Кровообращение при выполнении физической нагрузки. Кровообращение при физической нагрузке Во время физической нагрузки кровообращения перестраивается

Введение

Строение, функция сердца

Движение крови по сосудам

Изменение показателей кровообращения при мышечной работе

Возрастные особенности реакции сердечно-сосудистой системы на физические нагрузки

Заключение

Список литературы

Введение

Анатомия и физиология относятся к биологическим наукам, они являются основными дисциплинами при теоретической и практической подготовке биологов и медицинских работников. В то же время каждый грамотный человек хотя бы в общих чертах должен знать о строении и основных функциях своего тела, своего организма и отдельных его органах. Такого рода знания могут оказаться весьма полезными, если в непредвиденных обстоятельствах потребуется оказать экстренную помощь пострадавшему. Поэтому уже в школьные годы, наряду с биологией - наукой о всем живом, изучаются анатомия и физиология человека как представителя животного мира, занимающего в нем особое место. Человек отличается от животного не только своим более совершенным строением, но и развитием мышления, наличием членораздельной речи, интеллектом, которые определяются комплексом социальных условий жизни, общественными взаимоотношениями, общественно-историческим опытом. Труд и социальная среда изменили биологические особенности человека.

Таким образом, анатомия и физиология являются частью биологии, как и человек - частью животного мира.

Анатомия человека - это наука о формах и строении, происхождении и развитии человеческого организма. Анатомия изучает внешние формы и пропорции тела человека, его частей, отдельные органы, их конструкцию, микроскопическое и ультрамикроскопическое строение. Анатомия рассматривает строение тела человека, его органов и различные периоды жизни, от внутриутробного периода и до старческого возраста, исследует особенности организма в условиях воздействия внешней среды.

Физиология изучает функции живого организма, его органов и систем, клеток и клеточных ассоциаций, процессы их жизнедеятельности. Физиология исследует функциональные взаимосвязи в теле человека в различные возрастные периоды и в условиях изменяющейся внешней среды.

Современная анатомия и физиология тщательно исследуют изменения и процессы, происходящие в организме человека в различные возрастные периоды.

Раскрывая основные закономерности развития человека в эмбриогенезе, а также детей в различные возрастные периоды, анатомия и физиология дают важный материал для педагогов, психологов, воспитателей и гигиенистов.

Эффективность воспитания и обучения находится в тесной зависимости от того, в какой мере учитываются анатомо-физиологические особенности детей и подростков. Особого внимания заслуживают периоды развития, для которых характерна наибольшая восприимчивость к воздействиям тех или иных факторов, а также периоды повышенной чувствительности и пониженной сопротивляемости организма.

Строение и функции сердца

Сердце находится в левой части грудной клетки в так называемой околосердечной сумке - перикарде, который отделяет сердце от других органов. Стенка сердца состоит из трех слоев - эпикарда, миокарда и эндокарда. Эпикард состоит из тонкой (не более 0,3-0,4 мм) пластинки соединительной ткани, эндокард состоит из эпителиальной ткани, а миокард состоит из сердечной поперечно-полосатой мышечной ткани.

Сердце состоит из четырех отдельных полостей, называемых камерами: левое предсердие, правое предсердие, левый желудочек, правый желудочек. Они разделены перегородками. В правое предсердие входят полые, в левое предсердие - легочные вены. Из правого желудочка и левого желудочка выходят, соответственно, легочная артерия (легочный ствол) и восходящая аорта. Правый желудочек и левое предсердие замыкают малый круг кровообращения, левый желудочек и правое предсердие - большой круг. Сердце расположено в нижней части переднего средостения, большая часть его передней поверхности прикрыта легкими с впадающими участками полых и легочных вен, а также выходящими аортой и легочным стволом. В полости перикарда содержится небольшое количество серозной жидкости.

Стенка левого желудочка приблизительно в три раза толще, чем стенка правого желудочка, так как левый должен быть достаточно сильным, чтобы вытолкнуть кровь в большой круг кровообращения для всего организма (сопротивление крови в большом круге кровообращения в несколько раз больше, а давление крови в несколько раз выше, чем в малом круге кровообращения).

Существует необходимость поддержания тока крови в одном направлении, в противном случае сердце могло бы наполниться той самой кровью, которая перед этим была отправлена в артерии. Ответственными за ток крови в одном направлении являются клапаны, которые в соответствующий момент открываются и закрываются, пропуская кровь или ставя ей заслон. Клапан между левым предсердием и левым желудочком называется митральный клапан или двухстворчатый клапан, так как состоит из двух лепестков. Клапан между правым предсердием и правым желудочком носит название трёхстворчатый клапан - он состоит из трех лепестков. В сердце находятся еще аортальный и легочный клапаны. Они контролируют вытекание крови из обоих желудочков.

