Актуальность
Развитие мировой индустрии спорта с соревнованиями, проводимыми на различных континентах, сопряжено с необходимостью частых переездов спортсменов (как с запада на восток, так и наоборот) и пересечением нескольких часовых и климатических поясов. Спортсмен, тренирующийся в средней полосе России, может оказаться на соревнованиях в другом полушарии Земли и тропическом климате. Даже в ежегодном едином календарном плане (ЕКП) межрегиональных, всероссийских и международных спортивных мероприятий предусмотрено участие спортсменов более чем в 11 тыс. из них по различным видам спорта. Для увеличения доступности и популяризации различных видов спорта внутрироссийские спортивные мероприятия запланированы с максимально широкой географией мест их проведения.
Хронобиология
Вопросами изучения циклических процессов в биологических системах разного уровня занимается наука хронобиология (или биоритмология). Одно из основополагающих определений в этой науке – понятие биологических ритмов как периодически повторяющихся изменений интенсивности биологических процессов. Это фундаментальные процессы в живом организме.
В России основу медико-биологического направления, которое изучает взаимосвязь состояния здоровья человека с биологическими ритмами, заложили известные физиологи И.М. Сеченов (1894) и А.А. Ухтомский (1937). Также серьезные научные исследования в этой области проводились И.П. Павловым (1917), В.И. Вернадским (1920), А.Л. Чижевским (1963) и др.
В СССР хронобиология и хрономедицина активно развивались с начала 1960-х гг. Это было обусловлено научными разработками в космической отрасли, спортивной и военной медицине. Фундаментальные научно-исследовательские работы в этом направлении проводили Н.А. Агаджанян, Б.С. Алякринский, Г.Д. Губин, В.П. Казначеев и др. [1–4]. В настоящее время вопросы хрономедицины охватывают большой круг междисциплинарных проблем, одна из которых – изучение роли десинхроноза в возникновении и развитии заболеваний у работающего населения [5].
Циркадные ритмы (от лат. circa «около, кругом»+dies «день») – ритмы, по своему значению близкие к 24-часовому циклу биологических процессов и важные для регуляции сна, поведения, продукции гормонов и других процессов [6]. Так, для каждого физиологического параметра в течение суток есть свои фазы (акрофазы минимума и максимума), в которых они достигают своих минимальных или максимальных значений.
К настоящему времени проведено достаточно исследований по изучению влияния сна и циркадных ритмов на результаты и здоровье спортсменов [7–9]. В настоящее время большинство ученых придерживаются концепции мультиосциллярной модели регуляции циркадной системы [10]. Установлено, что циркадные ритмы, наблюдающиеся во время сна и бодрствования, генерируются супрахиазматическими ядрами гипоталамуса. В самих же ядрах есть клеточные хрономеры, там же находятся и рецепторы к мелатонину (гормону сна), куда попадает световой (из сетчатки) и несветовой (из отделов мозга) сигналы через ретиногипоталамический тракт и ганглионарные нейроны. Благодаря полисинаптическому пути выделяется мелатонин из эпифиза, однако только в ночное время, т.к. при воздействии света он разрушается. Супрахиазмальные ядра (СХЯ) и эпифиз находятся между собой в реципрокных (противодействующих) взаимоотношениях. Световое воздействие возбуждает нейроны СХЯ и тормозит эпифиз, а мелатонин эпифиза тормозит активность нервных клеток СХЯ [11]. Дневной, а также искусственный свет – доминирующий экзогенный фактор, за счет которого происходит работа внутренних часов.
Кроме того, известно, что гормон мелатонин обладает широким спектром действия на циркадные ритмы: оказывает влияние на терморегуляцию организма; механизм засыпания (сонливости), формирование кислородтранспортной функции крови, поддержание прооксидантно-антиоксидантного равновесия и др. [12].
Десинхроноз
У спортсменов, которые осуществляют трансмеридианные перелеты к местам проведения соревнований через несколько часовых поясов, могут проявляться нарушения циркадных ритмов (десинхроноз). Все вышесказанное определяет актуальность необходимости анализа специализированных подходов к мониторингу и диагностике нарушений циркадианных ритмов у высококвалифицированных спортсменов на различных этапах учебно-тренировочной деятельности.
