Методы анализа ритмокардиограмм

Очерк из монографии Е.А. Гавриловой "Спорт. Стресс. Вариабельность". Часть 2
История метода
Вариабельность артериального давления (АД) впервые отметил К. Людвиг в 1847 г. А. Галлер в 1760 г. обнаружил, что в норме интервал времени от начала одного сердечного сокращения до начала другого не является одинаковым, он постоянно меняется.

В 1865 г. Л. Траубе в экспериментах на животных выявил при выключении дыхания существование самостоятельных недыхательных ритмических изменений АД с периодом колебаний около 10 с, названные в 1869 г. Е. Герингом волнами Траубе. Он же доказал прямую связь дыхательного ритма с колебаниями АД. Поэтому колебания АД, синхронные с ритмом дыхания, были названы волнами Геринга.

В 1876 г. С. Майер у экспериментальных животных обнаружил колебания АД с большим периодом, чем дыхательные. Они получили названия волн Майера. В последующем работами других авторов было установлено, что все эти волны выявляются и при изучении сердечного ритма.

Впервые же описание различных типов волн в последовательностях R–R-интервалов сделали А. Флейш и Р. Бекман в 1932 г. (Fleisen A., Beckmann R., 1932).

Тридцатью годами позже академиком В.В. Париным, уже в нашей стране, было предложено в измерении вариабельности организма использовать именно волновую структуру ритма сердца.

Первые записи ВРС в СССР начали применяться еще в 1961 г. во время подготовки полета Ю.А. Гагарина в космос. Тогда перед космической медициной встал вопрос: как следить за здоровьем и функциональным состоянием космонавта дистанционно? Именно космическая медицина и именно в нашей стране стала родоначальником математического анализа ритма сердца.
Академик Василий Парин и первый космонавт Юрий Гагарин
Академик Василий Парин и первый космонавт Юрий Гагарин
А уже в 1966 г. в Москве состоялся первый Всесоюзный симпозиум по вариабельности сердечного ритма под руководством академика В.В. Парина. В 1968 г. под редакцией В.В. Па­рина и Р.М. Баевского был опубликован сборник «Математический анализ сердечного ритма». Роман Маркович Баевский, с именем которого в нашей стране ассоциируется этот метод, описал методику под названием «вариационная пульсометрия» и ввел ряд статистических показателей, которые и сегодня широко используются в нашей стране.

Рекомендации способствовали стандартизации научных исследований и практического использования технологии ВРС, воспроизводимости и сопоставимости результатов исследований, выполненных на различной аппаратуре и в разных лабораториях. Ученые и врачи разных стран стали «говорить» на одном языке. Ставшая широко известной за рубежом методика под аббревиатурой HRV (heart rate variability – изменчивость сердечного ритма) стала неотъемлемой частью практически любой системы суточного мониторирования.
Очень важно, приступая к записи РКГ, знать основные правила, которые помогут избежать записи различных влияний на организм, которые не являются объективными и важными в оценке состояния организма.
Это так называемые нестационарные процессы. Поэтому обследование должно проводиться с максимальным исключением всех стимулов на организм, которые не входят в задачу исследования.

Приступать к записи следует не ранее чем через 1,5–2 ч после последнего приема пищи, лучше в 9–12 ч утра без предшествующих физических и эмоциональных нагрузок (тренировок), после достаточного ночного сна. В противном случае будет оцениваться влияние на организм спортсмена переваривания пищи, недосыпания или текущей тренировки.

Спортсмен должен быть проинформирован о времени и содержании диагностической процедуры, включая функциональные пробы, и важности отсутствия посторонних сигналов, например, звонков его сотового телефона. Исследование проводят в изолированном кабинете при постоянной комфортной температуре. Стены кабинета должны быть окрашены в равномерные, нейтральные тона. Следует устранить все факторы, влияющие на эмоциональное и физическое состояние обследуемого: звонки телефона, разговоры персонала, приход посторонних лиц. Перед записью желательно дать спортсмену 5–10 мин отдыха для привыкания к условиям записи и повышения стационарности процесса обследования.

Анамнез перед исследованием должен быть тщательным образом собран, чтобы максимально понять влияние внутренних и внешних воздействий на организм испытуемого. Так, у спортсменок очень важно учитывать фазу менструального цикла. Следует принимать во внимание все предшествующие и фазу текущего тренировочного цикла, соревновательный период, проведенные восстановительные мероприятия, в том числе медикаментозное лечение.

Положение спортсмена во время записи РКГ покоя должно быть расслабленное, дыхание спокойное, сидя или лежа, не раздеваясь. Электроды накладываются без соблюдения полярности (в зависимости от прибора на руки (и) на ноги) в области внутренней поверхности предплечий (голеней) с использованием электродной пасты или физиологического раствора натрия хлорида.

Чтобы убедиться и документально подтвердить наличие синусового ритма у спортсмена, желательно перед записью РКГ снять спортсмену ЭКГ и приложить ее к отчету. Синусовый ритм подразумевает обязательное наличие перед каждым желудочковым комплексом зубца Р (рис.1).

Технология обследования базируется на данных регистрации ЭКГ в любом из стандартных отведений. Однако следует выбирать то отведение, где зубцы R наиболее выражены по сравнению с другими зубцами. Технически иногда при слишком выраженных зубцах Т может автоматически идти подсчет не только R–R-интервалов, но и R–Т и Т–R-интервалов, что делает РКГ непригодной для анализа.

В Международных рекомендациях для стандартизации различных исследований, посвященных анализу вариабельности ритма на коротких записях, выбрана предпочтительная длительность записи для стационарных систем – 5 мин, если природа исследования не диктует иного (www.hrv.ru). Некорректно сравнение временных величин, особенно характеризующих общую вариабельность, вычисленных на основе записей различной длительности.

При записи РКГ лучше все пять минут следить за монитором, чтобы длинные межсистолические интервалы не перепутать с постэкстрасистолическими паузами, а также зафиксировать все артефакты. Показано, что экстрасистолы, выпадающие комплексы, помехи, переходные процессы, другие случайные явления значительно искажают анализ РКГ, как правило, в сторону улучшения вариабельности ритма сердца. Таким образом, неправильно записанная РКГ дает ложную информацию и дискредитирует метод.

По данным В.М. Михайлова (2002), при анализе 50 ритмограмм с наличием 1–2 экстрасистол или артефактов до и после ручной коррекции записи значения показателей ВРС в некоторых случаях отличались в несколько раз. Особенно чувствительными к случайным явлениям были HF и показатели вариабельности – наиболее важные показатели в оценке функционального состояния спортсмена. Поэтому анализу должны подвергаться только участки ритмограммы с синусовым ритмом, свободные от экстрасистол.

В некоторых случаях допускается небольшое (до трех в минуту) число экстрасистол, если в используемом приборе имеются специальные процедуры замены экстрасистолических комплексов на «нормальные». Отсюда в Международных рекомендациях используется понятие N–N-интер­валов как эквивалента R–R-интервалов, где экстрасистолические комплексы заменены на ожидаемые синусовые.

Каждую последующую функциональную пробу можно проводить, если есть уверенность, что показатели РКГ после пробы вернулись к исходным значениям, которые были до проведения первой пробы. В случае длительного восстановления следующую пробу необходимо перенести на другой день.

Повторные сравнительные обследования необходимо проводить по возможности в тех же условиях, что и первичное, в одно и тоже время суток, поскольку доказано, что имеются выраженные суточные колебания активности отдельных звеньев системы нейрогормональной регуляции (Берсенев Е.Ю., Воронов А.В., 2008). Желательно хранить все предыдущие исследования спортсмена.

Чем больше предыдущих обследований имеется в базе данных, тем более точные заключения можно дать по поводу текущего состояния и прогноза функционального состояния и адаптационных резервов спортсмена на будущее, тем легче осуществлять контроль и оптимизацию тренировочного процесса, и прогнозирование спортивных результатов (D'Ascenzi F., Alvino F., Natali B.M., 2013).

Если все-таки требуется сделать заключение без наличия предыдущих исследований, то D.J. Plews и соавт. (2013) рекомендуют провести не менее трех ритмокардиографических обследований на тренировочном этапе и не менее пяти на этапе восстановления спортсмена за неделю (Plews Daniel J., 2014). Количество этих точек обследования в неделю достоверно отражают информацию о спортсмене в этот период времени.

За много лет работы нами выполнены РКГ спортсменов на большинстве существующих сегодня на рынке приборов разных поколений. Каждый прибор имеет свои преимущества и недостатки, связанные в основном с особенностями программного обеспечения и чувствительностью прибора. Квалифицированному исследователю не составит большого труда расшифровать ритмограмму, снятую на любом приборе. Однако каждый специалист имеет свой опыт и предпочтения в выборе тех или иных показателей РКГ, которые могут отсутствовать в программном обеспечении данного конкретного прибора.

Кроме того, если врач или тренер работает с командой и ему важно оценить влияние тренировочного процесса на команду в целом или какую-то часть спортсменов, предпочтение надо отдавать тем приборам, которые автоматически формируют выборки спортсменов и статистические отчеты. В этом случае спортсменов можно сравнить друг с другом и обработать показатели всей команды в целом или их части. В противном случае исследователю придется формировать выборки вручную и забивать в массив данных все показатели самостоятельно. На это может уйти большое количество времени, которого порой просто нет, поскольку заключение о состоянии команды может потребоваться в тот же или на следующий день.

Для тех, кто не слишком владеет методом, но уже убедился на практике в его информативности для построения тренировочного процесса, подойдут те приборы, в программном обеспечении которых заложены автоматические заключения. Однако в этом случае у исследователя остается меньше возможности для индивидуализации заключений, в частности для учета анамнеза спортсмена и данных его предыдущих записей. Поэтому такие приборы используют, как правило, для решения узких конкретных задач.

Например, для анализа полноты восстановления после каждой тренировки – программа «First Beat» (Rusko H., 2003; Hynynen, E., 2006). Программа выдает числовое значение так называемого коэффициента восстановления в условных единицах. В данной программе предусмотрено снятие показателей РКГ в течение ночи. Исследование качества ночного сна на протяжении всего тренировочного сбора позволяет отследить качество тренировочной активности, проводя в последующем коррекцию тренировочного процесса.

Запись РКГ, осуществленная в дневное время, у спортсменов применяется значительно реже для решения узких задач: сравнения дневной и ночной вариабельности, степени напряжения адаптационных механизмов во время тренировок. Данная запись перед анализом должна быть тщательно проверена во избежание попадания в анализ артефактов, нарушений ритма, анализа несинусового автоматизма. Допустим анализ коротких 5-минутных участков, выбранных из суточной записи.

Таким образом, при записи РКГ спортсмена следует четко соблюдать ряд правил, пренебрежение которыми может обернуться для исследователя получением недостоверной информации. А это, в свою очередь, повлечет за собой неверное принятие решений и дачу ошибочных заключений и прогнозов. Ничего, кроме разочарования и дискредитации метода это не вызовет.

Методы анализа ритмокардиограмм
РКГ позволяет оценить симпатическую, парасимпатическую, центральную, а также гуморально-метаболическую регуляцию автоматизма синусового узла.
Методы анализа РКГ сегодня в мире делят на две группы: временные и частотные. К временным методам относятся статистический анализ и геометрические методы, к частотным – спектральный анализ.
В каждой группе есть свои показатели, на основании которых разработаны комплексные интегральные характеристики, включающие в себя два и более показателя, которые называются индексами.

Логично, что чем больше показателей, тем точнее информация. Однако огромное число различных производных, которое заложено в программном обеспечении разного поколения приборов, привело к тому, что данные исследований различных авторов невозможно сравнить друг с другом.

В то же время в 1996 г. Европейским кардиологическим обществом и Североамериканским обществом электрофизиологии были разработаны Международные стандарты по оценке вариабельности ритма сердца (Heart rate variability, 1996).

Все методы анализа ВРС можно также разделить на три больших класса: исследование общей вариабельности (статистические методы или временной анализ), исследование периодических составляющих ВРС (частотный, или спектральный, анализ), исследование внутренней организации динамического ряда кардиоинтервалов (автокорреляционный анализ, корреляционная ритмография). Применение этих методов анализа ритма сердца исторически сложилось в России и СССР (Баевский Р.М., 1999), и за 50 лет был накоплен большой опыт их применения в различных областях клинической и спортивной медицины, прикладной физиологии.

Попробуем изложить огромное количество методов и показателей, а также их производных в следующем порядке: сначала показатели по международным стандартам, а потом оставшиеся методы и показатели, традиционно применяющиеся в нашей стране. Хочется отметить, что у каждого исследователя есть свои предпочтения в выборе тех или иных методов и показателей. У ряда авторов (Р.М. Баевский, Н.И. Шлык) разработаны авторские системы и подходы к оценке ритмограмм, которые доказали свою эффективность на определенных выборках спортсменов. Однако и есть свои ограничения по поводу использования этих подходов у высококвалифицированных спортсменов, о чем будет сказано ниже.

Во временных методах в расчет берутся интервалы R–R между последовательными комплексами QRS, которые именуются в Международном стандарте интервалами N–N. Простейшие переменные, которые могут быть вычислены из этого показателя:

– средний N–N-интервал между кардиоциклами (R–Rср.) в секундах;

– средняя частота сердечных сокращений (ЧСС) в ударах в минуту (уд./мин);

– dX – вариационный размах – разница между самым длинным и самым коротким N–N-интервалом (кардиоциклом) в миллисекундах (мс).

Чтобы не отрываться от практики, по ходу описания показателей будем сразу интерпретировать их, и приводить средние числовые значения выборок спортсменов по данным различных авторов, а также данных собственных исследований. Сразу оговоримся, что все приведенные ниже средние значения относятся к ритмограммам покоя в подготовительный период тренировочного цикла.

Средний R–R-интервал является результатом всех регуляторных влияний на сердце и систему кровообращения в целом. Этот показатель эквивалентен средней ЧСС, обладает наименьшей изменчивостью среди всех статистических показателей, и его отклонение от индивидуальной нормы обычно сигнализирует об увеличении нагрузки на аппарат кровообращения или о наличии патологических отклонений в нем.

Известно, что спортсмены склонны к брадикардии. Этот факт связан с усилением тонуса блуждающего нерва и отражает степень адаптации организма к физическим нагрузкам и улучшение функционального состояния спортсмена. Однако линейной зависимости между брадикардией и тренированностью нет. Снижение ЧСС у спортсмена ниже значения, отражающего выраженную брадикардию, свидетельствует уже о нарушении процессов адаптации и снижении функционального состояния, а также появление предпатологии и патологии, в том числе брадиаритмий. Как правило, у атлетов средняя ЧСС составляет менее 60 уд./мин и в норме может достигать 45 уд./мин у взрослых спортсменов, тренирующих качество выносливости. R–Rср. соответственно будет более 1 с (1000 мс) и более. По данным В.М. Михайлова (2002), у спортсменов-юниоров в сравнении с их сверстниками, не занимающимися спортом, средняя ЧСС составила соответственно 59,0 ± 11,2 уд./мин против 83,9 ± 10,4 уд./мин с высокой степенью достоверности различий. Если у взрослого спортсмена ЧСС менее 45 уд./мин, это должно настораживать в плане отсутствия синусового ритма или наличия сино-атриальной блокады, особенно если он тренирует силу.

Что касается лиц младше 18 лет, то, по данным Центра синкопальных состояний и сердечных аритмий у детей и подростков ФМБА России, выраженная брадикардия у детей 5–18 лет считается ниже ЧСС (уд./мин), представленной в табл. 1.

dX – вариационный размах – отражает максимальную амплитуду колебаний значений кардиоинтервалов (регуляторных влияний). Высчитывается как разница между максимальным и минимальным R–R-интервалом. Характеризует в основном влияние парасимпатического отдела ВНС и отражает в определенной степени вариабельность ритма сердца.

ЧСС
По поводу нормы этой величины для спортсменов среди исследователей нет единодушия. Авторы приводят в своих работах разные данные о средних значениях вариационного размаха у спортсменов: 220 мс (Бабий В.Г., 2008), 428 мс (Сышко Д.В., 2011), 510 мс (Михайлов В.М., 2002).