Выделяют следующие основные функции сердца:

Автоматизм - это способность сердца вырабатывать импульсы, вызывающие возбуждение. В норме наибольшим автоматизмом обладает синусовый узел.

Проводимость - способность миокарда проводить импульсы из места их возникновения до сократительного миокарда.

Возбудимость - способность сердца возбуждаться под влиянием импульсов. Во время возбуждения возникает электрический ток, который регистрируется гальванометром в виде ЭКГ. Сократимость - способность сердца сокращаться под влиянием импульсов и обеспечивать функцию насоса.

Рефрактерность - невозможность возбужденных клеток миокарда снова активизироваться при возникновении дополнительных импульсов. Делится на абсолютную (сердце не отвечает ни на какое возбуждение) и относительную (сердце отвечает на очень сильное возбуждение).

Движение крови по сосудам

Кровообращение происходит по двум основным путям, называемым кругами: малому и большому кругу кровообращения.

По малому кругу кровь циркулирует через лёгкие. Движение крови по этому кругу начинается с сокращения правого предсердия, после чего кровь поступает в правый желудочек сердца, сокращение которого толкает кровь в легочный ствол. Циркуляция крови в этом направлении регулируется предсердно-желудочковой перегородкой и двумя клапанами: трёхстворчатым (между правым предсердием и правым желудочком), предотвращающим возврат крови в предсердие, и клапаном лёгочной артерии, предотвращающим возврат крови из лёгочного ствола в правый желудочек. Легочной ствол разветвляется до сети легочных капилляров, где кровь насыщается кислородом за счёт вентиляции лёгких. Затем кровь через лёгочные вены возвращается из лёгких в левое предсердие.

Большой круг кровообращения снабжает насыщенной кислородом кровью органы и ткани. Левое предсердие сокращается одновременно с правым и толкает кровь в левый желудочек. Из левого желудочка кровь поступает в аорту. Аорта разветвляется на артерии и артериолы, идущие в различные части организма и заканчивающиеся капиллярной сетью в органах и тканях. Циркуляция крови в этом направлении регулируется предсердно-желудочковой перегородкой, двустворчатым (митральным) клапаном и клапаном аорты.

Таким образом, кровь движется по большому кругу кровообращения от левого желудочка до правого предсердия, а затем по малому кругу кровообращения от правого желудочка до левого предсердия.

Механизм кровообращения

Движение крови по сосудам осуществляется, главным образом, благодаря разности давлений между артериальной системой и венозной. Это утверждение полностью справедливо для артерий и артериол, в капиллярах и венах появляются вспомогательные механизмы, о которых ниже. Разность давлений создаётся ритмической работой сердца, перекачивающего кровь из вен в артерии. Поскольку давление в венах очень близко к нулю, эту разность можно принять, для практических целей, равной артериальному давлению.

Сердечный цикл

Правая половина сердца и левая работают синхронно. Для удобства изложения здесь будет рассмотрена работа левой половины сердца.

Сердечный цикл включает в себя общую диастолу (расслабление), систолу (сокращение) предсердий, систолу желудочков. Во время общей диастолы давление в полостях сердца близко к нулю, в аорте медленно понижается с систолического до диастолического, в норме у человека равными соответственно 120 и 80 мм рт. ст. Поскольку давление в аорте выше, чем в желудочке, аортальный клапан закрыт. Давление в крупных венах (центральное венозное давление, ЦВД) составляет 2-3 мм рт.ст., то есть чуть выше, чем в полостях сердца, так что кровь поступает в предсердия и, транзитом, в желудочки. Предсердно-желудочковые клапаны в это время открыты.

Во время систолы предсердий циркулярные мышцы предсердий пережимают вход из вен в предсердия, что препятствует обратному потоку крови, давление в предсердиях повышается до 8-10 мм рт.ст., и кровь перемещается в желудочки.

Во время последующей систолы желудочков давление в них становится выше давления в предсердиях (которые начинают расслабляться), что приводит к закрытию предсердно-желудочковых клапанов. Внешним проявлением этого события является I тон сердца. Затем давление в желудочке превышает аортальное, в результате чего открывается клапан аорты и начинается изгнание крови из желудочка в артериальную систему. Расслабленное предсердие в это время заполняется кровью. Физиологическое значение предсердий главным образом состоит в роли промежуточного резервуара для крови, поступающей из венозной системы во время систолы желудочков.

