Исследования изменения ЧСС и АД при работе разной мощности (стр. 1 из 3)

ВВЕДЕНИЕ

Исследования в данной области особенно актуальны в условиях современного развития спорта. Проблема адаптации кровообращения к физической нагрузке вызывает особый интерес в связи с тем, что научно-техническая революция создает условия гиподинамии в рабочих процессах и в результате энергичные мышечные движения из повседневной необходимости в жизни большинства людей становятся средством профилактики и терапии многих заболеваний. Для целесообразного использования этого средства, всесторонне изучалось, и изучаются изменения кровообращения при физической нагрузке. В свою очередь, исследование адаптации кровообращения к физической нагрузке стимулирует интерес к спортивным достижениям. Объяснение непрерывного роста рекордов и спортивного мастерства, а также рациональное управление этими процессами невозможны без точных знаний о путях развития приспособления сердечно-сосудистой системы к нагрузкам.В этой работе предстоит определить влияние физических нагрузок разной мощности на изменение частоты сердечных сокращений и показателей артериального давления.

Задача настоящей работы — на основании проведенных исследований, а также литературных данных охарактеризовать некоторые особенности кровеносных сосудов, развивающиеся при систематических занятиях физической культурой и спортом.

Сердечно - сосудистая система

Кровообращение - один из важнейших физиологических процессов, поддерживающих гомеостаз, обеспечивающих непрерывную доставку всем органам и клеткам организма необходимых для жизни питательных веществ и кислорода, удаление углекислого газа и других продуктов обмена, процессы иммунологической защиты и гуморальной регуляции физиологических функций.

Частота сердечных сокращений

У спортсменов ЧССв покое ниже, чем у нетренированных людей, и составляет 50-55 ударов в мин. У спортсменов экстракласса (лыжники-гонщики, велогонщики, марафонцы-бегуны и др.) ЧСС составляет 30-35 ударов в минуту. Физическая нагрузка приводит к увеличению ЧСС, необходимой для обеспечения возрастания минутного объема сердца, причем существует ряд закономерностей, позволяющих использовать этот показатель как один из важнейших при проведении нагрузочных тестов.

Гемодинамика в покое и при нагрузке в зависимости от положения тела [1]

Показатели	В покое		Средняя нагрузка		Максимальная нагрузка
	лежа на спине	стоя	лежа на спине	стоя	стоя
Минутный объем сердца, л/минУдарный объем сердца, млЧастота сердечный сокращений, уд/минСистолическое АД, мм рт. ст.Легочное систолическое АД, мм рт. ст.Артериальная разница по кислороду, мл/лОбщее периферическое сопротивление, дин/с/см-5Работа левого желудочка, кг/минПотребление 02, мл/минГематокрит	5,6 90 60 120 20 70 1490 6,3 250 44	5,1 80 65 130 19 64 1270 7,8 280 44	19,0 164 116 165 36 92 485 29,7 1750 48	17,0 151 113 1 75 33 92 555 27,3 1850 48	26,0 145 185 215 50 150 415 47,7 3200 52

Отмечается линейная зависимость между ЧСС и интенсивностью работы в пределах 50-90% переносимости максимальных нагрузок (рис. 2). При легкой физической нагрузке ЧСС сначала значительно увеличивается, затем постепенно снижается до уровня, который сохраняется в течение всего периода стабильной работы. При более интенсивных и длительных нагрузках имеется тенденция к увеличению ЧСС, причем при максимальной работе она нарастает до предельно достижимой. ЧСС увеличивается пропорционально величине мышечной работы. Обычно при уровне нагрузки 1000 кгм/мин ЧСС достигает 160-170 уд/мин, по мере дальнейшего повышения нагрузки сердечные сокращения ускоряются более умеренно и постепенно достигают максимальной величины - 170-200 уд/мин. Дальнейшее повышение нагрузки уже не сопровождается увеличением ЧСС.

Следует отметить, что работа сердца при очень большой частоте сокращений становится менее эффективной, так как значительно сокращается время наполнения желудочков кровью и уменьшается ударный объем.

Тесты с возрастанием нагрузок и достижения максимальной частоты сердечных сокращений приводят к истощению, и на практике используются лишь в спортивной и космической медицине.

По рекомендации ВОЗ допустимыми считаются нагрузки, при которых ЧСС достигает 170 уд/мин и на этом уровне обычно останавливается при определении переносимости физических нагрузок и функционального состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

Кровяное (артериальное) давление

Существует градиент давления, направленный от артерий к артериолам и капиллярам и от периферических вен к центральным (рис. 3). Кровяное давление уменьшается в следующем направлении:

Рис. 3. Среднее давление в различных областях сосудистого русла

в состоянии покоя (I), при расширении (II) и сужении (III) сосудов.

