smjournalСпортивная медицина: наука и практикаSports medicine: research and practice2223-25242587-9014NEICON10.47529/2223-2524.2021.1.3smjournal-251Research ArticleФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ СПОРТАSPORTS PHYSIOLOGY AND BIOCHEMISTRYПричины брадикардии при статической дыхательной гипоксии у спортсменовCauses of bradycardia with static respiratory hypoxia in athleteshttps://orcid.org/0000-0002-0958-5610ВагинЮ. Е.VaguineYu. E.

Вагин Юрий Евгеньевич, д.м.н., специалист лаборатории системных механизмов спортивной деятельности

125009, Москва, Моховая ул., 11+7 (916) 839­24­53

Yuriy E. Vaguine, MD, D.Sc. (Medicine), specialist of the laboratory of systemic mechanisms of sports activity

11, Mokhovaya str., Moscow, 125009+7 (916) 839­24­53

yuvaguine@yandex.ruФГБНУ «Научно-исследовательский институт нормальной физиологии им. П. К. Анохина»РоссияP. K. Anokhin Institute of Normal PhysiologyRussian Federation2021190520211113036Copyright © Вагин Ю.Е., 20212021Вагин Ю.Е.Vaguine Y.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.smjournal.ru/jour/article/view/251

По одним литературным сведениям, при произвольной длительной задержке дыхания (ЗД) частота сердечных сокращений (ЧСС) увеличивается, а по другим — уменьшается.

Цель исследования

Цель исследования: определить психофизиологические параметры, которые вызывают изменение ЧСС при ЗД у спортсменов с различной устойчивостью к дыхательной гипоксии.

Материалы и методы

Материалы и методы: ЧСС при ЗД исследовали у 14 начинающих спортсменов, 15 баскетболистов и 12 пловцов­-ныряльщиков. Регистрировали длительность ЗД. ЧСС регистрировали на мониторе сердечного ритма. После регистрации электрокардиограммы вычисляли стандартное отклонение длительности сердечных циклов. Насыщение артериальной крови кислородом измеряли пульсоксиметром. Статистически значимые значения коэффициента корреляции (r) были ≥0,33 при p < 0,05.

Результаты

Результаты: установлено, что из 41 спортсмена ЧСС увеличилась более 5 % у 4­-х, изменилась незначительно у 7­-ми и уменьшилась менее 5 % у 30-ти. У начинающих спортсменов была тахикардия, и ЗД быстро прерывалась императивным вдохом. Насыщение артериальной крови кислородом у них не менялось и не влияло на изменение ЧСС. Уменьшение ЧСС у пловцов-ныряльщиков по сравнению с двумя другими группами обследованных людей было статистически значимым (p < 0,05). Длительность ЗД имела прямую корреляционную связь (r = 0,5) с брадикардией у этих людей. Длительность ЗД обуславливала (r = 0,8) гипоксию, величина которой также прямо влияла (r = 0,38) на выраженность брадикардии. Кроме того, уменьшение ЧСС зависело от высокой ЧСС (r = 0,36) и низкой вариабельности сердечного ритма (r = 0,38) перед ЗД.

Заключение

Заключение: тахикардия возникает у начинающих спортсменов, испытывающих ощущение дискомфорта при ЗД. Брадикардия возникает у спортсменов с установкой на длительную ЗД без неприятных ощущений. Симпатикотония в предстартовом состоянии предопределяет выраженность брадикардии при ЗД. Длительность ЗД и возникающая при этом гипоксия обеспечивают возникновение брадикардии.

According to some literature data, during voluntary long-term breath holding (BH), the heart rate (HR) increases, and according to others, it decreases.

Objective

Objective: to determine the psychophysiological parameters that cause a change in HR during BH in athletes with different resistance to respiratory hypoxia.

Materials and methods

Materials and methods: HR at BH was studied in 14 beginner athletes, 15 basketball players and 12 swimmers-divers. Duration of BH was recorded. The HR was recorded on a heart rate monitor. After recording an electrocardiogram, the standard deviation of the duration of cardiac cycles was calculated. The arterial oxygen saturation was measured with a pulse oximeter. The statistically significant values of the correlation coefficient (r) were ≥0.33 with p < 0.05.

Results

Results: it was found that out of 41 sportsmen, HR increased by more than 5 % in 4, changed insignificantly in 7 and decreased by less than 5 % in 30. Beginner athletes had tachycardia, and BH was quickly interrupted by an imperative inhalation. The saturation of arterial blood with oxygen did not change and did not affect the change in HR. The decrease in heart rate in swimmers-divers in comparison with the other two groups of people examined was statistically significant (p < 0.05). The duration of BH had a direct correlation (r = 0.5) with bradycardia in these people. The duration of BH caused (r = 0.8) hypoxia, the value of which also directly influenced (r = 0.38) the severity of bradycardia. In addition, the decrease in HR depended on high HR (r = 0.36) and low HR variability (r = 0.38) before BH.