В начале общей диастолы, давление в желудочке падает ниже аортального (закрытие аортального клапана, II тон), потом ниже давления в предсердиях и венах (открытие предсердно-желудочковых клапанов), желудочки снова начинают заполняться кровью.

В состоянии спокойствия желудочек сердца взрослого человека за каждую систолу выбрасывает от 75 мл крови (ударный объём). Сердечный цикл длится до 1 с, соответственно, сердце делает от 60 сокращений в минуту (частота сердечных сокращений, ЧСС). Нетрудно подсчитать, что даже в состоянии покоя сердце перегоняет 4,5-5 л крови в минуту (минутный объем сердца, МОС). Во время максимальной нагрузки ударный объём сердца тренированого человека может превышать 200 мл, пульс - превышать 200 ударов в минуту, а циркуляция крови может достигать 40 л в минуту.

Артериальная система

Артерии, которые почти не содержат гладких мышц, но имеют мощную эластическую оболочку, выполняют главным образом «буферную» роль, сглаживая перепады давлений между систолой и диастолой. Стенки артерий упруго растяжимы, что позволяет им принять дополнительный объем крови, «вбрасываемый» сердцем во время систолы, и лишь умеренно, на 50-60 мм рт.ст. поднять давление. Во время диастолы, когда сердце ничего не перекачивает, именно упругое растяжение артериальных стенок поддерживает давление, не давая ему упасть до нуля, и тем самым обеспечивает непрерывность кровотока. Именно растяжение стенки сосуда воспринимается как удар пульса. Артериолы обладают развитой гладкой мускулатурой, благодаря которой способны активно менять свой просвет и, таким образом, регулировать сопротивление кровотоку. Именно на артериолы приходится наибольшее падение давления, и именно они определяют соотношение объёма кровотока и артериального давления. Соответственно, артериолы именуют резистивными сосудами.

Капилляры

Капилляры характеризуются тем, что их сосудистая стенка представлена одним слоем клеток, так что они высоко проницаемы для всех растворенных в плазме крови низкомолекулярных веществ. Здесь происходит обмен веществ между тканевой жидкостью и плазмой крови.

-реабсорбционное давление около (20-28) = 8 мм рт. ст. при прохождении крови через капилляры плазма крови 40 раз полностью обновляется с интерстициальной (тканевой) жидкостью;

-объём только диффузии через общую обменную поверхность капилляров организма составляет около 60 л/мин или примерно 85 000 л/сут;

-давление в начале артериальной части капилляра 37,5 мм рт. ст.;

-эффективное давление составляет около (37,5 - 28) = 9,5 мм рт. ст.;

-давление в конце венозной части капилляра, направленное наружу капилляра, 20 мм рт. ст.;

Эффективное

Венозная система

От органов кровь возвращается через посткапилляры в венулы и вены в правое предсердие по верхней и нижней полым венам, а также по коронарным венам.сердечный сосудистый кровообращение школьник

Венозный возврат осуществляется по нескольким механизмам. Во-первых, базовый механизмам благодаря перепаду давлений в конце венозной части капилляра, направленное наружу капилляра около 20 мм рт. ст., в ТЖ - 28 мм рт.ст.), эффективное реабсорбционное давление, направленное внутрь капилляра, около (20 - 28) = минус 8 мм рт. ст. (- 8 мм рт. ст.).

Во-вторых, для вен скелетных мышц важно, что при сокращении мышцы давление «извне» превышает давление в вене, так что кровь «выжимается» из вен сократившейся мышцы. Присутствие же венозных клапанов определяет направление движения крови при этом - от артериального конца к венозному. Этот механизм особенно важен для вен нижних конечностей, поскольку здесь кровь по венам поднимается, преодолевая гравитацию. В-третьих, присасывающая роль грудной клетки. Во время вдоха давление в грудной клетке падает ниже атмосферного (которое мы принимаем за ноль), что обеспечивает дополнительный механизм возврата крови. Величина просвета вен, а соответственно и их объём, значительно превышают таковые артерий. Кроме того, гладкие мышцы вен обеспечивают изменение их объёма в весьма широких пределах, приспосабливая их ёмкость к меняющемуся объёму циркулирующей крови, поэтому физиологическая роль вен определяется как «ёмкостные сосуды».

Изменение показателей кровообращения при мышечной работе

Актуальными являются исследования, касающиеся анализа деятельности органов и систем организма, непосредственно обеспечивающих мышечную работу. Наиболее полезная для этих целей информация может быть получена при изучении реакции сердечно-сосудистой системы и, в частности, таких гемодинамических показателей, как систолический объем.

