Физиологические механизмы изменения гемодинамики при физической нагрузке

В настоящее время многие исследователи придерживаются точки зрения, согласно которой артериальное давление не является объектом регулирования, а является лишь показателем качества регулирования системы кровообращения при физической работе. Проблема соотношения местных и общих реакций сердечно-сосудистойсистемы является в настоящее время одной из центральных в физиологии кровообращения.

2.2. Метод измерения ударного объема сердца. Ударный объем сердца определяется с помощью методики импеданскойтетраполярнойреоплетизмографии. Достоинствами этого метода являются атравматичность, возможность проведения длительной, непрерывной регистрации УО в динамике. Реографический метод определения ударного объема сердца основан на регистрации изменений электрического сопротивления тканей различных участков тела при прохождении через них тока высокой частоты (несколько десятков кГЦ). Поскольку кровь является лучшим проводником, чем иные ткани организма, то увеличение кровенаполнения сосудов во время систолы приводит к уменьшению импеданса исследуемой области. По величине изменений импеданса можно судить о количестве крови, поступившей в сосуды во время систолы и количественно оценить прирост пульсового объема крови в исследуемом участке. Регистрация изменения импеданса грудного отдела туловища с помощью тетраполярной схемы наложения электродов, по величине первой производной реограммы позволяет рассчитать значение систолического выброса сердца. В последнее время реографический метод. Хорошее качественное и количественное соответствие значений УО, полученных с помощью этого метода и таких общепринятых методов исследования как метод Фика, метод разведения индикатора, метод терморазведения и др. Несмотря на все еще имеющиеся пробелы в строгом теоретическом обосновании этого метода, исследователи очень высоко оценивают результаты, полученные с его помощью. Отмечают больше возможности, которые представляет реоплетизмография для исследований гемодинамики при мышечной деятельности. ГЛАВА 3. ИЗМЕНЕНИЕ ЧАСТОТЫ СЕРДЕЧНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И КОМПЛЕКСНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ГЕМОДИНАМИКИ ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ В РАЗЛИЧНЫХ ВОЗРАСТНЫХ ГРУППАХ3.

1. Изменение частоты сердечных сокращений при физических нагрузках в различных возрастных группах. Различные показатели центральной и периферической гемодинамики у детей и подростков при физических нагрузках исследованы в разной степени. Более изученными являются изменения частоты сердечных сокращение к артериального давления. Известно, что в процессе развития от 7 до 12 лет происходит снижение ЧСС в покое с 85−90 уд/мин у детей 7 лет до 65−75 уд/мин у юношей 16−17 лет. Уменьшение с возрастом ЧСС связано с повышением тонуса центров блуждающего нерва. В период школьного возраста систематические влияния на сердце более выражены, чем парасимпатические. В последующие годы устанавливается относительное равновесие, затем выраженное преобладание вагусных влияний в условиях мышечного покоя. Начиная с дошкольного возраста и до 14−15 лет наблюдается значительная вагусная аритмия, сопряженная с дыхательными циклами. В 15 лет и позже дыхательная аритмия менее выражена. Более часто наблюдается синусовая аритмия. Изменение ЧСС является важнейшим физиологическим механизмом, осуществляющий адаптацию системы кровообращения к мышечной работе.

Этот показатель широко используется для оценки функционального состояния, качества регулирования сердечной деятельности и адаптационных возможностей системы кровообращения при физических нагрузках. Это обусловлено как простотой определения ЧСС, так и достаточно высокой информативностью этого параметра. Так, показана высокая корреляция между ЧСС и потреблением кислорода при физической работе. Обнаружена тесная взаимосвязь между ЧСС и МОК при некоторых нагрузках. Установлена также линейная зависимость между ЧСС и величиной рабочей нагрузки при многих типахработ.