В крупных венах, расположенных около сердца (полые вены), давление

при вдохе может быть несколько ниже атмосферного (С. Keele, T. Neil, 1971)

аорта - артериолы - капилляры - венулы - крупные вены - полые вены. Благодаря этому градиенту кровь течет от сердца к артериолам, затем к капиллярам, венулам, венам и обратно к сердцу. Колебания кровяного давления обусловлены пульсирующим характером кровотока и высокой эластичностью и растяжимостью кровеносных сосудов. В отличие от изменчивых систолического и диастолического давлений, среднее давление относительно постоянно. В большинстве случаев его можно считать равным сумме диастолического и 1/3 пульсового (Б. Фолков, Э. Нил, 1976):

Р_{ср .}= Р_{диастол.}+ (Р_сист. – Р _{диастол} ) / 3

Скорость распространения пульсовой волны зависит от размера и упругости сосуда. В аорте она составляет 3-5 м/с, в средних артериях (подключичной и бедренной) - 7-9 м/с, в мелких артериях конечностей - 15-40 м/с.

На рис. 4 приведены значения артериального давления у здоровых людей в возрасте от 15 до 60 лет и старше. С возрастом у мужчин систолическое и диастолическое давления растут равномерно, у женщин же зависимость давления от возраста сложнее: от 20 до 40 лет давление у них увеличивается незначительно, и величина его меньше, чем у мужчин; после 40 лет, с наступлением менопаузы, показатели давления быстро возрастают и становятся выше, чем у мужчин.

У страдающих ожирением АД выше, чем у Людей с нормальной массой тела. При физической нагрузке систолическое и диастолическое АД, сердечный выброс и частота сердечных сокращений повышаются, равно как и при ходьбе в умеренном темпе. При курении систолическое давление может возрасти на 10-20 мм рт. ст. В покое и во время сна АД существенно снижается, особенно если оно было повышенным.

Артериальное давление повышается у спортсменов перед стартом, иногда даже за несколько дней до соревнований.

На артериальное давление влияют главным образом три фактора:

а) частота сердечных сокращений (ЧСС);

б) изменение периферического сопротивления сосудистого русла;

в) изменение ударного объема или сердечного выброса крови.

Изменение ЧСС при работах разной мощности.

С увеличением мощности выполняемой работы увеличивается производительность сердца. Особый интерес представляют механизмы, обеспечивающие это увеличение. Как выяснилось, у нетренированных спортсменов с различной физической подготовленностью, различного возраста особую роль в нарастании минутного объема кровообращения при мышечной работе повышающейся мощности играет систолический объем крови. Ниже приведена таблица, характеризующая зависимость показателей кардиогемодинамики у нетренированных - 1 и тренированных - 2 подростков 13-16 лет от мощности мышечной работы (N) [1]

Показатель	Тренированность	Уровень регрессии
ЧСС уд/мин	1	0,102 N+87 (1)
	2	0.08 N+86 (2)
Систолических объем крови, мл	1	0.035 N+60.5 (3)
	2	0.04 N+65.5 (4)
Минутный объем крови, л/мин	1	0.012 N+4.8 (5)
	2	0.012 N+4.8

Показатели кардиогемодинамики, кроме систолического объема крови, при мышечной работе повышающейся мощности изменяются в линейной зависимости от мощности выполняемой мышечной нагрузки. Такая взаимосвязь изучаемых показателей позволяет рассчитать их значение в широком диапазоне мощностей. Сравнения уравнения 1 с подобными уравнениями у нетренированных детей и подростков, показало, что у нетренированных мальчиков 11-12 лет прирост частоты сердечных сокращений на каждые 100 кгм/мин мощности составляет 13,3 уд/мин, в то же время у подростков 13-16 лет – 10,2 уд/мин. Иными словами, у наблюдаемых подростков, частота сердцебиений нарастает медленнее, чем у мальчиков 11-12 лет (в изучаемом диапазоне мощностей). Это объясняется более высокими функциональными возможностями аппарата кровообращения подростков 13-16 лет, физическая работоспособность которых почти в 1,5 раза превышает работоспособность детей 11-12 лет. «Систематические занятия спортом приводят к экономизации сердечной деятельности, что выражается прежде всего в снижении частоты сердечных колебаний».[2] Во всем диапазоне применявшихся нагрузок частота сердечных сокращений у юных спортсменов на 10-20 уд/мин ниже, чем у нетренированных сверстников. Зная частоту сердечных сокращений и подставив значения в указанные выше уравнения, можно рассчитать мощность выполняемой физической нагрузки. Например, при частоте сердечных сокращений 130 уд/мин у подростков 13-16 лет мощность нагрузки будет равна: