Состояние ССС при покое и физических нагрузках

3.4.1. Зависимость СВ от природных условий и возраста

При высокой температуре  в условиях прямого нагревания тела в состоянии покоя СВ увеличивается  за счёт увеличения ЧСС, избыточный СВ направляется в кожные сосуды для  усиления теплоотдачи. При выполнении работы СВ в жарких условиях также  выше. Из-за ухудшения мышечного  кровотока работоспособность снижается, так как увеличивается доля СВ, направляемая в кожные сосуды. В  холодных условиях величина СВ также  растёт. Скорость потребления кислорода  в покое повышается параллельно с увеличением СВ. Так при температуре воздуха 5градусов скорость потребления кислорода и СВ у обнажённого человека увеличиваются вдвое.

На высоте (в горах) пониженное насыщение крови кислородом при  выполнении субмаксимальной аэробной работы (бег 30-42 км, лыжные гонки 20-50км,спортивная ходьба до 20км) компенсируется увеличением СВ за счёт увеличения ЧСС. СВ макс при предельных аэробных нагрузках одинаков на уровне моря и на высоте, но достигается в горах при менее интенсивной работе. Важным механизмом увеличения СВ на высоте является усиленная веноконстрикация (увеличивается центральный объём крови и венозный возврат). При адаптации к жизни и физической нагрузке в горах происходит уменьшение СВ за счёт снижения СО.

У детей сердечный выброс с возрастом повышается. Увеличение сердечного выброса определяется ростом СО. В покое в возрасте 6-9 лет  сердечный выброс равен 2,6 л/мин, в 10-12лет-3,2л/мин, в 13-16 лет-3,8л/мин. При мышечной работе СВ у детей увеличиваются меньше, чем у взрослых. У детей 8-9 лет  при напряжённой мышечной деятельности сердечный выброс может достигать  максимально 13-16 л/мин, у подростков 14-15 лет- 20-24 л/мин. Следовательно, в возрасте 8-9 лет по сравнению с покоем СВ увеличивается в 4 раза, в 14-15 лет- в 5-6 раз, у 18-летних- в 6-7 раз. Прирост СВ происходит преимущественно за счёт увеличения ЧСС, при относительно невысоком повышении СО.

К старости существенно  снижается способность сердца к  максимальным напряжениям, что проявляется  в возрастном уменьшении максимальной частоты сердечных сокращений (хотя ЧСС в покое изменяется незначительно).С  возрастом функциональные возможности  сердца снижаются даже при отсутствии клинических признаков ишемической  болезни сердца. Так, ударный объем  сердца в покое в возрасте 25 лет  к 85 годам уменьшается на 30 %, развивается  гипертрофия миокарда. МОК в покое  за указанный период уменьшается  в среднем на 55-60 %. Возрастное ограничение способности организма к увеличению ударного объема и ЧСС при максимальных усилиях приводит к тому, что МОК при предельных нагрузках в возрасте 65 лет на 25-30 % меньше, чем в возрасте 25 лет.

3.5. Артериальное давление

АД- артериальное или кровяное давление, измеряется в миллиметрах  ртутного столба. Создаётся силой  сердечного выброса при сокращении миокарда желудочков и сократительной способностью артерий мышечного  типа. САД- систолическое АД - максимальное давление крови на стенку аорты, достигаемое  в момент СВ, ДАД – диастолическое АД- давление крови с которым она  возвращается в предсердие в диастоле. Нормативы АД (100-129 мм рт.ст. для максимального и 60-79 мм рт.ст. для минимального) для лиц до 39 лет подтверждены серией работ последнего времени.

Гемодинамический удар –  это прирост давления, связанный  с превращением кинетической энергии  крови в давление. Конечное систолическое  давление есть сумма потенциальной  и кинетической энергии, которой  обладает масса крови, движущаяся на определённом участке сосудистой системы. Наилучшей методикой для определения  давления является механокардиография.