Минутный объем кровообращения рассчитывался по классической формуле Фика:

Qm = VCO2 / VADCO2

где Qm - минутный объем кровообращения в л/мин; VCO2 - величина выделения углекислоты в мл/мин (STPD); VADCO2 - венозно-артериальная разница по CO2 в мл/л.

При регулярных занятий физическими упражнениями, каким-либо видом спорта в крови увеличивается количество эритроцитов и гемоглобина, обеспечивающее рост кислородной емкости крови; возрастает количество лейкоцитов и их активность, что повышает сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям.

Двигательная активность человека, занятия физическими упражнениями, спортом оказывают существенное влияние на развитие и состояние сердечно-сосудистой системы. Пожалуй, ни один орган не нуждается столь сильно в тренировке и не поддается ей столь легко, как сердце. Работая с большой нагрузкой при выполнении спортивных упражнений, сердце неизбежно тренируется. Расширяются границы его возможностей, оно приспосабливается к перекачке количества крови намного большего, чем это может сделать сердце нетренированного человека. В процессе регулярных занятий физическими упражнениями и спортом, как правило, происходит увеличение массы сердечной мышцы и размеров сердца. Так, масса сердца у нетренированного человека составляет в среднем около 300г, у тренированного - 500г.

Показателями работоспособности сердца являются частота пульса, кровяное давление, систолический и минутный объем крови.

Систолический объем в покое у нетренированного - 50-70 мл, у тренированного 70-80 мл; при интенсивной мышечной работе соответственно - 100-130 мл и 200 мл более.

Физическая работа способствует расширению кровеносных сосудов, снижению тонуса их стенок; умственная работа, так же как и нервно-эмоциональное напряжение, приводит к сужению сосудов, повышению тонуса их стенок и даже спазм. Такая реакция особенно свойственна сосудам сердца и мозга.

Длительная напряженная умственная работа, частое нервно-эмоциональное напряжение, не сбалансированные с активными движениями и с физическими нагрузками, могут привести к ухудшению питания этих важнейших органов, к стойкому повышению кровяного давления, которое, как правило, является главным признаком гипертонической болезни.

Свидетельствует о заболевании и понижение кровяного давления в покое (гипотония), что может быть следствием ослабления деятельности сердечной мышцы.

В результате специальных занятий физическими упражнениями и спортом кровяное давление претерпевает положительные изменения. За счет более густой сети кровеносных сосудов и высокой их эластичности у спортсменов, как правило, максимальное давление в покое оказывается несколько ниже нормы. Предельная частота сердечных сокращений у тренированных людей при физической нагрузке может находится на уровне 200-240 удар/мин, при этом систолическое давление довольно долго находится на уровне 200 мм рт. ст. Нетренированное сердце такой частоты сокращений достигнуть просто не может, а высокое систолическое и диастолическое давление даже при кратковременной напряженной деятельности могут явиться причиной предпатологических и даже патологических состояний.

Систолической объем крови - это количество крови, выбрасываемое левым желудочком сердца при каждом его сокращении. Минутный объем крови - количество крови, выбрасываемое желудочком в течение одной минуты. Наибольший систолический объем наблюдается при частоте сердечных сокращений от 130 до 180 удар/мин. При частоте сердечных сокращений выше 180 удар/мин систолический объем начинает сильно снижаться. Поэтому наилучшие возможности для тренировки сердца имеют место при физических нагрузках, когда частота сердечных сокращений находится в диапазоне от 130 до 180 удар/мин.

Возрастные особенности реакции сердечно-сосудистой системы на физические нагрузки

Реакция детского организма на физическую нагрузку меняется по мере роста и развития организма. На динамическое физическая нагрузка дети и подростки реагируют повышением частоты сердечных сокращений, максимального артериального давления. Чем меньше возраст ребенка, тем в большей степени они реагируют даже на небольшое физическая нагрузка.

Дети и подростки, которые занимаются физической культурой и трудом строго нормируемыми нагрузками, тренируют сердечно-сосудистую систему, повышают ее функциональные и резервные возможности. В них возрастает работоспособность, выносливость организма по сравнению с нетренованими сверстниками. В ответ на физическую нагрузку увеличивается объем крови, который прокачивается сердцем за минуту (минутный объем крови). У тренированных детей это происходит за счет скорее увеличение систолического объема чем частоты сердечных сокращений. Во время максимальных физических нагрузок у тренированных подростков, в отличие от нетренированных, минутного объема крови достаточно для обеспечения всех органов кислородом.