Conclusion

Conclusion: tachycardia occurs in beginner athletes who experience discomfort with BH. Bradycardia occurs in sportsmen with a long-term BH setting without discomfort. Sympathicotonia in the prelaunch state predetermines the severity of bradycardia in BH. The duration of BH and the resulting hypoxia provide the occurrence of bradycardia.

задержка дыханияпроба Штангечастота сердечных сокращенийтахикардиябрадикардиягипоксиявариабельность сердечного ритмаbreath holdingSchtange testheart ratetachycardiabradycardiahypoxiaheart rate variabilityReferencesЛанда Б.Х. Методика комплексной оценки физического развития и физической подготовленности. М.: Совет. cпорт; 2011. 348 c.Landa B.Kh. Methodology for a comprehensive assessment of physical development and physical fitness. Moscow: Sovet. Sport Publ.; 2011. 348 p. (In Russ.).Кузнецов В.С., Колодницкий Г.А. Физическая культура. М.: Кнорус; 2014. 256 с.Kuznetsov V.S., Kolodnitskiy G.A. Physical culture. Moscow: Knorus Publ.; 2014. 256 p. (In Russ.).Hering H.E. Analysis of pulsus irregularis perpetuus. PragMed. Wocenschr. 1903;28:377–381.Hering H.E. Analysis of pulsus irregularis perpetuus. Prag-Med. Wocenschr. 1903;28:377–381.Смирнов В.М., Судаков К.В. Словарь-справочник по физиологии. М.: МИА; 2010. 504 c.Smirnov V.M., Sudakov K.V. Dictionary of Physiology. Moscow: MIA Publ.; 2010. 504 p. (In Russ.).Stromme S.B., Ingjer F. Comparison of diving bradycardia and maximal aerobic power. Aviat. Space Environ. Med. 1978;49(11):1267–1270.Stromme S.B., Ingjer F. Comparison of diving bradycardia and maximal aerobic power. Aviat. Space Environ. Med. 1978;49(11):1267–1270.Kiviniemi A.M., Breskovic T., Uglesic L., Kuch B., Zubin Maslov P., Sieber A., et al. Heat rate variability during static and dynamic breath-hold divers in elite divers. Autonom. Neurosci. 2012;169(2):95–101. https://doi.org/10.1016/j.autneu.2012.05.004Kiviniemi A.M., Breskovic T., Uglesic L., Kuch B., Zubin Maslov P., Sieber A., et al. Heat rate variability during static and dynamic breath-hold divers in elite divers. Autonom. Neurosci. 2012;169(2):95–101. https://doi.org/10.1016/j.autneu.2012.05.004Schagatay E., Kampen M., Emanuelsson S., Holm B. Effects of physical and apnea training on apneic time and the diving response in humans. Eur. J. Appl. Physiol. 2000;82(3):161–169. https://doi.org/10.1007/s004210050668Schagatay E., Kampen M., Emanuelsson S., Holm B. Effects of physical and apnea training on apneic time and the diving response in humans. Eur. J. Appl. Physiol. 2000;82(3):161–169. https://doi.org/10.1007/s004210050668Вагин Ю.Е., Зеленкова И.Е., Фудин Н.А. Системные механизмы целенаправленного увеличения задержки дыхания при спортивной деятельности. Спортивная медицина: наука и практика. 2015;(2):24–32. https://doi.org/10.17238/issn2223-2524.2015.2.24Vaguine Yu.E., Zelenkova I.E., Fudin N.A. Systemic mechanisms of purposeful increase in breath holding during sports activity. Sportivnaya meditsina: nauka i praktika = Sports medicine: research and practice. 2015;(2):24–32. (In Russ.). https://doi.org/10.17238/issn2223-2524.2015.2.24Вагин Ю.Е., Зеленкова И.Е. Механизмы физической выносливости и гипоксической устойчивости фридайверов, баскетболистов и нетренированных людей при физической работе с прерывными задержками дыхания. Теория и практика физической культуры. 2016;(7):18–20.Vaguine Yu.E., Zelenkova I.E. Mechanisms of physical endurance and hypoxic stability of freedivers, basketball players and untrained people during physical work with intermittent breath holding. Teoriya i praktika fizicheskoi kul’tury = Theory and Practice of Physical Culture. 2016;(7):18–20. (In Russ.).Czermak J.N. Untersuchungen über die Wirkung starker Vagus-Reizung auf den Herzschlag. Pflüger, Archiv für die Gesammte Physiologie des Menschen und der Thiere. 1868;1(1):644–650. https://doi.org/10.1007/bf01640331Czermak J.N. Untersuchungen über die Wirkung starker Vagus-Reizung auf den Herzschlag [Studies on the effect of strong vagus irritation on the heartbeat]. 1868;1(1):644–650. (In German). https://doi.org/10.1007/bf01640331Hering H.E. Ueber die Wand des Sinus caroticus als Reizempfänger und den Sinusnerv als zentripetale Bahn für die Sinusreflexe. DMV — Deutsche Medizinische Wochenschrift. 