Артериальное давление в  состоянии мышечного покоя у  спортсменов должно находиться в  пределах общепринятых норм. Верхней  границей нормы для систолического давления у лиц от 21 года до 60 лет  является 140 мм рт.ст., для диастолического-90мм рт.ст. Истинное диастолическое давление практически никогда не бывает менее 50 мм рт.ст. Уровень АД у здоровых людей нестабилен и колеблется в течение суток в зависимости от влияния различных факторов. Эти колебания обычно не превышают 10 мм рт.ст.

В норме при физической нагрузке ЧСС и АД меняются однонаправлено. АД реагирует на нагрузку повышением максимального давления, что указывает на увеличение силы сердечных сокращений, и некоторым снижением минимального АД, так как уменьшается периферическое сопротивление вследствие расширения артериол, что обеспечивает доступ большего количества крови к работающим мышцам. Соответственно повышается пульсовое давление. Все эти изменения возвращаются к исходным данным через 3-5 мин, причём, чем быстрее это происходит, тем лучше функция ССС. Такая реакция называется нормотонической и является благоприятной. Чем интенсивнее нагрузка, тем выраженнее изменения АД. Помимо нормотонической, встречается ещё 4 типа реакций: гипотоническая, гипертоническая, реакция со ступенчатым подъёмом максимального АД и дистоническая.

По изменению АД макс, измеряемого обычно вместе с ЧСС, по степени его повышения можно судить о степени физической нагрузки. При небольшой по интенсивности нагрузке АД макс повышается до 130-140 мм рт.ст., при средней интенсивности до 140-170, при большой до 180-200 мм рт.ст. При чрезмерно больших физических и эмоциональных напряжениях АД может достигать 220-240 мм рт.ст. Минимальное АД, обычно, при физической нагрузке уменьшается. Однако АД мин может не меняться или даже повышаться. Это может быть показателем того, что организм плохо приспосабливается к физической нагрузке. Занятия спортом способствуют снижению АД, однако АД не выходит за пределы нормы.

Уровень АД зависит от направленности тренировочного процесса. На первом месте  по склонности к повышения АД стоят  штангисты и все тяжелоатлеты (21,2%). Далее идут футболисты(16,6%), волейболисты (15,6%), конькобежцы ( 14,2%), гребцы (13,6%), борцы (12,6%), лыжники (11,6%), легкоотлеты (10,6%).Диаметрально противоположное влияние на уровень  АД оказывают занятия спортивной гимнастикой. Гимнасты возглавляют  группу спортсменов с наклонностью к понижению АД. Учитывая наследственность, детям, родители которых страдают гипертонической  болезнью, рекомендуют заниматься видами спорта, тренирующими выносливость. Наклонность к гипотонии даёт все основания рекомендовать тренировки на развитие силы. Рациональные занятия спортом не могут быть причиной повышения АД. У слабо тренированных спортсменов возможно острое утомление, при котором максимальное АД повышается на 40-60мм рт.ст и резко снижается минимальное.

По студентам АД в норме  и после нагрузки см. приложение №1

3.5.1 Зависимость АД от природных условий и возраста

Величина АД у спортсменов  и у не занимающихся спортом зависит  от пола и возраста. Повышенное АД у  мужчин обнаруживают в 3 раза чаще, чем  у женщин. Но возрастной рост АД у  женщин выше. В возрасте от 15 до 17 лет  процент спортсменов с повышенным АД среди мужчин составляет 11,2 и  увеличивается к 30 годам и старше только в 2 раза. Среди женщин в возрасте 15-17 лет процент спортсменок с  повышенным АД равен 4,3 и увеличивается  почти в 3,5 раза- 15,9% к 30-ти годам.

На частоту гипотонии  у спортсменов оказывают влияние: пол, возраст, спортивный стаж, уровень  мастерства, специализация и тренировочный  период. У женщин она встречается  в 2 с лишним раза чаще, чем у мужчин (соответственно 26 и 12,8%). Чем старше спортсмены, тем гипотония встречается  реже. Так в возрасте 18-19 лет она  определяется в 22%, в 20-24года- в 17%, в 25-28лет- в 15%, в 30-34 года- в 15,9%, в 35-39лет- в 10,8%, старше 40 лет- в 7,7%. Процент спортсменов  с гипотонией увеличивается с  ростом спортивного стажа, но при  стаже более 16 лет частота гипотонии  снижается, так как преобладающее  влияние начинает оказывать возрастной фактор.

