексного тестирования. В практике сборных команд бывшей ГДР широко применялась функциональная проба Шеллонга: это сочетание ортостатической пробы с физической нагрузкой (50 приседаний для взрослых и 20 приседаний для подростков или 2 раза подряд подъем на 25 ступенек) [12]. Для оптимального подбора основных критериев построения тренировочного процесса, соотношения объема и интенсивности нагрузок, а также для научно обоснованного отбора в спорте была предложена и апробирована двухмоментная проба: активная ортостатическая проба по общепринятой методике с регистрацией ритмограммы и гарвардский степ-тест с расчетом индекса, известного в спортивной медицине как ИГСТ [13]. По сути эти оба подхода имеют однонаправленное значение: оценка состояния вегетативной нервной системы (ВНС) с помощью изменения положения тела в пространстве и исследование общей работоспособности спортсмена.

В практической кардиологии также были предложены сочетания функциональных проб для оценки проведенных кардиореабилитационных мероприятий. Н.С.Нерсисян [14] предлагает проведение ортопробы и велоэргометрической (ВЭМ) нагрузки для больных после перенесенного инфаркта миокарда, т.е. исследуется вегетативное обеспечение сердечно-сосудистой деятельности и работоспособность больных. Однако автор не указывает, проводится ли тестирование одномоментно или между двумя пробами проходит определенный промежуток времени.

Данные о проведении комплексного тестирования у занимающихся многолетней оздоровительной тренировкой практически отсутствуют. Оценивая весь арсенал функциональных проб в практике спортивной медицины и клинической кардиологии, следует отметить, что для суждения об их эффективности в практике оздоровительной тренировки необходимо не только учитывать удобство реализации и форму оценки результатов тестирования, но и определить их соответствие тем реальным ситуациям, которые встречаются в быту, производственных процессах, на тренировке и занятиях ОФК.  

Целью настоящего исследования является обоснование методологии проведения комплексного функционального тестирования взрослого населения, в частности, женщин среднего и пожилого возраста, занимающихся ОФК на протяжении многих лет. Предложенный протокол тестирования предусматривает различные виды нагрузок и не имеет аналогов в обработанной нами литературе. 

Материал и методы

В исследовании приняли участие 100 женщин. Женщины, составившие основной контингент исследования (61 человек), регулярно посещают группу здоровья при АрмГИФК и занимаются ОФК по единой методике, разработанной и апробированной Е.С.Акопян [6]. Обследования проводились в научно-исследовательском центре физической культуры и спорта при АрмГИФК. Принимая во внимание особенности циркадных изменений вегетативного обеспечения сердечно-сосудистой деятельности, а также во избежание биоритмологических погрешностей, весь комплекс тестирования проводился в первой половине дня. 

Исследуемые были распределены на 3 возрастные группы, при этом также учитывался стаж занятий в группе здоровья: в I группу вошли женщины 65-75 лет со стажем занятий ОФК 20 лет и более, во II–женщины 55-65 лет со стажем занятий ОФК 10-15 лет, в III–женщины 35-54 лет со стажем занятий ОФК 5-7 лет. Контрольную группу составили 39 женщин, ведущих малоподвижный образ жизни.

В ходе исследования проводились измерения частоты сердечных сокращений (ЧСС) и артериального давления (АД) по методу Н.С.Короткова  в покое, на высоте нагрузки, на 5-й и 10-й минутах восстановления. Все тестирование сопровождалось регистрацией ЭКГ в 12 общепринятых отведениях. Изучалась амплитуда и полярность зубца Т в I, III, aVL, aVF стандартных отведениях и V₂, V₃, V₅, V₆  грудных отведениях. Были также рассчитаны некоторые индексы: двойное произведение (ДП), двойное диастолическое произведение (ДДП) [2] и др., а также ударный и минутный объемы сердца (УО и МОС), общее периферическое сопротивление, сердечный индекс (СИ). 

