ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ НА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТУЮ СИСТЕМУ ЧЕЛОВЕКА

Аннотация: В статье подробно описаны какие изменения происходят в сердечно-сосудистой системе в период физической нагрузки. В результате нагрузок происходят изменения по показателям: частота сердечных сокращений, систолический объем крови, сердечный выброс, кровоток, артериальное давление, кровь. Интенсивность физической нагрузки в показателях потребления кислорода является не только точным, но и наиболее подходящим при обследовании различных групп людей.

Ключевые слова: частота сердечных сокращений, физические нагрузки, систолический объем крови, сердечный выброс

В период физической нагрузки происходят многочисленные изменения в сердечно-сосудистой системе. Все они направлены на выполнение одного задания: позволить системе удовлетворить возросшие потребности, обеспечив максимальную эффективность её функционирования. Для более полного понимания об изменениях о сердечно-сосудистой системы в результате нагрузок стоит особо уделит внимание на такие показатели как: Частота сердечных сокращений; Систолический объем крови; Сердечный  выброс; Кровоток; Артериальное давление; Кровь.

Частота сердечных сокращений – наиболее простой и информативный параметр сердечно-сосудистой системы. Измерение его включает определение пульса  в области запястья и сонной артерии. ЧСС показывает количество работы, которую должно выполнить сердце, чтобы удовлетворить повышенные требования организма при его вовлечении в физическую деятельность.

60- 80 ударов*мин-1 такова средняя ЧСС в состоянии покоя. Хотя у людей различного возраста и физического состояния ЧСС различна, так, например, у людей среднего возраста, а также у тех кто не выполняет физическую нагрузку ЧСС составляет 100 ударов*мин-1. У людей с хорошим физическим состоянием, например спортсмены и люди ведущий активный образ жизни, ЧСС в покое равна 28- 40 ударов/мин. С возрастом ЧСС понижается. Кроме физической нагрузки на ЧСС влияют такие факторы как высокая температуры, высокогорье и т.п.

До начала выполнения физических нагрузок ЧСС превышает обычный показатель в покое. Это так называемая предстартовая реакция. Она возникает вследствие выделения нейромедиатора норадреналина симпатической нервной системой и гормона адреналина надпочечниками. ЧСС перед выполнением нагрузки нельзя считать ЧСС в покое.

Когда выполняется определенная физическая нагрузка, то ЧСС быстро возрастает пропорционально интенсивности нагрузки. При выполнении нагрузки точно контролируется и измеряется, показатель потребления кислорода можно предсказать. Следовательно, выражение интенсивности физической нагрузки в показателях потребления кислорода является не только точным, но и наиболее подходящим при обследовании как различных людей, так и одного о того же человека в разных условиях.  ЧСС увеличивается пропорционально возрастанию интенсивности физической нагрузки практически до момента крайнего утомления. По мере приближения этого момента ЧСС начинает стабилизироваться. Это означает, что достигнут максимальный уровень ЧСС. Это очень надежный показатель, который остается постоянным из дня в день и изменяется незначительно только с возрастом из года в год.

ЧСС можно определить, учитывая возраст, поскольку она снижается примерно на один удар в год, начиная с возраста 10-15 лет.

При постоянных субмаксимальных уровнях физической нагрузки ЧСС увеличивается относительно быстро, пока не достигнет плато – устойчивой ЧСС, оптимальной для удовлетворения потребностей кровообращения при данной интенсивности работы. При каждом последующем увеличении интенсивности ЧСС достигает нового устойчивого показателя в течении 1- 2 минут. Вместе с тем чем выше интенсивность нагрузки, тем больше времени требуется для достижения этого показателя.

Когда нагрузка подается с постоянной интенсивностью в течение продолжительного времени, особенно в условиях высокой температуры, ЧСС повышается, вместо демонстрации устойчивого показателя. Эта реакция является частью феномена, который называется сердечно-сосудистым сдвигом.