В проведенных нами исследованиях (Гаврилова Е.А., Чурганов О.А., 2012) у 31 квалифицированного лыжника с высокими аэробными способностями (значения МПК более 60 мл/мин/кг) в тренировочном периоде dX в среднем составил 489,6 мс против 376,5 мс (р<0,01) у 98 лыжников с МПК менее 60 мл/мин/кг (р<0,01). Опираясь на метод стандартов, был сделан вывод, что МПК более 60 мл/мин/кг следует ожидать у лыжников при dX от 500 мс.

Ряд авторов считают, что увеличение вариационного размаха более 450–500 мс является проявлением дезадаптации (Баевский Р.М., 1968; Дембо А.Г., Земцовский Э.В., 1979; Шлык Н.И., 2011). По мнению Н.И. Шлык, значение dX, находящееся за пределами 530 мс, объясняется не только выраженным включением автономной регуляции, но и смещением водителя ритма или развитием СА-блокады I степени и синдрома подавленного синусового узла (СПСУ).

Однако наблюдения за элитными спортсменами показывают, что рост их квалификации сопровождается увеличением показателя dX порой более 600 мс. По данным А.Д. Викулова (2005), с ростом спортивного мастерства отмечалось увеличение dX от 320 мс у физкультурников до 753 мс у мастеров спорта международного класса.

Складывается впечатление, что dX с каждым десятилетием растет, собственно, как и тренированность атлетов. Анализ литературы с 50-х годов прошлого века показывает, что каждое последующее поколение спортсменов имеет большее значение dX, чем предыдущее (1951 г. – 150 мс по А.Н. Крестовникову, 1963 г. – 300 мс по Л.А. Бутченко, 1979 г. – 500 мс по Э.В. Земцовскому).

Все мнения, представленные выше, необходимо учитывать в индивидуальной оценке значения dX у спортсмена. В каждом конкретном случае вопрос о происхождении выраженной синусовой аритмии должен решаться с учетом спортивного анамнеза и наличия (отсутствия) патологии со стороны ССС у спортсмена, поскольку высокое значение dX может означать как высокое функциональное состояние, так и нарушение ритма сердца, а также его парасимпатической регуляции. Кроме того, даже при отсутствии аритмии dX более 600 мс может свидетельствовать о нарушении процессов адаптации (гиперадаптозе) и снижении функционального состояния у спортсмена. Большое значение в выяснении происхождения высоких значений dX играет проба с физической нагрузкой, при которой в норме вариабельность ритма будет значительно падать, а напряжение систем регуляции расти. При патологии картина, как правило, обратная. Будет отмечатся отсутствие снижения или даже рост вариабельности и снижение регуляторных влияний на ритм сердца.
Методы временной области
SDNN (standart deviation of the NN interval)
– стандартное отклонение N–N-интервалов от среднего значения в мс. Означает, насколько отличается длина всех R-R-интервалов в целом от их среднего значения. Высчитывается как квадратный корень из разброса интервалов N–N. SDNN отражает все циклические компоненты, ответственные за вариабельность в течение периода записи. Поэтому SDNN –показатель наличия волновой структуры ритма или ее отсутствия. Это один из основных показателей вариабельности ритма сердца, характеризующий состояние механизмов регуляции. Он указывает на суммарный эффект влияния на синусовый узел как симпатического, так и парасимпатического отделов ВНС. Н.В. Иванова (2003) в своих исследованиях показала, что наибольшая вариабельность была отмечена при редком ритме с ЧСС 58–40 уд./мин. SDNN наиболее часто используемый показатель в клинической кардиологии для составления прогноза выживаемости больных после инфаркта миокарда.

Этот показатель, по данным Ю.Э. Питкевич (2009), у спортсменов разных видов спорта составил в среднем 58 мс и достигал 160 мс у спортсменов экстра-класса (Викулов А.Д., 2005). При обследовании нами выборки 30 высококвалифицированных спортсменов разных видов спорта он составил в среднем 97 мс (Гаврилова Е.А., Глушков С.И., Коротков К.Г., 2013).

СV (%) (coefficient of variation – коэффициент вариации) по физиологическому смыслу не отличается от SDNN. Однако он несет в себе информацию более насыщенную, чем SDNN. СV является показателем, нормированным по частоте сердечных сокращений (SDNN/R–Rср. × 100%), что позволяет учитывать влияние ЧСС на вариацию. У квалифицированных спортсменов обычно составляет более 6% и достигает 15% у атлетов высшего мастерства (Викулов А.Д., 2005). Н.В. Иванова (2003) показала достоверные различия по СV между низкоквалифицированными и высококвалифицированными спортсменами.

RMSSD (the square root of the mean squared differences of successive NN interval) – квадратный корень из средних квадратов разностей между смежными N–N-интервалами (в мс). Этот показатель также отражает вариабельность. Однако, в отличие от предыдущего показателя, он используется для оценки высокочастотных компонентов вариабельности.

Его рост отражает усиление активности парасимпатического звена регуляции при адаптации к условиям спортивной деятельности. У спортсменов он составил в среднем, по данным Ю.Э. Питкевич (2009), 48 мс, у борцов, по данным Y. Tian (2013), – 83 мс и достигал 200 мс у элитных спортсменов (Викулов А.Д., 2005). По нашим данным, при обследовании 30 высококвалифицированных спортсменов разных видов спорта он составил в среднем 92 мс (Гаврилова Е.А., Глушков С.И., Коротков К.Г., 2013). Полученный нами результат согласуется с данными Г.А. Воронина и Р.И. Сафарова (2008), у которых при обследовании высококвалифицированных лыжников этот показатель был равен в среднем 93 мс.

Данный показатель – один из самых информативных для оценки функционального состояния спортсмена ввиду того, что он отражает как вариабельность, так и автономизацию ритма сердца и коррелирует с наибольшим числом других характеристик волновой структуры ритма сердца (Зарубин Ф.Е., 1998).

NN50количество пар последовательных интервалов N–N, различающихся более чем на 50 миллисекунд, полученное за весь период записи. Показатель также отражает преобладание парасимпатического звена регуляции над симпатическим. При самостоятельном использовании этот показатель малоинформативен, и в литературе его значения у спортсменов фактически не встречаются. Гораздо более информативен следующий показатель, рассчитанный на его основе.
pNN50 (в %) – количество NN50 (интервалов, превосходящих 50 мс) от общего количества пар интервалов N–N в записи. По данным Г.А. Воронина и Р.И. Сафарова (2008), этот показатель у восьми лыжников первого разряда (КМС) составил в среднем 23%. С ростом спортивного мастерства этот показатель повышается до 50% и более (Викулов А.Д., 2005; Гаврилова Е.А., Глушков С.И., Коротков К.Г., 2013).

Все вышеперечисленные показатели (RMSSD, NN50, pNN50) определяются преимущественно влиянием парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, являются отражением синусовой аритмии, связанной с дыханием. Как правило, эти показатели изменяются однонаправленно и высоко коррелируют между собой, отражая вариабельность быстрых высокочастотных колебаний в структуре ВРС (рис. 6, 7).
Однако из методов, в основе которых лежит анализ разницы между смежными R–R-интервалами, предпочтительнее всего вычисление RMSSD, так как данный показатель обладает лучшими статистические свойствами, чем NN50 и pNN50.
При визуальном рассмотрении ритмограмм видно, что изменение длительностей R–R-интервалов происходит с определенной периодичностью. Если очертить по верхушкам отрезков R–R-интервалов линию, то получится волна (рис.8). Поэтому структуру ритма сердца называют волновой. На 5-минутной записи этих волн как минимум три. Однако не всегда на кардиоинтервалограмме визуально можно обнаружить все три волны. Некоторые могут быть слабо выражены, либо одна из волн значительно преобладать над другими. На рис. 8 можно видеть в одной ритмограмме все три волны.

Под огибающей первой крупной волной VLF можно видеть более мелкие волны LF, которые состоят из скопления как будто слипшихся 5–7 R–R-интервалов. А отдельные интервалы R–R, напоминающие частокол или щетку, – это волны НF. Ритмограммы с преобладанием того или иного типа волн будут представлены ниже. У спортсменов в подготовительный период тренировочного цикла более характерной является ритмограмма с преобладанием НF-волн.