В 1972 г. Б.С. Алякринский определил десинхроноз как нарушение естественного хода биологических ритмов, их взаимной согласованности и обязательный компонент общего адаптационного синдрома. У Е.В. Костенко (2013) можно найти такое определение: десинхроноз – патологическое состояние организма, возникающее под действием экстремального фактора и характеризующееся десинхронизацией (нарушением) биоритмов [13]. В зарубежной литературе встречаются синонимы десинхроноза: джетлаг («jet lag»), трансмеридианный дисхронизм, и данное состояние определяется не как патологическое, а лишь как разбалансировка биологических ритмов, которая может не сопровождаться клинически выраженными проявлениями и полностью редуцироваться [14, 15].
Механизм развития трансмеридианного десинхроноза связан с нарушением рецепции и трансмиссии синхронизирующего сигнала центральными осцилляторами – супрахиазматическими ядрами гипоталамуса и эпифиза. Десинхронизация биологических ритмов характерна для лиц, осуществляющих частые трансмеридианные авиаперелеты (спортсмены, политики, бизнесмены, туристы и др.) [16].
Членам сборных команд Российской Федерации различных видов спорта в течение года часто предстоят длительные авиаперелеты как внутри своей страны, так и за ее пределами. В табл. 1 приведены часовые зоны (пояса) России. Основываясь на этом, можно предположить степень проявлений десинхроноза при переезде в место проведения сборов и соревнований. Значимым общепринято считается переезд более чем через 4 часовых пояса.
В работах О.С. Кулиненкова есть данные о динамике работоспособности спортсменов в различных видах спорта при перемещении не менее чем через 4 часовых пояса (табл. 2) [17].
Существуют индивидуальные различия переносимости смены часовых поясов. По ответным реакциям на изменения факторов среды выделяют людей с несколькими вариантами реагирования на стрессовые факторы. Часть из них переносят крайне сложно (тип «не способный» к адаптации), часть временно теряют работоспособность («инертный», или промежуточный, тип реагирования), практически не замечают перестройки биологических ритмов («пластичный» тип реагирования). Считается, что спортсмены благодаря своей тренированности как физической, так и психоэмоциональной, более подготовлены к подобным испытаниям. Тем не менее важно проводить планирование тренировочной или соревновательной нагрузки с учетом биоритмологических особенностей систем организма спортсмена [18].
Также немаловажен возраст человека. Молодые люди легче переносят подобные стрессовые ситуации, однако в более старшем возрасте люди, адаптируясь сложнее, стараются облегчить смену часовых поясов личным опытом предыдущих поездок [19].
Есть наблюдение, что люди утреннего хронотипа, «жаворонки», обладают лучшей адаптацией при перелетах на восток, соответственно, «совы» – при перемещении на запад. К сожалению, как было отмечено выше, большинство людей относятся к промежуточному типу, что усложняет их адаптацию [20]. Нарушение циркадных ритмов напрямую зависит от направления перемещения и числа пересекаемых часовых поясов, а также от частоты перелетов и скорости перемещения. Общепринятый факт: люди переносят перелеты с запада на восток сложнее, чем с востока на запад [1–4]. Следует отметить, что сам перелет в среднем может длиться от 4 до 10 часов, максимальное время перелета – примерно 17 часов без учета числа и длительности пересадок, а также возможных задержек рейсов.
Одной из самых частых жалоб при развитии явлений десинхроноза являются различные нарушения сна (невозможность уснуть вовремя, ощущение недостаточности сна, частые пробуждения во время сна и другое).
Особенно остро проявляются симптомы при перемещении в восточном направлении. Появляются разбитость, слабость, раздражительность, возможно появление головной боли и другие общие симптомы, может возникать острое спонтанное желание лечь и поспать.
В табл. 3 приведен мета-анализ исследований эффектов депривации сна на психофизиологическое состояние спортсменов и лиц, занимающихся физической культурой.
В спортивной медицине наибольшие трудности возникают при определении функционального состояния спортсменов и его контроля при десинхронозе. Высокая степень компенсации хронической патологии, психологическая устойчивость и самоуверенность, свойственные спортсменам, ведут к неумышленной диссимуляции, особенно выраженной в период соревнований. В связи с этим ряд авторов предлагают внедрение комплекса диагностики во врачебно-физкультурном диспансере, в цикле предполетной подготовки и после трансмеридианного авиаперемещения [36].
С целью контроля адаптации спортсменов к десинхронозу ряд ученых предлагают использовать следующие методы:
1) Морфофункциональные (контроль артериального давления – АД, измерение частоты сердечных сокращений, электрокардиография – ЭКГ, кардиоинтервалография, термометрия, измерение массы тела и др.).
2) Лабораторные (общий и биохимический анализы крови, анализ мочи).