Систолический объем крови также увеличивается в период нагрузки, обеспечивая более эффективную работу сердца. Известно, что при физической нагрузки, максимальной, систолический объем является главным показателем кардио- респираторной выносливости. В основе этого лежит: Объем венозной крови, возвращаемой в сердце; Растяжимость желудков или их способность увеличиваться; Сократительная способность желудков; Давление в аорте или давление в легочной артерии.

Когда тело находится в вертикальном положении, систолический объем увеличивается вдвое по сравнению с показателем в состоянии покоя, достигая максимальных значений при мышечной деятельности. Так у людей физически активных, но не тренированных он увеличивается от 50-60 мл в состоянии покоя до 100-120мл при максимальной физической нагрузке. У спортсменов, занимающихся видами спорта, требующими проявление выносливости, показатель систолического объема повышается от 80-100 в покое до 160-200мл при максимальной нагрузке. Например, в положении супинации систолический объем увеличивается всего на 20-40%. Столь малое увеличение объема связано с тем, что в положении супинации, кровь не скапливается в нижних конечностях, она быстрее возвращается в сердце, что обуславливает более высокие показатели систолического объема в состоянии покоя в горизонтальном положении, т.е. супинации.

Изменения сердечного выброса зависит от ЧСС и систолического объема, отсюда можно сделать вывод, что с увеличением физической нагрузки увеличивается сердечный выброс. Показатель сердечного выброса в состоянии покоя составляет приблизительно 5,0л*мин-1 . показатель сердечного выброса возрастает пропорционально увеличению подаваемой физической нагрузки до уровня 20- 40 л*мин-1 .

Абсолютные показатели  колеблются от размеров тела и уровня тренированности. Поэтому не удивляет линейная взаимосвязь показателя сердечного выброса и интенсивности работы, так как главная цель увеличения сердечного выброса – удовлетворение повышенной потребности мышц в кислороде.

При горизонтальном положении ЧСС составляет 50 ударов*мин-1, в положении сидя увеличивается до 55, а когда вы встаете до 60. На данные показатели влияет сила тяжести, заставляющая кровь скапливаться в области ног, что снижает объем крови, возвращающейся к сердцу. Одновременно увеличивается ЧСС. Это увеличение при переходе из горизонтального положения в вертикальное представляет собой адаптацию, направленную на поддержание сердечного выброса, поскольку сердечный выброс = ЧСС*систолический объем.

Когда вы начинаете ходьбу, ЧСС увеличивается с 60 до 90ударов*мин-1 .  Во время бега трусцой со средней интенсивностью она возрастает  до 140 ударов*мин-1, а при беге до 180 и более. Увеличение ЧСС при изменении положения тела обеспечивает сохранение величины сердечного выброса, а при увеличении интенсивности физической нагрузки – транспорт значительно большего объема крови к работающим мышцам для удовлетворения их потребностей в кислороде. Систолический объем также возрастает при нагрузке, обеспечивая дальнейшее увеличение сердечного выброса.

В начальные стадии физической нагрузки увеличение сердечного выброса обусловлено  повышением ЧСС и систолического объема. Когда нагрузка превышает 40- 60% индивидуальные возможности, систолический объем демонстрирует либо плато, либо начинает увеличиваться с меньшей скоростью. Таким образом, дальнейшее увеличение сердечного выброса – результат в основным повышения ЧСС .

Во время физической нагрузки сердечный выброс увеличивается, главным образом для того, чтобы удовлетворить возросшую потребность работающих мышц в кислороде. Данную взаимосвязь иллюстрирует таблица. На примере трех видов физический нагрузки показаны изменения ЧСС, систолического объема  сердечного выброса, начиная с состояния покоя до максимальных уровней нагрузки.

Сердечно-сосудистая система особо эффективна с точки зрения снабжения кровью тех участков, которые в этом нуждаются. При переходе от состояния покоя к выполнению физической нагрузки структура кровотока заметно изменяется. Под воздействием симпатической нервной системы кровь отводится из участков, где ее наличие необязательно, и направляется в участки, принимающие физические нагрузки. При интенсивных физических нагрузках сердечный выброс в мышцах составляет 80-85%. Кровоток в мышцах увеличивается главным образом за счет уменьшения кровоснабжения почек, печени, желудка и кишечника.

