The effect of hyper-gravity with pulse acceleration was studied in 156 boys and girls by means of device «Power Plate». This paper presents the regularities of behavior parameters quasi-attractors of state vector organism of human being in multidimensional phase space of states in the conditions of pulse hyper-gravitational physical load. The effects were evaluated by means of pulso-metry, rheovasography and the multifunctional complex M35 (USA). Processing of the results was carried out on a license package of statistical programs and methods for neural network to identify the parameters of the order. It is established that a single exposure to a pulsed physical hyper-gravitational activity the regulation of the cardiovascular system is manifested by the change of the distance between the centers of quasi-attractors state vector of the human organism, as well as the volume of m-dimensional parallelepiped, bounding quasi-attractors, due to the factors of gender and the initial level of frequency of cardiac rhythm. Features of change of parameters of the regional hemodynamics and blood pressure in young people with normal cardiac rhythm and tachycardia were identified. Low-amplitude hyper-gravity of an untrained people with normal cardiac rhythm provokes various changes of the quasi-attractors parameters. Informative methods of the theory of chaos and self-organization in the study of the influence of stress on the human body were presented. In the researches, according to multiparameters, on the influence of hyper-gravity on the function of the cardiovascular system greater prognostic importance are the results of data processing by means of the method of multidimensional phase spaces.
hyper-gravity, physical load, quasi-attractors, theory of chaos and self-organization, cardiovascular system
Введение. Импульсная гипергравитационная физическая нагрузка (ИГФН) является эффективным методом спортивной тренировки, благодаря воздействию на нейромышечную систему одновременно нескольких тренирующих факторов: трехмерностью воздействующего на тело ускорения регулируемой величины, интенсивной стимуляции про-приорецепторов и высокой частотой рефлекторно вызванных мышечных сокращений - 30-50 в секунду [1]. Показано, что при воздействии ИГФН на мышцы человека в течение несколько десятков секунд активируются различные физиологические системы организма. Так, для системы кровообращения характерным является 4-5 кратное увеличение скорости кровотока в тренируемых мышцах за счет интенсивной активации так называемого мышечного насоса [2,3]. Мышечная система реагирует быстрым повышением показателей изометрической и взрывной сил [4], опорно-двигательный аппарат - увеличением объема движения в суставах, а стимуляция механизмов регуляции нейро-мышечной системы ведет к совершенствованию координации движений и равновесия [5].
Благодаря многократному усилению локального кровотока в мышцах, при физической нагрузке ускорением не происходит накопления молочной кислоты [6], что благоприятно сказывается на их работоспособности. Непосредственно после кратковременного воздействия ИГФН на нейромышечную систему человека в плазме крови возрастают концентрации анаболических гормонов (гормон роста, инсулиноподобный фактор роста-1, тестостерон) а также повышаются уровни норадреналина и серотонина [7,8]. Это свидетельствует об активации механизмов регуляции гормональной и медиаторных систем мозга человека в результате интенсивной стимуляции проприорецепторов скелетных мышц, выявлено посттренировочное уменьшение в плазме крови концентрации кортизола [9]. Снижается тонус симпатической и парасимпатической нервной системы, что отражается на вегетативной регуляции функций кровообращения, дыхания, процессов метаболизма [10,11].
Таким образом, применение ИГФН в процессе физической тренировки вызывает многопараметрический ответ физиологических систем организма человека. Ключевой физиологической системой в адаптации к физической нагрузке является сердечно-сосудистая система. В литературе отсутствуют данные о влиянии полифакторного тренинга ускорением на показатели вариабельности сердечного ритма (ВСР) и вегетативного баланса. Особый интерес подобные исследования представляют в рамках компарментно-кластерного подхода (ККП), позволяющего решить проблему идентификации параметров квазиаттрактора вектора состояния организма человека (ВСОЧ), определить параметры хаоса и синергизма в биологической динамической системе (БДС) и на основе этого спрогнозировать поведение отдельных функциональных систем организма (ФСО) и всего организма в целом. В связи с этим представляется актуальным изучение хаотической динамики ВСОЧ в условиях ИГФН и моделирование происходящих при этом процессов в многомерном фазовом пространстве состояний (ФПС) с использованием методов теории хаоса и самоорганизации (ТХС), которые все шире используются в математической биологии и биофизике сложных систем [12].
Материалы и методы исследования. 1. Дизайн и объект исследования. В соответствии с поставленными целью и задачами работы нами было исследовано 156 человек. Все участники исследования в зависимости от задач исследования были разделены на три группы:
- 1 группу составили 86 юношей и девушек в возрасте 18,53±0,36 лет с нормальным и учащённым сердечным ритмом, принявших участие в исследовании кратковременных регуляторных реакций сердечно-сосудистой системы организма человека молодого возраста во время и после однократной ИГФН и обычного статического приседа (СП) методами кардиоинтервалографии и ТХС;
- 2 группу составили 20 юношей в возрасте 20,3±0,99 лет с нормальным и учащённым сердечным ритмом, принявших участие в исследовании кратковременных регуляторных реакций региональной гемодинамики в сосудах артериального русла организма человека молодого возраста после кратковременной проприоцептивной стимуляции различной интенсивности методами реовазографии и ТХС;
- 3 группу составили 50 юношей и девушек в возрасте 18,46±0,16 лет с нормальным и учащённым сердечным ритмом, принявших участие в исследовании изменения артериального давления после кратковременной проприоцептивной стимуляции различной интенсивности с позиции стохастического и синергетического подходов.