Анализ волновой структуры сердечного ритма в различных диапазонах спектра вариабельности носит название спектрального и несет очень ценную информацию для практики спорта. Как при разложении солнечного света есть волны разных цветов (рис. 9), так и в ритмограмме присутствуют волны разных частот.
Ритмограмма
Ритмограмма
В ритмограмме «луч» – это частота сокращений сердца, а при ее разложении можно видеть волны разных частот. Мощность этих волн определяется через оценку площади под кривой спектра в мс2. Спектральный анализ позволяет выделить в волновой структуре сердечного ритма следующие периодические составляющие в колебаниях ритма сердца:

– быстрые, или высокочастотные, колебания (НF-компонент) (диапазон частот от 0,15 до 0,4 Гц);

– медленные, или низкочастотные, колебания (LF-компонент) (диапазон частот от 0,04 до 0,15 Гц);

– очень медленные, или очень низкочастотные, колебания (VLF-компонент) (диапазон частот от 0,04 до 0,015 Гц);

– сверхмедленные, или ультранизкочастотные, колебания (ULF-компонент) (диапазон частот 0,015–0,003 Гц).

Высокочастотные колебания (НF-компонент – high frequency) отражают модулирующее влияние парасимпатического отдела нервной системы на активность синусового узла. Парасимпатическая система регуляции является высокочастотной, поскольку ее медиатором является ацетилхолин, который достаточно быстро разрушается холинэстеразой приблизительно за 200 мс. В результате формируются колебания, вызываемые активностью парасимпатической системы с быстрыми (высокочастотными) волнами, что соответствует от 0,15 до 0,4 Гц или 9–24 колебаниям в минуту и более, то есть на 5-минутной записи можно увидеть 45–120 волн быстрого порядка. Эти волны визуально выглядят как частокол или щетка (рис. 10).

Разложение солнечного спектра на волны разных цветов.
Рис. 9 Разложение солнечного спектра на волны разных цветов.
В ритмограмме «луч» – это частота сокращений сердца, а при ее разложении можно видеть волны разных частот. Мощность этих волн определяется через оценку площади под кривой спектра в мс2. Спектральный анализ позволяет выделить в волновой структуре сердечного ритма следующие периодические составляющие в колебаниях ритма сердца:

– быстрые, или высокочастотные, колебания (НF-компонент) (диапазон частот от 0,15 до 0,4 Гц);

– медленные, или низкочастотные, колебания (LF-компонент) (диапазон частот от 0,04 до 0,15 Гц);

– очень медленные, или очень низкочастотные, колебания (VLF-компонент) (диапазон частот от 0,04 до 0,015 Гц);

– сверхмедленные, или ультранизкочастотные, колебания (ULF-компонент) (диапазон частот 0,015–0,003 Гц).

Высокочастотные колебания (НF-компонент – high frequency) отражают модулирующее влияние парасимпатического отдела нервной системы на активность синусового узла. Парасимпатическая система регуляции является высокочастотной, поскольку ее медиатором является ацетилхолин, который достаточно быстро разрушается холинэстеразой приблизительно за 200 мс. В результате формируются колебания, вызываемые активностью парасимпатической системы с быстрыми (высокочастотными) волнами, что соответствует от 0,15 до 0,4 Гц или 9–24 колебаниям в минуту и более, то есть на 5-минутной записи можно увидеть 45–120 волн быстрого порядка. Эти волны визуально выглядят как частокол или щетка (рис. 10).

. Кардиоинтервалограмма с преобладанием парасимпатических (высокочастотных) волн НF
Рис. 10. Кардиоинтервалограмма с преобладанием парасимпатических (высокочастотных) волн НF.
Высокочастотные колебания спектра ВРС, по мнению А.Р. Киселева (2005), представляют интерес для оценки адаптационного резерва. Г.В. Рябыкина и соавт. (1998) полагают, что достаточно высокий парасимпатический тонус отмечается в норме у молодых здоровых лиц. А, по мнению M. Botek и соавт. (2013), волны НF коррелируют с тренировочной готовностью и спортивным результатом.

Колебания, выявляемые в низкочастотном диапазоне спектра вариабельности сердечного ритма, характеризуют свойства центрального звена вегетативной регуляции ССС, отражающие преимущественно влияния симпатико-адреналовой системы и активность вазомоторного центра, то есть центральной регуляции. Симпатическая система регуляции кровообращения является медленной. Ее медиатор норадреналин разрушается более медленно, чем ацетилхолин – за 1–3 с.

Поэтому волны, обусловленные колебанием симпатической системы, называются медленными (низкочастотными) волнами (LF – low frequency). Частота колебаний медленных волн – 0,04–0,15 Гц, что соответствует 2,4–9 колебаниям в минуту или 10–40 колебаниям за пятиминутную запись. Эта компонента спектра является маркером функционального состояния в конкретный момент времени и не имеет непосредственной описательной ценности для адаптационного резерва (Киселев А.Р. и др., 2005). Скорее по LF можно судить о способности быстрого включения в деятельность. На рис. 12 представлена кардиоинтервалограмма, на которой присутствует 27 колебаний, обусловленных в основном симпатико-адрена­ловой системой.
Кардиоинтервалограмма с преобладанием симпатических (низкочастотных) волн LF
Рис. 11. Кардиоинтервалограмма с преобладанием симпатических (низкочастотных) волн LF.
Эту компоненту сердечного ритма можно также охарактеризовать как стрессреализующую, которая имеет большое значение в мобилизации спортивно важных качеств, особенно в спринте, там, где нужна взрывная сила или в соревновательный период тренировочного цикла. Однако опережающий ее рост в спектре в тренировочном цикле может свидетельствовать о напряжении адаптационных механизмов (гиперадаптоз) или перетренированности. Динамика роста LF в пробе с физической нагрузкой коррелирует с уровнем лактата (Simões R.P., Castello-Simões V., Mendes R.G., 2013).

Очень медленные, или очень низкочастотные, колебания (VLF – very low frequency), отражают работу самого медленного уровня системы регуляции – надсегментарного или энергометаболического. Регулирующее воздействие этого уровня регуляции соответствует активности одно колебание в минуту и реже с диапазоном частот от 0,04 до 0,015 Гц (менее 2,4 колебания в минуту или менее 10 колебаний за пятиминутную запись).

Физиологическая интерпретация VLF-волн неоднозначна и, вероятнее всего, связана преимущественно с гуморально-метаболи­ческими и церебральными эрготропными влияниями. Колебания обусловлены активностью как циркулирующих в крови гормонов и других биоактивных веществ, так и структур мозга как центрального звена регуляции и часто называются гуморальными волнами. Так, А.Ю. Золотухина и соавт. (2007) показали достоверную взаимосвязь между содержанием билирубина и холестерина в сыворотке крови и выраженностью данного типа волн на ритмограмме. Р.М. Баевский и соавт. (1984) предположили, что очень медленные волны связаны с активностью надсегментарных, в частности, гипоталамических, центров вегетативной регуляции, в том числе с ритмами терморегуляции. Было доказано, что патология гормонопродуцирующих органов сопровождалась увеличением мощности спектральной плотности VLF (Миронова Т.Ф., 2007). S. Akselrod (1995) было экспериментально доказано, что в ВРС имеется 0,04-герцовый ритм, обусловленный секрецией ренина. А.О. Навакатикян (1979) установлено также наличие очень медленных ритмов в ВРС, связанных с колебаниями в крови уровня адреналина, норадреналина, кортикостероидных гормонов. Была установлена также достоверная связь хронических интоксикаций с усилением паттерна VLF (Давыдова Е.В., 2009).

Влияние гормонов на R–R-интервалы может осуществляться через рецепторы синусового узла, через изменение метаболизма миокарда в целом или воздействие через центральную нервную систему.

Выраженность волн VLF на РКГ многими авторами трактуется как гиперадаптивное состояние, а сниженный уровень – как энергодефицитное (Шлык Н.И., 2009). Автором показано резкое увеличение этого паттерна волн при перетренированности и физическом перенапряжении. В норме у лиц, не занимающихся спортом, VLF составляет 6–15% от всего спектра. У спортсменов эта компонента должна быть также наименее выражена в общем спектре волн.
Кардиоинтервалограмма с преобладанием симпатических (низкочастотных) волн LF
Рис. 12. Кардиоинтервалограмма с преобладанием гуморальных (очень низкочастотных) волн VLF.
При обработке коротких записей (5 мин и менее) интерпретация VLF-компоненты волновой структуры ритма должна проводиться только при уверенности в стационарности процесса записи (Hottenrott K., Hoos O., Esperer H.D., 2006). К нестационарным процессам относятся беспокойное поведение обследуемого, отдельные глубокие вдохи и покашливания, посторонние влияния, движения и несоблюдение условий записи.

Ультранизкочастотные колебания (ULF – ultra low frequency) – это волны с периодом 1–8 ч, что соответствует диапазону частот 0,015–0,003. Они отражают активность гормональных систем и, в частности, системы гипофиз – надпочечники. Соответственно за пятиминутную запись проанализировать данный вид волн не представляется возможным. Для анализа более приемлемы суточные записи. Однако, исключить их из записи для чистоты анализа крайне полезно.

Измерение мощности волновой структуры ритма сердца обычно осуществляется в абсолютных единицах мощности (мс2), но LF и НF еще дополнительно принято показывать в нормализованных единицах, которые отражают относительный вклад каждой из компонент в пропорции к общей мощности за вычетом VLF-компоненты (в процентах):

LFнорм. = LF/(ТР–VLF)×100%,

НFнорм. = НF/(ТР–VLF)×100%.

Данные показатели приведены в Международном стандарте ВРС.
Спектрограмма в программе "Омега"
Спектрограмма в программе "Омега"
По данным волновой структуры можно рассчитать индекс централизации IC = (VLF+LF)/HF. Чем выше данный показатель, тем выше централизация управления и тем менее выражено влияние автономного контура в регуляции ритма сердца.

Отношение значений низкочастотной и высокочастотной составляющих ритма LF/HF отражает преобладание в регуляции ритма сердца активности симпатических влияний над парасимпатическими. В группе спортсменов низшей квалификации, по данным И.А. Калиниченко (2011), этот индекс составил в среднем 1,67 против 0,67 у спортсменов высших разрядов с высокой степенью достоверности различий, что указывает на преобладание с ростом спортивного мастерства парасимпатических влияний над симпатическими. Отмечено, что данный индекс нарастает при сотрясении мозга у спортсменов даже при отсутствии жалоб.

Рис. 13. Схема частотного спектра ритма сердца (Стандарт рабочей группы Европейского кардиологического общества и Североамериканского общества стимуляции и электрофизиологии, 1996). Сумма мощности всех волн (в мс2) обозначается как ТР (total power), или общий спектр мощности, и у спортсменов в межсоревновательном периоде в норме, как правило, составляет от 3000 мс2 у низкоквалифицированных спортсменов до 19 000 и более мс2 – у элитных (Викулов А.Д., 2005; Гуштурова И.В., Телепов В.Н., 2011). У лиц, не занимающихся спортом, по Международным стандартам ТР составляет в среднем для 5-минутной записи РКГ 3466±1018 мс2.

Между значениями ЧСС и ТР выявляется обратная зависимость (Киселев А.Р. и др., 2005). В норме у спортсменов в покое и вне соревновательного периода тренировочного цикла преобладают волны автономного контура. С ростом спортивной квалификации и тренированности растет и общий спектр мощности волн. По данным В.М. Михайлова (2002), у высококвалифицированных подростков-хоккеистов этот показатель составил в среднем 8743 мс2. Высокие значения ТР и преобладание HF-компоненты в структуре ВРС трактуются автором как адаптационно-трофическое действие n. vagus и служат показателем устойчивости здорового организма к физическим нагрузкам и стрессовым факторам.

Мастера спорта международного класса по академической гребле (Берсенев Е.Ю., 2008) имели ТР в среднем 6561 мс2. Е.Ю. Дратцев при обследовании высококвалифицированного спортсмена (КМС, МС, МСМК) разных видов спорта в подготовительный период тренировочного цикла получили средние значения ТР 5629 мс2, а соотношение VLF : LF : HF соответственно составило 24 : 32 : 44%, при этом отношение LF/HF в среднем было 0,97. А.Д. Викулов (2005) отмечает, что спортивное совершенствование сопровождается ростом ТР с 3000 до 11 000 мс2 и более у мастеров спорта международного класса. Однако, по мнению Н.И. Шлык (2011), превышение показателя ТР более 20 000 мс2, особенно при низких значениях ИН (менее 10 у. е.) должно настораживать в плане нарушений автоматизма СА-узла. Автор считает, что такие большие цифры ТР свидетельствуют о чрезмерной активности автономной регуляции в результате перетренированности спортсмена.

На рис. 14 представлена спектрограмма спортсмена, на которой общий спектр составил 9961 мс2, что соответствует данным спортсмена высокой квалификации и тренированности.

Однако преобладающими волнами на этой РКГ, что видно из мощности компонент и спектральных параметров ритма, являются симпатические волны. При этом вклад гуморально-метаболической компоненты также достаточно велик, что свидетельствует о начальных проявлениях централизации управления ритмом сердца. Это может быть связано как с напряжением адаптации (ростом нагрузок), так и с вхождением спортсмена в состояние спортивной формы. Сбор анамнеза, проведение функциональных проб и динамический контроль за РКГ спортсмена позволит дифференцировать эти состояния.
Частотный диапазон и мощность всех типов волн
Спектральные параметры ритма сердца. Рис. 14.
Геометрические методы
Последовательность R–R-интервалов может быть преобразована в геометрическую структуру, такую, как распределение плотности длительности R–R-интервалов, которое носит название гистограмма. Под гистограммой понимают графическое изображение сгруппированных по величине интервалов R–R (Рябыкина Г.В., Соболев А.В., 1998). На рис. 15 изображена гистограмма плотности распределения R–R-интервалов.

По оси абсцисс – величина интервала в секундах, по оси ординат – частота интервалов R–R (в %) определенной длительности к общему числу интервалов. В результате в системе координат образуется некая «пирамида» из отрезков частот интервалов R–R определенной длительности. Чем больше основание этой пирамиды, тем больше различных вариантов R–R-интервалов и тем выше вариабельность ритма сердца. Чем выше вершина пирамиды, тем больше централизация ритма. Поэтому в идеале гистограмма должна быть с низкой вершиной и широким основанием.
Гистограмма
По гистограмме рассчитываются параметры плотности распределения.

Мо – мода (мс) – диапазон наиболее часто встречающегося значения кардиоинтервалов – вершина на гистограмме. Она показывает наиболее вероятный (доминирующий) уровень функционирования синусового узла. Это наиболее высокий R–R-интервал – пик на гистограмме (см. рис. 15). Обычно у спортсменов Мо составляет 900–1100 мс и может быть выше у атлетов, тренирующих качество выносливости. При симпатикотонии значение Мо уменьшается, а при ваготонии увеличивается. Чем больше мода, тем лучше текущее функциональное состояние спортсмена. Но рост этот линеен только в определенном диапазоне и ограничен в верхних значениях для разных видов спорта по-разному. При Мо 1300 мс и более у любого спортсмена независимо от вида спорта следует исключить функциональные и органические поражения синусового узла.

АМо (%) амплитуда моды – доля кардиоинтервалов, попавших в диапазон моды, по отношению ко всем встречающимся кардиоинтервалам. Величина амплитуды моды зависит, прежде всего, от влияния симпатического отдела ВНС и отражает степень централизации управления сердечным ритмом. На рис. 15 ось ординат – частота выявления различных вариантов R–R-интервала. Высота самого высокого столбца на гистограмме и есть амплитуда моды.

Среднее значение амплитуды моды у спортсменов составляет менее 40% (по данным разных авторов: 27% – Питкевич Ю.Э., 2009; 30% – Середенко Л.П., 2008; 32,6% – Гаврилова Е.А., 2013; 39% – Бабий В.Г., 2008). Повышение АМо происходит в случае снижения текущего функционального состояния у спортсменов, перетренированости, болезни.

К геометрическим методам, рекомендованным Международным стандартом, относится также триангулярный индекс – интеграл плотности распределения (общее количество N–N-интервалов), отнесенный к максимуму плотности распределения.

Треугольная интерполяция гистограммы N–N-интервалов (индекс TINN – триангулярный индекс вариабельности) – это ширина основания распределения, измеренная как основание треугольника, полученного при аппроксимации распределения N–N-интервалов методом наименьших квадратов.