Все эти данные послужили основанием для использования ЧСС в качестве критерия при оценке тяжести и переносимости испытуемыми физической нагрузки, разработки методов для определения по ЧСС физической работоспособности и физической пригодности. В функциональных исследованиях, проведенных на большом числе испытуемых в возрасте от 5 до 65 лет показано, что ЧСС, зарегистрированная при максимальных и субмаксимальных нагрузках, постепенно снижается с возрастом. Максимальная ЧСС в 10 лет составляла 210 уд/мин., в возрасте 25 лет она равнялась 185 уд/мин., а у 65-летних была 165 уд/мин. При этом при максимальных нагрузках не было выявлено значительных различий в величинах ЧСС у испытуемых мужского и венского пола. Однако при нагрузках, составляющих 50 от максимальной, ЧСС у женщин была на 10 уд/мин выше, чем у мужчин. Так показано, что у 13-летних школьников частота пульса при достижении максимального потребления кислорода составляла 205 уд/мин, у 14−15-летних — 200, а у 16−18 летних- 189 уд/мин. Данные о предельных значениях ЧСС у юных спортсменов показывают, что эти величины могут превышать 200 уд/мин, хотя в подавляющем большинстве случаев ЧСС при физической нагрузке колеблется в пределах 160−200 уд/мин, у спортсменов 11−16 лет после бега на месте ЧСС равную 240−252 уд/мин. Подобная частота предельного сердечного ритма была отмечена и в других исследованиях. Относительно продолжительности восстановительного периода после физической нагрузки в литературе имеются противоречивые данные. Тем не менее, большинство исследователей считает, что у детей имеет место более затяжной характер восстановления при стандартных нагрузках по сравнению с более старшими и взрослыми. Для оценки возрастных особенностей, реактивности вегетативных функций, и в частности ЧСС, при мышечной работе представляют интерес потенциал лабильности.

В результате повышения с возрастом тонуса вагуса происходит снижение интенсивности физиологических отправлений в условиях относительного покоя. Вместе с тем, повышается максимально возможный ритм деятельности вегетативных систем. Отмеченное и определяет увеличение диапазона функциональных возможностей в ходе развития организма. Таким образом, дети старших возрастных групп по сравнению с младшими обладают большей потенциальной лабильностью нервных механизмов, регулирующих кровообращение. Имеются данные, свидетельствующие о том, что совершенствование механизмов адаптации к физическим нагрузкам у детей школьного возраста происходит гетерохромно. Показано, что регулирование сердечной деятельности, оцениваемое по реакции ЭКГ и динамике уровня артериального давления, в ответ на велоэргометрическую нагрузку повышающейся мощности у 13-летних мальчиков улучшается по сравнению с 11−12 летними. Однако при достижении 14-летнего возраста оно становится ниже, чем у 13-летних подростков и даже 12-летних детей. Показано, что у юных спортсменов при выполнении велоэргометрических нагрузок повышающейся мощности наблюдается почти линейная зависимость между ЧСС и мощностью выполняемой работы в зоне от 500 до 2000 кгм/мдн.

3.2. Комплексное изучение гемодинамики при физических нагрузках в различных возрастных группах. В исследованиях на спортсменах, выполнявших дозированную мышечную работу в лабораторных условиях, было проведено комплексное исследование показателей центральной и периферической гемодинамики, а также корреляционных связей этих показателей. Полученные данные подвергнуты анализу с точки зрения внутрисистемной регуляции деятельности отдельных звеньев системы кровообращения. Проведен индивидуальный анализ реакций отдельных звеньев сердечно-сосудистой системы, который показал, что мышечный кровоток, необходимый для выполнения заданной мышечной работы, может обеспечиваться при различных соотношениях изменений показателей центральной и регионарной гемодинамики даже у спортсменов одного и того же возраста. Быловыделено несколько вариантов внутрисистемных связей этих показателей, возникающих при адаптации к мышечной нагрузке. В наибольшей степени меняются в восстановительном периоде показатели периферического кровообращения. Среднюю степень изменчивости обнаруживают пульсовое давление, ударный и минутный объем крови, общее периферическое сопротивление, венозное давление. Малую изменчивость имеют величины давления и скорости распространения пульсовой волны. С возрастом происходит достоверное увеличение сдвигов по ряду показателей, имеющих среднюю и высокую степень изменчивости на данную пробу, а возрастные различия в сдвигах показателей, обнаруживающих малую изменчивость, при действии физической нагрузки, напротив, нивелируются. Использование различных механизмов приспособления сердечнососудистой системы при физических нагрузках в зависимости от возраста показано в исследовании, проведенном на конькобежцах.

У спортсменов адаптация системы кровообращения к напряженной мышечной работе проявлялась, главным образом, в учащении сердечного ритма. Изменение ударного объема сердца было незначительным, реакции со стороны сосудистой системы были такие выражены слабо, т. е. не использовались все возможные механизмы адаптации сердечно-сосудистой системы. У юных конькобежцев учащение частоты сердечных сокращений при напряженной мышечной работе остается ведущим фактором в реакции кровообращения. Но вместе с тем уже заметнее увеличение ударного объема сердца, особенно по мере роста спортивного мастерства. Это, указывает на усиление положительной инотропной реакции сердца, рост его нагнетательной способности, что в целом создает новый качественный уровень функционировали сердечно-сосудистой системы. Анализируя форму реокардиограммы, зарегистрированной по методу Б. Д. Зислина и Б. В. Суворова, обнаружены изменения в ее конфигурации, которые свидетельствуют о повышении тонуса сосудов плеча при выполнении велоэргометрической нагрузки и указывают на определенную роль сосудистой системы в ряду адаптивных реакций детей и подростков при мышечной деятельности.