Критерии включения в исследуемые группы: возраст от 18 до 25 лет; ЧСС в состоянии покоя 60-80 уд/мин для обследуемых с нормальным сердечным ритмом и 90-110 уд/мин для обследуемых с учащённым сердечным ритмом; отсутствие опыта физических нагрузок с импульсной гипергравитацией до начала исследования.
Критерии исключения: хроническая венозная недостаточность в стадии декомпенсации; тромбоз; тяжелая сердечно-сосудистая патология, артериальная гипертензия 111 ст.; наличие электрокардиостимулятора; острые воспалительные заболевания; онкологические и иммунопроли-феративные заболевания; аутоиммунные заболевания; открытые раны, кожные заболевания (экзема, нейродермит); наличие штифтов и пластин для репозиции костных отломков в первые 8 недель; эндопротезирование суставов; грыжа позвоночника, дископатия в момент рецидива; жел-чекаменная болезнь; мочекаменная болезнь; мигрень; эпилепсия; сахарный диабет тяжелого течения; заболевания сетчатки глаза; наличие внутриматочных спиралей; беременность, период лактации.
Все потенциальные участники проекта были ознакомлены с правилами и противопоказаниями и брали на себя
1. Pyatin VF, Shirolapov IV. Odnokratnaya vibratsionnaya nagruzka znachitel´no uvelichivaet skorosť ekspiratornogo vozdushnogo potoka u cheloveka. Vestnik TGU. Seriya «Biolo-giya i ekologiya». 2009;2:38-42. Russian.
2. Lohman E, Petrofski J, Maloney-Hinds C. The effect of whole body vibration on lower extremity skin blood flow in normal subjects. Med Sci Monit. 2007;13(2):71-6.
3. Lythgo N, Eser P, de Groot P, Galea M. Whole-body vibration dosage alters leg blood flow. Clin. Physiol. Funct. Imaging. 2009;29(l):53-9.
4. Rehn B, Lidstrom J, Skoglund J. Effects on leg muscular performance from whole-body vibration exercise: a systematic review. Scand J Med Sci Sports. 2007;17:2-11.
5. Rees S, Murphy A, Watsford M. Effects of whole-body vibration exercise on lower-extremity muscle strength and power in an older population: a randomized clinical trial. Phys. Ther. 2008;88:462-70.
6. Rittweger J, Bélier G, Felsenberg D. Acute physiological effects of exhaustive whole body vibration exercise in men. Clin. Physiol. 2000;20:134-42.
7. Cardinale M, Soiza RL, Leiper JB, Gibson A, Primrose WR. Hormonal responses to a single session of whole body vibration exercise in elderly individuals. Br J Sports Med. 2008 Apr 15.
8. Goto K, Takanatsu K. Hormone and lipoiytic responses to whole body vibration in young men. Japan. J. Physiol. 2005;55:279-84.
9. Erskine J, Smillie I, Lieper J, Cardinale M. Neuromuscu-lar and hormonal responses to a single session of whole body vibration exercise in healthy young men. Clin Physiol Funct Imaging. 2007;27(4):242-8.
10. Pyatin VF, Zhestkov AV, Shirolapov IV, Veretel´nik EN. Uvelichenie skorosti ekspiratornogo vozdushnogo potoka u pozhilykh zhenshchin pri odnokratnoy vibratsionnoy fizi-cheskoy nagruzke. Vestnik TGU. Seriya «biologiya i ekologiya». 2007;14:38-43. Russian.
11. Pyatin VF, Shirolapov IV. Fizicheskaya nagruzka uskoreniem - rasshirenie reabilitatsionnykh vozmozhno-stey vosstanovitel´noy meditsiny. Vestnik vosstanovi-tel´noy medit-siny. 2009;29(l):24-8. Russian.
12. Es´kov VM, Khadartsev AA, Filatova OE. Sinergetika v klinicheskoy kibernetike Chasť 1. Teoreticheskie osnovy sis-temnogo sinteza i issledovaniy khaosa v biomeditsinskikh sis-temakh. Samara: OOO «Ofort»; 2006. Russian.
13. Nozdrachev AD, Shcherbatykh YuV. Sovremennye spo-soby otsenki funktsional´nogo sostoyaniya avtonomnoy (vegetativnoy) nervnoy sistemy. Fiziologiya cheloveka. 2001;27:95-101. Russian.
14. Blom EH, Olsson EMG, Serlachius E. Heart rate variability is related to self-reported physical activity in a healthy adolescent population. Eur J Appi Physiol. 2009;106(6):877-83.
15. Hazell T, Thomas G, DeGuire J. Vertical whole-body vibration does not increase cardiovascular stress to static semi-squat exercise. Eur J Appi Physiol. 2008;104:903-8.
16. Van der Meer G, Zeunstra E, Tempelaars J. Hand-book of Acceleration Training. Monterey: Healthy Learning; 2007.