Индекс выражает общую вариабельность сердечного ритма и больше зависит от низкочастотных, нежели от высокочастотных составляющих ритма.

Недостатком геометрических методов является необходимость приемлемого количества N–N-интервалов для построения геометрической модели. Как показывает практика, для уверенности в корректности применения геометрических методов нужно использовать записи не короче 20 мин (предпочтительнее 24 ч). Поскольку у спортсменов в основном используется запись пятиминутных ритмограмм, то применение этого метода в оценке вариабельности не является методом выбора.

К геометрическим методам относится также скаттерограмма. Она отражает взаимозависимость пар последовательно идущих R–R- интервалов. Скаттерограмма (или рассеивание) – это графическое изображение пар интервалов R–R (предыдущего и последующего) в двумерной координатной плоскости. При этом по оси абсцисс откладывается величина R–Rn, а по оси ординат – величина R–R (n–1) (Рябыкина Г.В., Соболев А.В., 1998). На рис. 16 представлен вариант скаттерограммы.
Обычно скаттерограмма имеет форму эллипса, вытянутого вдоль биссектрисы. Расстояние от центра до начала оси координат соответствует Мо. По скаттерограмме можно судить о вариабельности ритма сердца. Чем кучнее «облако» точек, тем меньше вариабель­ность (рис. 17).
При вытянутом эллипсе – вариабельность высокая (рис. 18).
Сдвиг облака точек вправо по оси координат отражает урежение ритма, сдвиг влево – учащение. Если точки стоят далеко от целой совокупности, то это или артефакты, или нарушения ритма, чаще всего – экстрасистолы (рис. 18). Отсутствие эллипса на ритмограмме обычно свидетельствует о нарушении ритма сердца.

На рис. 16 представлен вариант скаттерограммы.
Рис. 17. Скаттерограмма при низкой вариабельности.
Рис. 18. Скаттерограмма при высокой вариабельности. Точки - отражение экстрасистол
По параметрам гистограммы R–R-интервалов и вариационного размаха dX вычисляются комплексные показатели, предложенные Р.М. Баевским и соавторами.

ИВР (индекс вегетативного равновесия) – показатель, характеризующий баланс симпатического и парасимпатического отдела ВНС, рассчитывается как ИВР=АМо/dХ. При преобладании парасимпатического отдела ИВР будет уменьшаться, а при преобладании симпатического – увеличиваться. По данным Л.П. Середенко (2008) и Ю.Э. Питкевич (2009), при обследовании 2000 спортсменов различных видов спорта он составил в среднем 96 у. е. Ю.Э. Питкевич (2010) на основе метода ранговой корреляции Спирмена показала, что адаптация к условиям спортивной деятельности коррелирует со снижением ИВР с высокой степенью достоверности (r = –0,91). В диапазоне оценки адаптации спортсмена «плохо» – «отлично» по данным автора ИВР снижался в 18,6 раза.

ВПР (вегетативный показатель ритма) рассчитывается по формуле: ВПР = 1/Мо×dХ. Вегетативный показатель ритма (ВПР) позволяет судить о вегетативном балансе с точки зрения оценки активности автономного контура регуляции. Вся система спортивной тренировки и заключается в тренировке, прежде всего, автономного контура регуляции. Чем выше его активность, тем меньше величина ВПР, тем в большей мере вегетативный баланс смещен в сторону преобладания парасимпатического отдела и тем выше адаптационный, в том числе и спортивный резерв. По полученным нами данным (Гаврилова Е.А., Чурганов О.А., 2012), при обследовании 129 спортсменов лыжных видов спорта сборных команд Санкт-Петербурга и страны ВПР оказался самым информативным комплексным показателем в оценке аэробных способностей спортсмена в лыжных видах спорта. ВПР у лыжников с МПК более 60 мл/мин/кг составил 2,6±1,7 против 3,7±1,7 у. е. у лыжников с МПК менее 60 мл/мин/кг (р<0,01). По данным А.Д. Викулова (2005), по мере роста спортивного мастерства отмечалось снижение этого показателя с 3,5 до 1,4 у. е.

ПАПР (показатель адекватности процессов регуляции) (ПАПР=АМо/Мо) отражает соответствие между активностью симпатического отдела ВНС и ведущим уровнем функционирования синусового узла. Рост этого показателя позволяет судить о централизации управления ритмом сердца, а, соответственно, снижении резерва адаптации, появлении симптомов перетренированности. По данным Ю.Э. Питкевич (2009), он составил у спортсменов 31 вида спорта в среднем 31 у. е. С ростом спортивного мастерства этот показатель снижается до 23 у. е. (Викулов А.Д., 2005). Установлена обратная достоверная зависимость между уровнем PWC170 и ПАПР (r = –0,42) (Питкевич Ю.Э., 2009).

ИН (индекс напряжения регуляторных систем)рассчитывается как АМо/2dХ×Мо и отражает степень централизации управления сердечным ритмом. Является наиболее известным и часто применяемым комплексным показателем ВРС не только в нашей стране, но и в зарубежных работах под аббревиатурой SI (стресс-ин­декс). Чем меньше величина ИН, тем больше активность парасимпатического отдела и автономного контура. Чем больше величина ИН, тем выше активность симпатического отдела и степень централизации управления сердечным ритмом. Как указывалось ранее, при оптимальном регулировании управление происходит с минимальным участием высших уровней. При неоптимальном управлении необходимы активация все более высоких его уровней и напряжение систем регуляции. При этом отмечается и более высокая «цена» адаптации к условиям спортивной деятельности, которая может выступать как одна из важных характеристик физической тренированности (Псеунок А.А., 2011). ИН растет также при перетренированности. В табл. 2 представлены данные шести авторов по средним значениям ИН у разных категорий спортсменов от 37 до 56 у. е. (в среднем 43,7 у. е. у 5002 спортсменов).
Чем выше уровень квалификации спортсмена, тем меньше ИН. Так, у 42 спортсменов массовых разрядов, занимающихся большим теннисом, по данным В.Г. Бабий (2008), ИН составил в среднем 112 у. е. По данным И.А. Калиниченко (2011), у спортсменов первого разряда ИН был в 2,5 раза выше, чем у спортсменов высшей квалификации.

Выявлено, что при высоких величинах ИН у бадминтонистов уровень их реагирующей способности, восприятия времени и устойчивости внимания был достоверно ниже по сравнению со спортсменами с низкими значениями ИН (Степанов И.Ю., Харитонова Л.Г., 2008).

Ю.Э. Питкевич (2011) на основе метода ранговой корреляции Спирмена показала, что адаптация к условиям спортивной деятельности обеспечивается снижением ИН с высокой степенью корреляции (r = –0,87). В диапазоне оценки адаптации спортсмена «плохо» – «отлично», по данным автора ИН, уменьшался в 22,4 раза. Обратная достоверная зависимость установлена также между уровнем PWC170 и ИН (r = –0,46) (Питкевич Ю.Э., 2009).

По данным А.И. Босенко (2011), у обследованных им гимнастов показатели ИН при работе на различных гимнастических снарядах имели сильную статистическую зависимость от типа регуляции сердечного ритма в состоянии покоя. Самые высокие показатели ИН после тренировки имели спортсмены с симпатикотоническим типом регуляции ритма. ИН у гимнастов с ваготоническим типом был значительно ниже и имел небольшие перепады. У гимнастов с нормотоническим типом регуляции наблюдался умеренный рост показателей ИН после работы.

Одним из самых содержательных комплексных показателей, предложенных Р.М. Баевским, является интегральный показатель ПАРС (показатель активности регуляторных систем). Он включает шесть характеристик вариабельности ритма. ПАРС вычисляется по 5-минутной записи ритмокардиограммы, является обобщенной характеристикой, учитывающей:

– суммарный эффект регуляции – ЧСС;

– оценку функции автоматизма – dХ;

– вегетативный гомеостаз – ИН;

– устойчивость регуляции – СV;

– активность подкоркового нервного центра – VLF/TP.

Каждая из перечисленных функций оценивается в баллах от –2 до +2 путем сравнения характеризующих эти функции статистических показателей и данных спектрального анализа кардиоинтервалограммы с заданными пороговыми значениями по правилам, указанным в табл. 3–7.

суммарный эффект регуляции
функция автоматизма
функция автоматизма
функция автоматизма
функция автоматизма
функция автоматизма
Рис. 19. Массив данных по ПАРС 60 высококвалифицированных спортсменов.
ПАРС равен сумме модулей значений всех пяти функций, вычисленных по таблицам. В программном обеспечении большинства автоматизированных комплексов этот показатель высчитывается автоматически.

Значения ПАРС выражаются в баллах от 1 до 10. По рекомендациям Р.М. Баевского (1979) с небольшими изменениями:

– ПАРС 1 и 2 балла отражает состояние нормы и оптимального напряжения регуляторных систем, удовлетворительной адаптации к условиям среды;

– ПАРС 3 и 4 балла – это состояние умеренного напряжения регуляторных систем, когда организму требуются дополнительные функциональные резервы;

– ПАРС 5 и 6 баллов – состояние повышенного функционального напряжения механизмов адаптации, когда оптимальные адаптационные возможности организма обеспечиваются более высоким, чем в норме, напряжением регуляторных систем, что приводит к повышенному расходованию функциональных резервов организма, в том числе повышением активности симпатоадреналовой и системы гипофизнадпочечники;

– ПАРС 7 и 8 баллов отражает состояние перенапряжения, или состояние неудовлетворительной адаптации. При этом избыточная активация регуляторных систем уже не подкрепляется соответствующими функциональными резервами. Отмечается снижение функциональных возможностей организма;

– ПАРС 9 и 10 баллов – состояние истощения регуляторных систем, или срыв адаптации (астенизация). Характеризуется резким снижением функциональных возможностей организма в связи с нарушением механизмов компенсации. В данном состоянии, как правило, отмечаются предпатологические и патологические отклонения, в том числе и различные заболевания в стадии субкомпенсации или декомпенсации.

Следует отметить, что использование ПАРС у спортсменов не всегда отражает те состояния, которые были описаны выше. Так, брадикардия 50 уд./мин, dХ более 450 мс, ИН менее 50 у. е., СV менее 6%, низкие значения VLF/TP во многом коррелируют друг с другом и отражают автономизацию, высокую вариабельность и усиление парасимпатического тонуса организма высококвалифицированного спортсмена, что свидетельствует о минимизации функции, его высокой тренированности и большом адаптационном потенциале. При этом по вышеперечисленным таблицам отклонение от нормы этих показателей составляет 1 или 2 балла по каждому показателю и в сумме составляет 5 и более баллов. Это расценивается математическим аппаратом как отклонение от нормы, состояние повышенного функционального напряжения механизмов адаптации, состояние неудовлетворительной адаптации или даже предпатологические и патологические отклонения, что в случае со спортсменами, как правило, не соответствует действительности. Этот балл связан не с плохим функциональным состоянием обследованных спорт­сменов, а с тем, что ряд исследуемых функций, заложенных в расчет ПАРС, не учитывают особенности регуляции тренированного человека. А именно такие проявления адаптации спортсменов к условиям тренировочной деятельности, как брадикардия, рост вариабельности и работы автономного контура способствуют росту значения показателя ПАРС по балльной оценке. Скорее наоборот, чем выше ПАРС, тем выше функциональная готовность спортсмена.

В подтверждение этому на рис. 19 изображена точечная диаграмма обследованных нами 60 спортсменов Училища олимпийского резерва Санкт-Петербурга.
Как видно на рис. 19, ни у одного спортсмена не было ПАРС 1 балл, только четверо из 60 обследованных спортсменов имели ПАРС 2 балла. У основной массы спортсменов значение этого показателя колебалось от 5 до 8 баллов и в среднем составило 6,0 ± ± 1,9 балла, что отражает напряжение регуляторных систем по рекомендациям Р.М. Баевского.

У лиц, не занимающихся спортом, такие изменения, как правило, являются проявлением парасимпатической дисрегуляции и отража­ют нарушения адаптации. В противоположность этому у спортсме­нов, особенно тренирующих качество выносливости, данные изме­нения служат по большей части отражением высокого уровня тренированности и адаптационного потенциала, с чем и связаны высокие значения ПАРС у высококвалифицированных спортсменов (рис. 20).
функция автоматизма
Рис. 20. Процент спортсменов с различными значениями ПАРС.
Как видно из представленной на рис. 20 диаграммы, боль­шинство (41,7%) из 60 спортсменов имело ПАРС 7 или 8 баллов, что означает по вышеприведенной классификации состояние перенапря­жения и снижение функциональных возможностей организма. Одна­ко, фактически это является отражением адаптации организма спорт­смена к условиям спортивной деятельности, которые заключаются в росте минимизации функции, вариабельности и автономности регу­ляции. Это подтверждалось и другими данными функционального обследования спортсменов и сбором анамнеза.

Таким образом, интерпретация ПАРС у спортсменов нередко является противоположной общепринятой для лиц, не занимающих­ся спортом, ввиду выраженного преобладания у них парасимпати­ческой и автономной регуляции. Игнорирование этого факта ведет к неправильной трактовке функционального состояния спортсмена. А именно: умеренный рост ПАРС до 6 и 7 баллов у лиц, тренирующих выносливость, как правило, яв­ляется отражением хорошей адаптированности организма спорт­смена и адекватности его систем регуляции, что можно использовать в оценке спортсмена как будет показано ниже.

Н.И. Шлык (1992) на основании ИН и VLF была предложена своя авторская классификация РКГ по типу функционирования регуляторных систем организма. ИН отражает степень напряжения регуляторных систем, а VLF является чувствительным индикатором управления энергометаболическими процессами. Автором проведен анализ временных и спектральных характеристик ВРС у 3046 человек в возрасте от 7 до 21 года и 640 спортсменов в возрасте от 10 до 21 года.

При анализе ВРС было выявлено наличие большого разброса показателей ВРС с ярко выраженными индивидуальными (типологическими) особенностями ВРС. На основании исследования автором были разработаны количественные критерии ИН и VLF для экспресс-определения преобладающего типа регуляции сердечного ритма (автономного или центрального звена регуляции) (табл. 8).

функция автоматизма
Согласно данным автора, большинство обследованных независимо от возраста и пола были отнесены к III группе, что расценивается по данной методике как оптимальное состояние регуляторных систем организма.

Наблюдения в течение 3–5 лет за испытуемыми этой группы показали, что в норме в покое у каждого индивидуума оптимальный тип регуляции сердечного ритма сохраняется и изменяется лишь при больших стрессовых нагрузках и донозологических состояниях, что является доказательством генетической детерминированности данного типа регуляции сердечного ритма.

Таким образом, согласно физиологической целесообразности, по мнению Н.И. Шлык (1994), в норме оптимальной является III группа функционального состояния. У обследуемых I, II и IV групп в покое имелись те или иные дизрегуляторные проявления.

При обследовании 640 спортсменов (10–21 года) у 65–72% из них (независимо от возраста, пола и специфики спорта) была выявлена III группа функционального состояния. Для спортсменов этой группы в основном характерен гипо- и эукинетический тип кровообращения, а для спортсменов I и II групп – гиперкинетический.

В отношении же IV группы для высококвалифицированных спортсменов ситуация складывается подобно ситуации с ПАРС. Если у неспортсменов выраженное преобладание парасимпатического отдела ВНС над симпатическим свидетельствует о состоянии вегетативной дисфункции и регуляторных нарушениях, то у спортсменов это является отличительной особенностью их РКГ. Н.И. Шлык (2010) отмечает, что у спортсменов этот тип регуляции может иметь физиологический характер при условии динамических наблюдений ВРС.

По мнению И.В. Гуштуровой и А.Л. Макарова (2011), стабильная IV группа ВРС у спортсменок-легкоатлетов высокого класса, при приближении к соревнованиям, является прогностически благоприятным признаком для демонстрации высоких результатов выступлений.

Из обследованных нами 71 спортсмена сборных команд лыжных видов спорта в подготовительный период тренировочного цикла 28,1% имели IV тип регуляции. Однако основным типом явился именно III тип, что составило 59,3% от числа обследуемых (рис. 21).
Распределение спортсменов сборных команд по типу функционирования регуляторных систем по методике Н.И. Шлык
Рис. 21. Распределение спортсменов сборных команд по типу функционирования регуляторных систем по методике Н.И. Шлык
В то же время у лиц, не занимающихся спортом, количество отнесенных к IV группе составило только 15,8% (Шлык Н.И., 2008). А при обследовании нами 40 учащихся училища олимпийского резерва – уже 32,3%. При этом данные других исследований в целом указывали на высокое функциональное состояние этой группы лиц и высокие спортивные результаты. Такие расхождения, по-видимому, связаны с разнородностью выборок.

Таким образом, переход спортсменов в IV группу не обязательно означает утомление и перетренированность. Это может быть тренировочный эффект и экономизация функции, особенно у высококвалифицированных спортсменов, тренирующих выносливость. При росте спортивной квалификации в подготовительный период тренировочного цикла также наблюдается переход спортсменов в IV группу. Парасимпатическую дисфункцию и дезадаптацию следует искать у спортсменов IV группы при тренировке таких качеств, как сила, быстрота, ловкость.

Важно помнить, если Вы получили данные, позволяющие отнести спортсмена к IV группе, проверьте еще раз наличие синусового ритма и отсутствие нарушений ритма в записи РКГ. Часто IV тип регуляции регистрируется при миграции водителя ритма или предсердных экстрасистолах, которые исследователь при записи может пропустить.

Точно так же в случае перехода атлета во II группу это может означать не срыв адаптации, а приближение к состоянию спортивной «формы», особенно в соревновательный период тренировочного цикла.

Если это не учитывать данной динамики в условиях тренировочного процесса, то можно сделать неправильные выводы на основании данных РКГ. В плане дифференциальной диагностики состояний перетренированности и спортивной «формы» помогут данные функциональных проб, других обследований, сбор спортивного анамнеза (рост или отсутствие спортивного результата), предыдущие записи. Игнорирование этих данных приводит к полной дискредитации метода РКГ при его использовании в спортивной практике.

В программное обеспечение многих ритмокардиографов входит автоматическое определение типа вегетативной регуляции в зависимости от преобладающего тонуса вегетативной нервной системы. Типы вегетативной регуляции ритма сердца по методике Р.М. Баевского представлены в табл. 9.

Согласно данным автора, большинство обследованных независимо от возраста и пола были отнесены к III группе, что расценивается по данной методике как оптимальное состояние регуляторных систем организма.

Наблюдения в течение 3–5 лет за испытуемыми этой группы показали, что в норме в покое у каждого индивидуума оптимальный тип регуляции сердечного ритма сохраняется и изменяется лишь при больших стрессовых нагрузках и донозологических состояниях, что является доказательством генетической детерминированности данного типа регуляции сердечного ритма.

Таким образом, согласно физиологической целесообразности, по мнению Н.И. Шлык (1994), в норме оптимальной является III группа функционального состояния. У обследуемых I, II и IV групп в покое имелись те или иные дизрегуляторные проявления.

При обследовании 640 спортсменов (10–21 года) у 65–72% из них (независимо от возраста, пола и специфики спорта) была выявлена III группа функционального состояния. Для спортсменов этой группы в основном характерен гипо- и эукинетический тип кровообращения, а для спортсменов I и II групп – гиперкинетический.

В отношении же IV группы для высококвалифицированных спортсменов ситуация складывается подобно ситуации с ПАРС. Если у неспортсменов выраженное преобладание парасимпатического отдела ВНС над симпатическим свидетельствует о состоянии вегетативной дисфункции и регуляторных нарушениях, то у спортсменов это является отличительной особенностью их РКГ. Н.И. Шлык (2010) отмечает, что у спортсменов этот тип регуляции может иметь физиологический характер при условии динамических наблюдений ВРС.

По мнению И.В. Гуштуровой и А.Л. Макарова (2011), стабильная IV группа ВРС у спортсменок-легкоатлетов высокого класса, при приближении к соревнованиям, является прогностически благоприятным признаком для демонстрации высоких результатов выступлений.

Из обследованных нами 71 спортсмена сборных команд лыжных видов спорта в подготовительный период тренировочного цикла 28,1% имели IV тип регуляции. Однако основным типом явился именно III тип, что составило 59,3% от числа обследуемых (рис. 21).
Типы вегетативной регуляции по Р.М. Баевскому
Типы вегетативной регуляции по Р.М. Баевскому
У тренированного спортсмена в покое следует ожидать наличие парасимпатикотонического или преимущественно парасимпатикото­нического типа регуляции ритма сердца. Симпатикотонический тип не согласуется с понятиями тренированности и адаптированности и чаще связан с перетренированностью или патологией.

Анализ корреляционных связей при различных типах регуляции ритма выявил наличие существенных различий механизмов организации взаимодействий параметров вариабельности ритма. По данным Г.А. Адельшиной и соавт. (2006), у лиц, не занимающихся спортом, наибольшая устойчивость механизмов регуляции отмечается при нормотоническом типе. Он может быть охарактеризован как состояние равновесия гомеостатических функциональных систем организма. Симпатотонический и ваготонический типы создаются на основе усложнения структуры системной организации управления регуляцией и возрастания взаимных корреляционных отношений между важнейшими ее показателями.

В то же время у спортсменов с умеренно выраженной ваготонией отмечается экономизация функционирования дыхательной и сердечно-сосудистой систем в условиях относительного покоя, высокий уровень физической работоспособности в аэробном режиме, а также более быстрое и качественное восстановление показателей гемодинамики в ответ на стандартную физическую нагрузку.

Влияние симпатического отдела нервной системы, с одной стороны, позволяет выполнять простые реакции на высоком уровне, а с другой – лимитирует выполнение сложных сенсомоторных реакций, к которым и относится спортивная деятельность (Павлова Н.В., Линдт Т.А., 2008). Организм спортсменов с повышенной активностью симпатоадреналовой системы работает в более напряженном режиме (Макарова И.М., 2008).

Показано, что усиление симпатоадреналовых влияний способствует нарушению процессов долговременной адаптации к спортивным нагрузкам, а симпатикотонический тип регуляции ритма сердца у спортсменов многие авторы относят к патологическому типу регуляции (Журавлева А.И., Граевская Н.Д., 1993; Земцовский Э.В., 1995; Иорданская Ф.А., Юдинцева М.С., 1997; Гаврилова Е.А., 2007).

Из 214 обследованных нами спортсменов различной квалификации и направленности тренировочного процесса в подготовительный период тренировочного цикла (Гаврилова Е.А., 2001) симпатикотонический тип регуляции ритма сердца был выявлен лишь у 7 спортсменов. При этом у шести из них была диагностирована стрессорная кардиомиопатия. По данным О.В. Коломиец (2004), наличие симпатикотонического типа регуляции в значительной мере обусловлено соматическими дисфункциями позвоночно-двигательного сегмента. Это также отмечается при пробе с физической нагрузкой.

Однако следует отметить, что при выполнении нагрузки спортсменом растет минутный объем кровотока и централизация управления ритмом, что влечет за собой рост ЧСС и снижение разброса кардиоинтервалов. Поэтому при физических нагрузках наблюдается переход от парасимпатикотонии к симпатикотонии с восстановлением регуляции в покое.

•••
Заканчивая описание основных показателей ритмограммы, используемых в России и международной практике, приведем их распределение по значимости в оценке отдельных звеньев регуляции (табл. 10).
Примечание. ↑ – прямая зависимость, ↓ – обратная зависимость.
Как следует из табл. 10, показатели всех трех групп: статистические, частотные и комплексные – могут быть использованы для анализа состояния основных регуляторных систем организма. Так, например, рост автономной регуляции организма отражается в повышении значений таких показателей, как NN, dХ, Мо, RMSSD, NN50, NN50%, HF, а также снижении показателей LF, LF/HF, VLF, ВПР и ИН.
Распределение основных показателей ритмокардиограммы по их взаимосвязи с регуляторными системами
Примечание. ↑ – прямая зависимость, ↓ – обратная зависимость.

Как следует из табл. 10, показатели всех трех групп: статистические, частотные и комплексные – могут быть использованы для анализа состояния основных регуляторных систем организма.

Так, например, рост автономной регуляции организма отражается в повышении значений таких показателей, как NN, dХ, Мо, RMSSD, NN50, NN50%, HF, а также снижении показателей LF, LF/HF, VLF, ВПР и ИН.