Величина АД у детей  в покое и при нагрузке имеет  ряд специфических особенностей. По мере роста детей увеличивается  просвет кровеносных сосудов. В  результате повышается ОЦК и создаются  условия для лучшего кровоснабжения тканей кислородом и удаления продуктов  распада. Наряду с расширением просвета сосудов образуются новые кровеносные сосуды. Это особенно характерно для детей, активно занимающихся физкультурой и спортом. Формирование новых сосудов и их коллатералей в результате регулярной мышечной деятельности приводит к усилению периферического кровообращения. С возрастом повышается АД. Так, в 11 лет САД в покое равно 95, а в 15 лет – 109 мм. рт. ст.; АД мин в 11 – 13 лет равно 83, а в 15- 16 лет – 88 мм. рт. ст. У подростков и юношей 13 – 16 лет иногда отмечается временное повышение систолического давления до 130 – 140 мм. рт. ст. (Юношеская гипертония). Это связывают с тем, что развитие сердца и кровеносных сосудов происходит нередко не синхронно. Так, у 11 – 12- летних школьников при выполнении упражнений максимальной мощности систолическое давление увеличивается в среднем на 32 мм.рт.ст. , а у подростков и юношей 15 – 16 и 18 – 20 лет соответственно на 45 и 50 мм.рт.ст. Возрастные изменения сердечно сосудистой системы отражают особенности регуляции кровообращения растущего организма. В первые годы жизни заметно преобладают симпатические влияния. По мере развития организма это преобладание становится менее выраженным на фоне усиления влияния блуждающего нерва. В результате организуется такое взаимоотношение симпатических и парасимпатических влияний, которое обеспечивает эффективную деятельность сердечно сосудистой системы как в покое, так и (особенно) при напряженных физических упражнениях. У юных спортсменов различные эмоции быстрее и сильнее отражаются на сердечно – сосудистой системе, чем у взрослых. Продолжительные отрицательные эмоции могут нарушить регуляцию сердечно – сосудистой системы и, естественно, неблагоприятно отразится на спортивных движениях.

К 60-70 годам САД повышается на 10-40 мм рт. ст. Если принимать во внимание тот факт, что органы и большие сосуды содержат только 10% количества циркулирующей крови, то причиной повышения давления, особенно у пожилых людей, можно считать расстройство циркуляции крови в области капилляров. Уменьшение сократимости капилляров, замедление потока крови, уменьшение количества открытых капилляров, увеличение сопротивления в периферическом кровообращении вызывает гипертонию. «С точки зрения гемодинамики, изменение циркуляции в капиллярах должно рассматриваться как основной фактор старческих нарушений в кровообращении.

В условиях гипобарии кислородтранспортная система работает неэффективно. При  горной адаптации снижается периферическое сосудистое сопротивление (рефлекторно, через гипоксический фактор), что  способствует лучшему кровоснабжению мозга и компенсирует явление  гемоконцентрации. Без такого компенсаторного  расширения вязкость крови создавала  бы большую нагрузку на сердце. Из-за меньшего давления воздуха на кожные сосуды, они расширяются, что приводит к снижению АД.

При высокой температуре  АД. С расширением кожных сосудов  уменьшается общее периферическое сосудистое сопротивление. При неизменном СВ это ведёт к падению давления, которое постепенно снижается, вплоть до уровня, вызывающего сосудистый коллапс (обморок) Особенно резко АД падает из- за снижения СВ. Это происходит , когда ЧСС достигает максимально  возможного для данного человека уровня, а систолический объём  продолжает уменьшаться.

3.5. Объём циркулирующей крови (ОЦК)

Кислородтранспортные возможности  организма зависят от объёма крови  и содержания в ней гемоглобина.

Объём циркулирующей крови  в покое у молодых женщин составляет в среднем 4,3л, у мужчин-5,7л. При  нагрузке ОЦК сначала увеличивается, а затем уменьшается на 0,2-0,3л  из-за оттока части плазмы из расширенных  капилляров в межклеточное пространство работающих мышц. При длительных упражнениях среднее значение ОЦК у женщин равно 4 л, у мужчин-5,2л. Тренировка выносливости ведёт к повышению ОЦК. При нагрузке максимальной аэробной мощности ОЦК у тренированных мужчин в среднем равен 6,42л.