1925;51(28):1140–11141. https://doi.org/10.1055/s-0028-1136917Hering H.E. Ueber die Wand des Sinus caroticus als Reizempfänger und den Sinusnerv als zentripetale Bahn für die Sinusreflexe [Over the wall of the carotid sinus as a stimulus receiver and the sinus nerve as a centripetal path for the sinus reflexes]. DMV — Deutsche Medizinische Wochenschrift. 1925;51(28):1140– 11141. (In German). https://doi.org/10.1055/s-0028-1136917Хельсинкская декларация Всемирной медицинской ассоциации. 1964 [Internet]. Available from: https://x7cpr.com/wp-content/uploads/2018/10/Declaration-of-Helsinki.pdfWMA Declaration of Helsinki — Ethical Principles for Medical Research Involving Human Subjects. 1964 [Internet]. Available from: https://x7cpr.com/wp-content/uploads/2018/10/Declaration-of-Helsinki.pdfБаевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В., Гаврилушкин А.П., Довгалевский П.Я., Кукушкин Ю.А., и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем: Метод. реком. Вестник аритмологии. 2001;(24):65–87.Baevskii R.M., Ivanov G.G., Chireikin L.V., Gavrilushkin A.P., Dovgalevskii P.Ya., Kukushkin Yu.A., et al. Heart rate variability analysis using different electrocardiographic systems: method. recom. Vestnik aritmologii = Journal of arrhythmology. 2001;(24):65–87. (In Russ.).Ковалева А.В., Панова Е.Н., Горбачева А.К. Анализ вариабельности ритма сердца и возможности его применения в психологии и психофизиологии. Современная зарубежная психология. 2013;(1):35–50.Kovaleva A.V., Panova E.N., Gorbatcheva A.K. Analysis of heart rate variability and possibility of its utilization in psychology and psychophysiology. Sovremennaya zarubezhnaya psikhologiya = Journal of Modern Foreign Psychology. 2013;(1):35–50. (In Russ.).Кожанов В.В. Саморазвитие культуры здоровья студента в процессе спортивно ориентированного физического воспитания. Теория и практика физической культуры. 2006;(2):12–14.Kozhanov V.V. Self-development of a student’s health culture in process of sports focused physical education. Teoriya i praktika fizicheskoy kul’tury = Theory and Practice of Physical Culture. 2006;(2):12–14. (In Russ.).Зеленкова И.Е. Разучиться дышать. М., СПб.: Нестор-История; 2015. 78 сZelenkova I.E. Unlearn to breathe. Moscow, St.-Petersburg: Nestor-Istoriya Publ.; 2015. 78 p. (In Russ.).Вагин Ю.Е. Неравномерность ритма дыхания как показатель эмоционального напряжения. Сеченовский вестник. 2015;20(2):13–23.Vaguine Yu.E. Uneven breathing rhythm as an indicator of emotional stress. Sechenovskii vestnik = Sechenov Medical Journal. 2015;20(2):13–23. (In Russ.).Цыбулина А.В. «Язык одышки» при различных заболеваниях. Бюллетень медицинских интернет-конференций. 2013;3(2):129.Tsybulina A.V. «Dyspnoea languish» for various diseases. Byulleten’ meditsinskikh internet-konferentsii = Bulletin of Medical Internet Conferences. 2013;3(2):129. (In Russ.).Иржак Л.И. Спектральные показатели вариабельности сердечного ритма у человека в условиях острой нормобарической гипоксии. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2015;(1):108–113.Irzhak L.I. Spectral indicators of heart rate variability in humans under conditions of acute normobaric hypoxia. Rossiiskii fiziologicheskii zhurnal im. I.M. Sechenova = Russian Journal of Physiology. 2015;(1):108–113. (In Russ.). DOI — нет. PMID: нет.Nesterov S. V. Autonomic regulation of the heat rate in human under conditions of experimental hypoxia. Human Physiology. 2005;31(1):70–74. https://doi.org/10.1007/s10747-005-0010-7Nesterov S.V. Autonomic regulation of the heat rate in human under conditions of experimental hypoxia. Human Physiology. 2005;31(1): 70–74. https://doi.org/10.1007/s10747-005-0010-7Волкова Н.М. Влияние гипоксии и блокирования бета-адренорецепторов коры больших полушарий на сердечный ритм у крыс. Вятский медицинский вестник. 2013;(2):12–15.Volkova N.M. The effect of hypoxia and blocking of betaadrenergic receptors of the cerebral hemispheres on the heart rate in rats. Vyatskii meditsinskii vestnik = Medical Newsletter of Vyatka. 2013;(2):12–15. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.