Введение

Актуальность проблемы. Вопрос о возможности произвольного регулирования ритма сердечных сокращений длительное время является актуальным, особенно в области физиологии труда и спорта, корригирующей гимнастики и кардиологической клиники.

Разработанные методические подходы этого принципа получили международное признание и осваиваются медицинской и спортивной практикой (С.В. Кучеренко и др., 1982; B.Ariel Gideon, 1985; S.David Gans 1985; T. Kadil еt аТ, 1985; A.Perski еt аК, 1985; L. Steven Wolf, 1985; С.А.Бугаев и др., 1986; А.Ф. Синяков, 1994; М.Е. Погадаев, О.С. Коган, 2002; О.С. Коган, 2004).

В вышеуказанных исследованиях основное внимание, как правило, уделяется средней частоте сердечных сокращений (ЧСС), представляющей собой уже конечный, интегрированный результат различных экзо- и эндогенных регуляторных влияний, отражающих разные уровни управления сердечной деятельностью человека (В.П.Казначеев и др., 1980; Р.М.Баевский и др., 2001; А.Я. Рыжов, 1990, 1995; И. И. Макарова и др., 2012).

отметить, что в структуре РС содержатся колебательные компоненты в виде дыхательных и недыхательных волн, а также непериодических аритмических процессов, называемых обычно фрактальными компонентами (Э.Л.Голдбергер и др., 1990; Е.Федер, 1991; Е.А. Белякова, 2009). Управление ими, естественно, осуществляется многоуровневыми и нелинейными системами регуляции сердца, особенно в процессе «контроля» над переходными процессами, изучающимися как интегративно, так и в индивидуальном варианте.

Цель исследования дать физиологическую оценку системе регулирования ритма сердца при управляемом воздействии на испытуемых варьированными средствами физической культуры и акустических раздражений с использованием механизма обратной связи.

Задачи: 1) проанализировать особенности вариативности параметров РС испытуемых в процессе выполнения ими дозированной физической нагрузки и при идеомоторном ее воспроизведении; 2) на базе заданной в первой серии физической работы выявить характер основных составляющих РС, в том числе при 50-процентном ее воспроизведении на основе «мышечной» памяти; 3) по данным индивидуальных исследований комплекса ритмических параметров сердца охарактеризовать особенности его регуляции при ступенчатом варианте физической нагрузки; 4) представить характеристику физиологических особенностей опосредованного управления ритмической активностью сердца в экспериментах с акустическими имитациями ЧСС.

Научная новизна: 1. Впервые по данным вариативности РС, вызванной комплексом различных физических нагрузок и их идеомоторной имитации выявлены характерные особенности косвенного управления сердцем, как «многокомпонентной регулируемой системой». На основании анализа вариативности параметров РС испытуемых, в процессе выполнения дозированной физической нагрузки, выявлен характер согласования полученных при этом основных ритмических составляющих с воспроизводимыми их аналогами.

2. Физиологическая интерпретация характера РС и его компонентов позволили выявить индивидуальные особенности механизмов регуляции сердца при дозированной физической нагрузке, а также при ее 50-процентном и ступенчатом идеомоторных вариантах.

Положения, выносимые на защиту. 1.Под влиянием физической нагрузки и ее идеомоторной имитации проявляются условно два аспекта РС - эрготропный, выражающийся в изменениях ЧСС с соответствующими статистическими параметрами, и информационный, характеризующийся частотными, фрактальными и спектральными составляющими.

2. Косвенное управление ритмом сердца посредством варьируемой физической нагрузки и ее имитации оценивается как своеобразный системный поиск полезного результата на основе обратной связи. Характер поиска определяется состоянием симпатической и парасимпатической систем управления РС с периодическим включением подкорковых регуляторных центров.

3. Акустическое воздействие на испытуемых вызывает менее выраженное напряжение регуляторных механизмов сердца, по сравнению с мышечной деятельностью, однако, в акустическом варианте также может наблюдаться инициальная реакция, обычно симпатикотонического направления, что расценивается нами как проявление ориентировочного рефлекса, с последующей парасимпатической компенсацией.

Теоретическая и практическая значимость работы. 1. Диссертация выполнена в аспекте основных теоретических положений классической отечественной и зарубежной физиологии. Она вносит определенный вклад в ряд аспектов учения К.М. Быкова о роли нервной системы в управлении висцеральными функциями человека, в теоретические положения отдельных

сторон учения П.К.Анохина о функциональной системе и В.Н.Черниговского о привыкании в висцеральных системах. Именно габитуативными механизмами, вероятнее всего, объясняется выявленное у испытуемых взаимокомпенсирующее усиление симпатического и парасимпатического тонуса при представленных в диссертации воздействиях.

2. Прикладной аспект диссертации: 1) рекомендован разработанный и апробированный метод косвенного полианализаторного (визуального, проприоцептивного и аурального) управления РС, с учетом индивидуальных особенностей испытуемых; 2) данный метод вносит вклад в исследовательскую программу сертифицированной РАЕ научной школы Тверского государственного университета «Физиология трудовых процессов»; 3) результаты диссертационного исследования используются в преподавании физиологии, нейрофизиологии, физиологии ЦНС в условиях вуза (лекции, семинары, лабораторные и практические работы).

Апробация: Результаты исследований опубликованы и доложены на конференциях студентов и аспирантов (Тверь, 2004, 2005, 2014 гг.), на XIX съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (Санкт-Петербург, 2004), на XX съезде Физиологического общества им. Павлова (Москва, 2007), на международной научно-практической конференции (Пенза, 2010), на XXII съезде физиологов им. И.П. Павлова (Волгоград, 2013), на семинарах учебно­научной лаборатории «Медико-биологических проблем человека» при кафедрах физиологии (2004-2006 гг.), биомедицины (2007-2013 гг.) и биологии (2014 г) ТвГУ.

Публикации: По теме диссертации было опубликовано 18 научных работ, из которых 7 - в рецензируемой печати.

Структура и объем диссертации: Диссертация выполнена в плане госбюджетного финансирования, а также как часть научного проекта, поддержанного грантами РГНФ 07-06-57607 и 09-06-576-01 а/ц. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания методики и организации исследования, результатов, их обсуждения и выводов. Диссертация изложена

на 115 страницах, документирована 22 таблицами и иллюстрирована 39 рисунками. Список литературы включает 172 публикации на русском и 43 на иностранных языках.

Диссертационное исследование соответствует п. 8 «Паспорта

специальности 03.03.01 - физиология (биологические науки)». «Изучение физиологических механизмов адаптации человека к различным географическим, экологическим, трудовым и социальным условиям» Оно согласовано с комиссией по биоэтике ТвГУ в плане инструктивной информации исследуемых и их добровольного согласия на участие в исследованиях в соответствии с положениями Хельсинской декларации.