3) Психофизиологические (тестирование с использованием аппаратно-программного комплекса типа «НС-ПсихоТест», опросник САН, 8-цветовой тест Люшера, самоконтроль спортсменов и педагогическая оценка тренером с помощью опросников).
Опыт применения пульсоксиметра и ЭКГ по Небу показал, что они малоинформативны, а лабораторная диагностика себя не оправдала из-за сложностей проведения сбора анализов [37, 38]. Ряд авторов рекомендуют для оценки качества сна использовать актиграфию, питтсбургский опросник, шкалы Лайкерта, ливерпульского опросника Jet-Lag и RESTQ [39–41].
Группа ученых изучали адаптационные возможности организма, возникающие в результате рассогласования циркадных ритмов на примере смены часовых поясов и климата в период зимних праздников. Они выявляли возможность развития десинхронозов у людей с разными хронотипами («жаворонки», «совы», «аритмики»). Были обследованы 26 условно здоровых человек в возрасте от 20 до 45 лет, выехавших из Новосибирска на новогодние праздники в Таиланд, Объединенные Арабские Эмираты, Египет, Доминиканскую Республику. В течение трех дней до поездки и в течение трех дней после перелета измеряли частоту сердечных сокращений (ЧСС), частоту дыхательных движений (ЧДД), диастолическое АД (ДАД), систолическое АД (САД), пульсовое АД, пульс, аксиллярную температуру, «индивидуальную» минуту, индекс Кердо. В результате проведенного исследования установили тенденцию к изменениям функций и характеристик физиологических систем организма, активацию адаптационно-приспособительных механизмов, а также заметное снижение емкости адаптационных возможностей, изменение индивидуальных циркадных ритмов [42].
Для определения состояния спортсменов до, во время и после перелета ученые применяли психологическое тестирование: методика САН (самочувствие, активность, настроение), опросник Спилбергера–Ханина, шкала депрессии Цунга), оценивали психофизиологические показатели методиками: ПСМР (простая сенсомоторная реакция), ССМР (сложная сенсомоторная реакция), РДО (реакция на движущийся объект), теппинг-тест, оценивали результаты вариационной кардиоинтервалометрии [43].
В исследовании, проведенном с участием 19 высококвалифицированных спортсменов стрелковых видов спорта в реальных условиях, в качестве диагностики их состояния при переезде в место проведения соревнований применяли методику сбора жалоб ежедневным утренним анкетированием. В анкету были включены вопросы о состояниях, значимых с точки зрения временной адаптации. Субъективная оценка физического и эмоционального состояний проводилась анкетированием с применением 5-балльной шкалы [20].
При оценке динамики изменений функционального состояния хоккеистов при трансмеридиональных перелетах с пересечением 7-часовых поясов отмечено, что спортсмены (24 спортсмена, средний возраст – 18,8±0,14 года, мужской пол) жаловались на мышечную слабость, повышенную утомляемость во время тренировок, нарушения сна, вялость, сонливость на протяжении всего дня. Результаты оценки показателей объемной компрессионной осциллометрии, жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и кистевой динамометрии правой и левой рук имели разнонаправленный характер и не выявили значимых влияний перелета на функциональное состояние спортсменов, но позволили сделать вывод: хоккеисты имеют высокую степень адаптации, которая наблюдается в первые 3 суток после перелета.
Основная задача для уменьшения проявлений десинхроноза – сохранение «домашнего» режима сна и бодрствования в новом часовом поясе после длительного перелета в случае, если спортсмен находится на соревнованиях не более 3 дней. Целесообразно прибыть заранее и провести преадаптацию с переходом на местное время, если период пребывания на сборах или участие в соревнованиях предполагает нахождение в этом регионе более четырех дней.
В общеклинической практике «золотым» стандартом в определении качества сна считается полисомнография (ПСГ), которая дает возможность с высокой точностью выявить 1 из 50 существующих нарушений сна, а в ряде случаев установить причины расстройств.
ПСГ – метод, регистрирующий следующие параметры: электроэнцефалограмму (ЭЭГ), электроокуло(ЭОГ) и электромиограмму (ЭМГ, тонус подбородочных мышц), движения нижних конечностей, ЭКГ, носоротовой поток воздуха и храп, дыхательные движения грудной клетки и брюшной стенки, сатурацию (SpO2) и пульс, а также положение тела. ПСГ проводится с помощью специальных датчиков, закрепленных на различных частях тела спящего. Исследование проводится в течение всего ночного сна. Данный метод измерения трудоемок и не подходит для постоянного наблюдения за спортсменами, потому что бóльшую часть времени они находятся на тренировочных сборах и соревнованиях.