В протокол исследования вошли последовательно чередующиеся функциональные пробы (4-моментная функциональная проба), предусматривающие различные виды возмущающих воздействий на организм занимающихся ОФК и разносторонне оценивающих адаптационные резервы ССС [4].

Протокол 4-моментной функциональной пробы: 

1. Ортостатическая проба, выявляющая вегетативные сдвиги ССС вследствие изменения положения тела в пространстве (по общепринятой методике).
2. Велоэргометрическая проба, изучающая работоспособность организма и воздействие динамической нагрузки на ССС (по методике Л.И.Абросимовой и В.Е.Карасик [1]). Проба состоит из одномоментной 5-минутной стандартной нагрузки мощностью в 300 кгм/мин с определением PWC₁₅₀. 
3. Проба с изометрической нагрузкой, определяющая степень воздействия статической нагрузки на ССС (проба проводится с помощью кистевого динамометра, нагрузка равна половине предельной).
4. Гипервентиляционная проба, провоцирующая гипоксию и гипокапнию (по щадящей методике – 20 глубоких форсированных дыхательных движений за 30 сек).

Результаты и обсуждение

При создании протокола тестирования учитывалось, что продолжительность предложенного комплекса функциональных проб (60±7мин) приравнивается к продолжительности самого занятия, а типы воздействия на организм при каждой пробе соответствуют реальным бытовым и тренировочным ситуациям. Последовательность функциональных проб логически и научно обоснована. 

Известно, что любая физическая деятельность отражает состояние ВНС, в частности, приводит к симпатикотонической активности. Однако первая (ортостатическая) и последняя (гипервентиляционная) пробы наиболее широко оценивают симпатическое влияние нагрузки на гемодинамические показатели [9]. Об этом свидетельствует проведенный нами корреляционный анализ между показателями гемодинамики, сердечного выброса и некоторых расчетных индексов. Выявлена достоверная положительная связь (особенно в I и II возрастных группах) между показателями ЧСС, АДс, ДП, МОС и УО при ортостатическом воздействии и гипервентиляционной пробе (таблица). В контрольных группах значительной корреляционной связи между отмеченными показателями не обнаружено.

Уместно в данном случае отметить, что сочетание ортостатической и гипервентиляционной проб имеет важное диагностическое значение у больных нейроциркуляторной дистонией, ишемической болезнью сердца, гипертонической  болезнью и при различных типах гипертрофии левого желудочка [8, 9, 15]. 

Таблица

Коэффициенты корреляции (r) между показателями гемодинамики при ортостатическом воздействии и гипервентиляционной пробе в 3 возрастных группах

Характерно, что при ортопробе, как и при гипервентиляции,  первостепенную роль играют вертикальное положение тела, уменьшение венозного возврата и, как следствие, отклонение электрической оси зубца Т влево. Нами был проведен корреляционный анализ между амплитудами зубцов Т_V5 и Т_V6 в ортостазе и при форсированном дыхании. Выявлены высокие коэффициенты корреляции (особенно в I и II группах занимающихся) между амплитудами зубца Т_V5 при ортостатическом воздействии и Т_V5 при гипервентиляционной пробе (I группа – r =0.76, II группа – r =0.79, III группа – r =0.50), а также между амплитудами зубцов Т_V6 при вышеуказанных нагрузках (I  и II группы – r =0.75, III группа – r =0.48). В контрольной группе значительной корреляционной связи между указанными амплитудами зубцов Т не обнаружено.

Заслуживают внимания также однонаправленные изменения зубцов Т_V5,V6 при ортостатической и гипервентиляционной пробах, которые прогрессивно уменьшаются в течение всего периода реституции (рисунок).