Однако какого-либо направления в изменении сосудистого тонуса с возрастом не обнаружено.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Как видно из обзора литературы, большинство имеющихся работ выполнено на юных спортсменах. Причем, полученные данные используются для оценки тренировочного эффекта при занятиях различными видами спорта. В этих исследованиях, как правило, используются статические нагрузки или динамические нагрузки одной определенно заданной мощности, и вопрос об изучении возрастных особенностей центральной и периферической гемодинамики при выполнении различных по величине и длительности нагрузок специально не рассматривался. Поэтому особенности кровообращения работающих мышц в зависимости от возраста и от величины задаваемой нагрузки к настоящему времени изучены недостаточно, а немногочисленные данные по этому вопросу противоречивы. Следует также подчеркнуть, что в ряде работ, рассматриваются лишь отдельные показатели гемодинамики, что не позволяет объективно оценить общую картину взаимосвязей центрального и периферического звеньев системы кровообращения при мышечной работе. В результате чего недостаточно изученным остается вопрос об особенностях адаптациисистемы кровообращения к физическим нагрузкам. Изменение ЧСС является важнейшим физиологическим механизмом, осуществляющий адаптацию системы кровообращения к мышечной работе. Этот показатель широко используется для оценки функционального состояния, качества регулирования сердечной деятельности и адаптационных возможностей системы кровообращения при физических нагрузках. ВЫВОДЫ1. Анализ литературных данных показал, что в процессе роста и развития детей школьного возраста происходит совершенствование адаптационных механизмов гемодинамики при мышечных нагрузках. С возрастом наблюдается более значительное увеличение минутного объема крови, ударного объема, менее значительное увеличение частоты сердечных сокращений и артериального давления в ответ на стандартную физическую нагрузку, что характеризует болееэкономичный режим работы системы кровообращения.

2. Закономерности изменения УО при физических нагрузках различной мощности до настоящего времени остаются мало выясненными. Регуляция системы кровообращения при выполнении физической нагрузки сводится прежде всего к рациональному кровераспределению между различными органами и тканями и их адекватному кровоснабжению в зависимости от активности и метаболических запросов, В этой связи особенно важная роль отводится периферическому звену сердечно-сосудистой системы.

3. В онтогенезе у человека происходит улучшение регуляции функций, определяющих адаптацию к физическим нагрузкам, что проявляется в возможности более длительно поддерживать достигнутый рабочий уровень ЧСС, минутного объема крови и более быстром протекании процессов восстановления. Показано также, что занятия спортом положительно влияют на развитие сердечно-сосудистой системы человека и ее приспособительные реакции к меняющимся условиям внешней среды. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫБарабанов Н.И. и др. Физиология сердца. М.- 1998;128с.Импеданская плетизмография (реография). С. 81 90 // В сб.: Инструментальные методы исследования в кардиологии // Под научн. ред. Г. И. Сидоренко. — Минск, 1994 — 272 с. Карпман

В.Л., Абрикосова

М.А. Некоторые общие закономерности адаптации сердечно-сосудистой системы человека к физическим нагрузкам. — Успехи физиол.

наук, 1979, т.10, й 2, с. 97−121.Морман Д., Хеллер Л Физиология сердечно-сосудистой системы (пер. с англ.). СПб: «Питер».

2000. 256 с. Сердце и сердечнососудистая система. T heFactsonFileIllustratedGuidetotheHumanBody: HeartandCirculatorySystem.

M.: ACT, 2009. — 12 c. Солодков

А.С., Сологуб Е. Б. Физиология человек. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник. М.: Терра-Спорт, Олимпия Пресс, 2001. — 520 с. Хрущев С. В. Врачебный контроль за физическим воспитанием школьников. — М., 1980, 224 с. Солопов И. Н., Сентябрев

Н.Н., Горбанева

Е.П., Тяглова

Е.В., Камчатников А. Г., Суслина

И.В. Общая физиология: Рабочая тетрадь. — Волгоград: ВГАФК, 2007. 102 с. Спортивная физиология: учебник для ин-тов физ. культуры / под ред. Я.

М. Коца. М.: Физкультура и спорт, 1986.

— 240 с. Физиология роста и развития детей и подростков (теоретические и клинические вопросы) / Под ред. A.A. Баранова, Л. А. Щеплягиной, — М.: Союз педиатров России, 2000. 587с.