В связи с этим для контроля состояния спортсменов на протяжении длительного времени рекомендуется использовать фитнес-трекеры (смартчасы), не мешающие выполнению их профессиональной деятельности. Опыт применения фитнес-трекеров отражен в работе Ю.В. Корягиной и соавт. В качестве диагностики за состоянием спортсменов, находящихся в условиях среднегорья, применяли фитнес-трекер Polar M200. Данное устройство считывало пульс с запястья и передавало данные на веб-сервис Polar Flow. Для расчета биоритмов брали данные пульсограмм фитнестрекеров, предшествовавших тренировочным занятиям. Для обработки хронобиологических данных применяли косинор-анализ, предложенный Ф. Халбергом и реализованный в компьютерной программе Cosinor Ellipse. Результаты косинор-анализа выявили статистически значимые циркадианные 24-часовые ритмы ЧСС [44, 45].
E.D. Chinoy, J.A. Cuellar, K.E. Huwa et al. сравнивали эффективность семи устройств для отслеживания сна. Протестировано четыре носимых устройства (Fatigue Science Readiband, Fitbit Alta HR, Garmin Fenix 5S, Garmin Vivosmart 3) и три неносимых устройства (EarlySense Live, ResMed S+, SleepScore Max). Большинство из них (Fatigue Science Readiband, Fitbit Alta HR, EarlySense Live, ResMed S+, SleepScore Max) работали так же или лучше, чем актиграфия, по показателям производительности сна/бодрствования. Оценки стадий сна устройствами были непоследовательными. Результаты показывают, что многие новые устройства демонстрируют многообещающую производительность для отслеживания сна и бодрствования. Устройства следует тестировать на разных группах населения и в разных условиях, чтобы дополнительно изучать их достоверность и эффективность [46]. Различные устройства (фитнес-трекеры) регистрируют различный набор физиологических показателей. Среди них ЧДД, сатурация, ЧСС (в т.ч. с контролем пульсовых зон во время тренировки), АД, показатели ВСР (вариабельности сердечного ритма), локальная температура, контроль сна (засыпание, подъем, фазы сна), КГР (кожно-гальваническая реакция), подсчет калорий (энерготраты) и др.
Из множества функций современных устройств основной для коррекции проявлений десинхроноза служит именно контроль качества сна: регистрирует время отхода ко сну, момент пробуждения, суммарное время сна, время, проведенное в постели до момента засыпания, частоту сердечных сокращений и число микродвижений во время сна. Всю полученную информацию гаджет передает по Bluetooth в смартфон или другое сопряженное устройство на базе iOS или Android. Благодаря функции «Умный будильник», который срабатывает во время фазы быстрого сна, обеспечивается комфортное пробуждение и бодрость в течение всего дня. Такая функция возможна благодаря встроенному пульсометру – прибору, с помощью которого определяется ЧСС и рассчитываются показатели ВСР.
В основе работы пульсометра лежит метод фотоплетизмографии, при котором используют зеленые светодиоды, излучающие свет, и детекторы, регистрирующие уровень его отражения. В быструю фазу сна сердце начинает сокращаться чаще, повышается давление в сосудах, усиливается кровоток, поглощается больше света от светодиодов, что регистрируется детекторами. Функция акселерометра и гироскопа позволяет определять расстройства движения во время сна. Если активность движений повышена, значит, необходима коррекция с применением немедикаментозных и медикаментозных методов (соблюдение правил гигиены сна, поведенческая психотерапия и другое). Наряду с этим есть данные, свидетельствующие, что, несмотря на низкую стоимость, простоту использования и привлекательность для широкого применения, носимые устройства еще недостаточно точны или надежны, чтобы принимать решения об использовании в условиях подготовки к ответственным соревнованиям [47].
Заключение
Анализ источников литературы, посвященных вопросам десинхроноза, выявил, что нарушения циркадных ритмов, десинхроноз во всех его проявлениях, в т.ч. его диагностика, представляют интерес ученых в области спортивной медицины, а также непосредственно спортсменов и всего тренерского штаба сборных команд. Тем не менее информации, касающейся непосредственного применения портативных фитнес-трекеров в качестве метода диагностики десинхроноза у спортсменов на всем протяжении реального трансмеридианного перелета (до, во время, после), немного. Представляют интерес вопросы сравнения результатов ПСГ и индивидуальных фитнес-трекеров.
Таким образом, применение фитнес-трекеров спортсменами и анализ полученной информации остаются перспективным и удобным методом, который стоит внимания для дальнейшего разностороннего изучения.