Рисунок. Амплитуда зубцов Т_V5 и Т _V6 при ортостатической и гипервентиляционной пробах:

1 – исходные данные; 2a –ортостаз перед нагрузкой, 2b – ортостаз 5-я мин реституции, 2c – ортостаз 10-я мин реституции; 

3a – гипервентиляция перед нагрузкой, 3b – гипервентиляция 5-я мин реституции, 3c – гипервентиляция 10-я мин реституции 

Такую реакцию Т V5,V6 мы считаем нормальной в связи с особенностями сокращения свободной стенки левого желудочка. Подобная реакция отмечается также и у спортсменов при выполнении нагрузок различного характера [2].

Таким образом, мы исследовали состояние ВНС как в начале тестирования, так и в конце. Повышение тонуса симпатической нервной системы при нагрузке приводит  к увеличению количества катехоламинов, повышающих хронотропный и инотропный эффекты сердечного сокращения. При этом происходит большой приток Са2+ в клетку с его депонированием, что приводит к еще большему напряжению миокарда и учащению ЧСС [18]. Поэтому гипервентиляционную пробу, как достаточно нагрузочную, мы проводили в конце тестирования. 

Пробы с динамической (велоэргометрия) и статической (динамометрия) нагрузками дополняют общую картину вегетативного обеспечения сердечно-сосудистой деятельности. Важно учесть и тот факт, что в структуре занятий ОФК нагрузки динамического (бег, прыжки, танцевальные элементы и др.) и статического (упражнения на растяжку, силовые нагрузки и др.) характера обычно занимают основную часть тренировки, т.е. середину занятия. Таким образом, предложенный комплексный протокол тестирования идентичен не только по продолжительности занятия в группе здоровья, но и по структуре и характеру применяемых нагрузок.

В дополнение к вышеизложенному следует добавить, что изменение положения тела в пространстве (ортостаз), статическая нагрузка и гипервентиляционная проба вызывают уменьшение венозного возврата. Поэтому мы считаем нецелесообразным при функциональном тестировании взрослого населения проводить эти пробы друг за другом, во избежание длительного влияния аналогичного воздействия и возможных отрицательных последствий. 

Глубокий и всесторонний анализ гемодинамических и ЭКГ показателей выявил определенные закономерности адаптационных сдвигов ССС и ВНС при многолетней оздоровительной тренировке: 

1. В процессе долговременной адаптации к занятиям ОФК происходит экономизация деятельности ССС, которая при исследовании исходного вегетативного тонуса выражается в урежении ЧСС, понижении АД, снижении величин ДП и ДДП.  Отмечается развитие гипокинетического типа кровообращения, особенно в старшей возрастной группе (СИ = 2.12±0.18), при этом наименьшие величины СИ (1.64–1.93) были получены у самых пожилых женщин, старше 75 лет со стажем занятий в группе здоровья более 20 лет. Во II возрастной группе СИ = 2.51±0.21; в III возрастной и контрольной группах СИ значительно выше. 
2. При тестировании наблюдаются адекватные каждой пробе изменения гемодинамических показателей. В основной группе приспособительные реакции носят более рациональный характер по сравнению с контрольной. Наиболее адекватные изменения гемодинамических показателей и расчетных индексов выявлены во II возрастной группе занимающихся.
3. В ЭКГ оценке функционального тестирования необходимо основываться на изменениях амплитуды зубцов Т _V5,V6. Выявлено прогрессирующее снижение амплитуды зубца Т после ортостатического воздействия и гипервентиляционной пробы и увеличение его после ВЭМ нагрузки, что следует расценивать как нормальную реакцию на эти нагрузки. 
4. Стандартизация и четкая дозированность проведения предложенной 4-моментной пробы позволяют выделить гемодинамические типы реакций на различные виды нагрузки у практически здоровых людей и обеспечить достоверное сопоставление результатов обследования одного и того же тренирующегося в разные периоды многолетних занятий. 
5. Учитывая возрастающую роль профилактической медицины и осмысление оздоровительного эффекта научно обоснованной физической активности, данный протокол может быть рекомендован для тестирования и скрининговых исследований разных возрастных групп населения, занимающихся ОФК. 
6. Интегральная оценка функциональных и адаптационных резервов организма при проведении предложенной 4-моментной функциональной пробы дает возможность интерпретировать полученные данные, выявить новые критерии оценки функционального тестирования взрослого населения.