При значительной нагрузке тепло накапливается в организмеи его необходимо вынести. С этой целью кровь перенаправляется, «сбрасывается» к поверхности кожи вследствие пониженной симпатической стимуляции в этих участках, вызывающей расширение поверхностных сосудов. Это обеспечивает отдачу тепла, поскольку тепло из глубины тела переносится кровью ближе к поверхности. Таким образом, поддерживается постоянная температура тела. Наоборот, в условиях пониженной температуры окружающей среды сохраняет тепло, увеличивая симпатическую стимуляцию сосудов кожи и заставляя их сужаться, чтобы направить кровь от холодной кожи.

Артериальное давление во время физической нагрузки следует различать систолическое и диастолическое давление. При физической нагрузке систолическое давление крови повышается пропорционально увеличению интенсивности нагрузки. Систолическое давление в покое составляет 120 мм.рт.ст., повышается до 200 мм.рт.ст. при нагрузке, у спортсменов оно может поднять до 240-250 мм.рт.ст.  Повышенное систолическое давление крови – результат увеличенного сердечного выброса, который сопровождает увеличение интенсивности нагрузки. Оно обеспечивает быстрое перемещение крови по сосудам. Кроме того, артериальное давление крови обуславливает количество жидкости, выходящей из капилляров в ткани, транспортируя необходимые питательные вещества. Таким образом, повышенное систолическое давление способствует осуществлению оптимального процесса транспорта.

Различная реакция систолического давления крови между нижними и верхними частями тела имеют особое значение для сердца. Утилизация кислорода миокарда и кровоток в миокарде непосредственно связаны с произведением ЧСС и систолического давления крови. Этот показатель называется двойным произведением:

ДП=ЧСС*систолическое давление крови

При выполнении физической нагрузки для верхней части тела двойное произведение возрастает, свидетельствуя об увеличении нагрузки на сердце. Диастолическое давление в процессе физической нагрузки не изменяется. Оно отражает давление в артериях во время «отдыха» сердца. Ни одно из изменений в ССС, рассмотренных выше, не влияет на это давление. Повышение диастоличского давления на 15 мм.рт.ст. и более считается аномальной реакцией на нагрузку и одним из показателем, свидетельствующих о необходимости немедленно прекратить физическую нагрузку.

Кровь – жидкость, транспортирующая необходимые вещества в ткани и выводящая продукты обмена. Поскольку во время нагрузки обмен веществ усиливается, значение функций крови также возрастает.

В состоянии покоя содержание кислорода в крови колеблется от 20 мл на 100мл артериальной крови на 14 мл на 100 мл крови. Разница составляет 6 мл представляет собой артерио- венозную разницу по кислороду (а – VO2разн ). Этот показатель отражает извлечение кислорода из крови, движущейся по сосудам. С увеличением нагрузки артерио-венозная разница содержания кислорода постепенно возрастает. Она может увеличится почти в три раза. Это отражается в снижении венозного содержания кислорода. Активным мышцам в процессе нагрузки необходимо больше кислорода, поэтому он извлекается из крови.

С началом мышечной деятельности почти мгновенно наблюдается переход плазмы крови в интерстициальное пространство.  Это обусловлено повышением гидростатического давления крови в капиллярах, а также вследствие аккумуляции продуктов распада в активной мышце увеличивается внутримышечное осмотическое давление, притягивая жидкость к мышце. Продолжительная нагрузка может снижать объем плазмы на 10-50 %. При интенсивности физической работы 40% одного максимального повторения объем плазмы снижается на 7,7%, при интенсивности 70% на 13,9%.

Если же интенсивность нагрузки и факторы окружающей среды вызывают потение, можно ожидать дополнительную потерю объема плазмы.

Вследствие потери жидкости (плазмы) возникает гемоконцентрация. Хотя количество эритроцитов может и не увеличиваться, в результате данного процесса возрастает содержание эритроцитов в единице крови, усиливающее способность транспорта кислорода.