ОЦК и её составляющие: объём  циркулирующей плазмы(ОЦП) и объём  циркулирующих эритроцитов(ОЦЭ) повышаются при занятиях спортом. Увеличение ОЦК  является специфическим эффектом тренировки выносливости. Его не наблюдается  у представителей скоростно-силовых  видов спорта. С учётом размеров (веса) тела разница между ОЦК у выносливых спортсменов , с одной стороны, и нетренированных людей и спортсменов, тренирующих другие физические качества, с другой, в среднем составляет более 20%. Если ОЦК у спортсмена, тренирующего выносливость, равна 6,4литра (95,4мл на 1кг веса тела), то у нетренированных она равна5,5 л (76,3мл/кг веса тела).

Благодаря увеличению ОЦК  растёт центральный объём крови  и венозный возврат к сердцу, что  обеспечивает большой СО крови. Увеличивается  кровенаполнение альвеолярных капилляров, что повышает диффузную способность  лёгких. Увеличение ОЦК позволяет  направлять большее количество крови  в кожную сеть и таким образом  увеличивает возможность организма  для теплоотдачи во время длительной работы.

Во время нагрузок большой  аэробной мощности через сердце прокачивается  большое количество крови с высокой  скоростью. Излишек плазмы даёт резерв, позволяющий избежать гемоконцентрацию и увеличение вязкости. То есть у  спортсменов увеличение ОЦК, обусловленное больше увеличением объёма плазмы, чем объёмом эритроцитов, приводит к снижению показателя гематокрита (вязкости крови) по сравнению с не спортсменами (42,8 против44,6).

Благодаря большому объёму плазмы уменьшается концентрация в  крови продуктов тканевого обмена, например молочной кислоты. Поэтому  концентрация лактата при анаэробной нагрузке растёт медленнее.

Механизм роста ОЦК  состоит в следующем: рабочая  гипертрофия мышц => возрастание  запроса организма в белках => повышение продукции белка печенью => увеличивается выброс белков печенью в кровь => повышается колоидно - осматическое давление и вязкость крови => рост абсорбции воды из тканевой жидкости внутрь сосудов а также происходит задержка воды, поступающей в организм => увеличивается объём плазмы (основу плазмы составляют белки и вода) => рост ОЦК.

Объём циркулирующей крови - доминирующий фактор хорошо уравновешенного кровообращения. Уменьшение ОЦК , накопление крови в депо( в печени, в селезёнке, в сети воротной вены) сопровождается уменьшением объёма крови, которая прибывает к сердцу и которая выбрасывается каждой систолой. Внезапное уменьшение ОЦК ведёт за собой острую сердечную недостаточность. За уменьшением объёма крови, естественно, всегда следует серьёзная тканевая и клеточная гипоксия.

ОЦК ( по отношению к весу тела) зависит от возраста: у детей  до 1 года-11%, у взрослых-7%. На 1кг веса тела у детей 7-12 лет-70мл, у взрослых-50-60мл.

3.7. Влияние оздоровительной тренировки на гемодинамику организма

В результате оздоровительной  тренировки повышаются функциональные возможности сердечно - сосудистой системы. Происходит экономизация работы сердца в состоянии покоя и повышение резервных возможностей аппарата кровообращения при мышечной деятельности. Один из важнейших эффектов физической тренировки - урежение ЧСС в покое (брадикардия) как проявление экономизации сердечной деятельности и более низкой потребности миокарда в кислороде. Увеличение продолжительности фазы диастолы (расслабления) обеспечивает больший кровоток и лучшее снабжение сердечной мышцы кислородом. У лиц с брадикардией случаи заболевания ишемической болезнью сердца (ИБС) выявлены значительно реже, чем у людей с частым пульсом. Считается, что увеличение ЧСС в покое на 15 уд/мин повышает риск внезапной смерти от инфаркта на 70 % .Такая же закономерность наблюдается и при мышечной деятельности.