Литература

1. Абросимова Л.И., Карасик В.Е. Определение физической работоспособности детей и подростков. Медицинские проблемы физической культуры.  Киев, 1978, вып.6. с.38-40.
2. Агаджанян М.Г. Структурно-функциональные особенности “спортивного сердца” при долговременной и срочной адаптации к нагрузкам динамического, статического и смешанного типов.  Автореф.дис. ... докт.мед.наук, Ереван, 2002, 34с.
3. Агаджанян М.Г., Карапетян А.В., Чшмаритян М.В. О применении нагрузочных проб в спортивной кардиологии. Научные труды V конгресса кардиологов Армении. Ереван, 2005, с.192-197.
4. Агаджанян М.Г., Чшмаритян М.В. Исследования адаптационных способностей организма при оздоровительной тренировке. Материалы республиканской научно-методической конференции, посвященной 60-летию со дня основания АрмГИФК. Ереван, 2005, с.148-149.
5. Адамян К.Г., Оганесян Л.С. Нагрузочные тесты и ишемическая болезнь сердца.     /Под ред. Г.О.Бадаляна, Ереван, 1984. 
6. Акопян Е.С. Особенности построения оздоровительной тренировки в процессе многолетних занятий на этапе “поддержания кондиции”. Материалы 6-го Международного научного конгресса “Современный спорт и спорт для всех”. Варшава, 2002, с.212-214.
7. Аронов Д.М. В кн.: Болезни сердца и сосудов. М., 1992, т. 1, с. 292-311.
8. Аронов Д.М., Лупанов В.П. Функциональные пробы в кардиологии. М., 2003, с.157-159.
9. Вегетативные расстройства: Клиника, лечение, диагностика. /Под ред. А.М.Вейна,  М., 2000. 
10. Дембо А.Г., Земцовский Э.В. Спортивная кардиология: Руководство для врачей. Л., 1989.
11. Карпман В.Л. Спортивная медицина. М., 1987. 
12. Круцевич Т. ю. Научные исследования в массовой физической культуре. Киев, 1985.
13. Маргазин В.А., Носков А.С. Кардиодиагностика в спорте на выносливость.  Медицина и спорт, 2006, 2, с.19-21.
14. Нерсесян Н.С. Функциональная оценка эффективности санаторного этапа лечения больных, перенесших острый инфаркт миокарда, на курорте Арзни. Автореф.дис. ... .канд.мед.наук, Ереван, 1986, с.5-7.
15. Сыркин А.Л., Вейн А.М., Ибатов А.Д., Сыркина Е.А., Баевский Р.М., Ибатова О.В. Особенности вегетативной регуляции и центральной гемодинамики у больных ишемической болезнью сердца с сопутствующей артериальной гипертензией и различными типами гипертрофии левого желудочка. Артериальная гипертензия, т. 9, 3, 2003.
16. Fletcher Gerald F., Balady G., Froelicher V.F., Howard H.L., Haskell W.L., Pollock M.L. Exercise Standards. A statement for healthcare professionals from the American Heart Association, Circulation, 1995; 91:580.
17. Frolkis J.P., Curfman G.D., Hillis L.D. Continued ECG monitoring needed after exercise testing, N. Engl. J. Med., 2003; 348:775-776, 781-790. 
18. Nakao K., Ohgushi M., Yoshimura M., Morooka K., Okumura K., Ogawa H. Hyperventilation as a specific test for diagnosis of coronary artery spasm, Am. J. Cardiol., 1997; 80 (5): 545-549.

Вопросы, ответы, комментарии