У школьников-спортсменов после дозированной физической нагрузки (20 приседаний за 30 сек.) частота сердечных сокращений увеличивается на 60-70% (у нетренированных на 100%), максимальное артериальное давление повышается на 25-30%, минимальный снижается на 20-25% (в нетренированных соответственно на 40% и 5-10%). У подростков со скрытой недостаточностью сердечно-сосудистой системы эти показатели еще хуже: максимальное артериальное давление снижается, минимальный - повышается, время на восстановление сил продолжается более 3 мин., появляется одышка, головокружение. Если такие же признаки появляются у спортсменов, это является свидетельством перетренировки организма вследствие неправильно нормированных физических нагрузок.

Во время статического физической нагрузки (длительное сидения, стояния и т.д.) растет и максимальный и минимальный артериальное давление у тренированных и нетренированных детей и подростков. Такая реакция происходит даже на легкое статическая нагрузка (30% от силы сжатия ручного динамометра) и регистрируется в течение 5 мин. после прекращения нагрузки. В начале учебного года эти показатели меньше чем в конце. Длительное статическая нагрузка может вызвать у школьников спазм артериол (общий кровяное давление при этом повышается), может способствовать возникновению органических изменений сердечных мышц, клапанов.

Одной из мер профилактики сердечно-сосудистых заболеваний является увеличение двигательной активности школьников во время учебного процесса в пределах возрастных границ допустимых физических нагрузок.

Заключение

Современная наука о человеческом организме развивается очень быстро. Она обогатилась новейшими методами исследования. Благодаря физике, химии, электронике, кибернетике, технике и другим наукам применяют очень сложные и совершенные приборы и аппаратуру для изучения строения, деятельности организма и его лечения. Например, для изучения работы головного мозга человека используется сложный прибор, регистрирующий очень слабые электрические токи мозга. С этой целью снаружи к голове человека прикладываются сотни небольших электродов, соединенных с этим прибором. Свой организм надо знать каждому. Науки об организме человека позволяют понять его строение и функции, сохранять и укреплять здоровье, повышать производительность труда и значительно продлить жизнь.

Необходимость знания физиологии И.П. Павлов выразил в следующих словах: «...Для того, чтобы использовать сокровища природы, чтобы этими сокровищами наслаждаться, человек должен быть здоровым, сильным и умным... Физиология учит нас, - и чем дальше, тем полнее и совершеннее, как правильно, т.е. полезно и приятно, работать, отдыхать, питаться и т.д. Но этого мало. Она научит нас, как правильно думать, чувствовать и желать». Физиология и гигиена доказали, что для организма вредны всякие излишества, умственное и физическое перенапряжение, систематическое переутомление. Установлено исключительно вредное влияние на организм употребления алкогольных напитков и курения табака. Анатомия, физиология и гигиена помогают сознательно подобрать наиболее здоровый образ жизни.

Список литературы

1.Анатомия, физиология, психология человека: Ил. крат. слов. / Под ред. А.С. Батуева. - СПб.: Лань, 1998. - 268с.

2.Брин В.Б. Физиология человека в схемах и таблицах. - Ростов н/Д: Феникс, 1999. - 216 с.3. Марютина Т.М., Ермолаев О.Ю.

.Психофизиология. - М.: Изд-во Моск. гос. ун-та, 1998. - 306 с.4. Основы психофизиологии / Под ред. Ю.И. Александрова. - М.: ИНФРА-М, 1997. - 408 с.5. Сапим М.Р., Сивоглазов Р.И.

.Анатомия и физиология человека с возрастными особенностями детского организма. - М.: Академия, 2000. - 365с.6. Физиология человека / Н.А. Агаджанян, Л.З. Тель, В.И. Циркин, С.А. Чеснокова. - СПб.: Сотис, 1998. - 385 с.

.Малая медицинская энциклопедия. - М.: Медицинская энциклопедия. 1991-96 гг. 2. Первая медицинская помощь. - М.: Большая Российская Энциклопедия. 1994 г.

.Лищук В.А. Математическая теория кровообращения. - 1991.

.И.П. Павлов «Лекции по физиологии кровообращения 1912-1913 гг.» «Познавательная книга плюс», 2002

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Физическая нагрузка нуждается в существенном повышении функции сердечно-сосудистой системы, от которой в значительной степени (обычно в тесной взаимосвязи с другими физиологическими системами организма) зависит обеспечение работающих мышц достаточным количеством кислорода и удаления из тканей углекислоты и других продуктов тканевого метаболизма. Именно поэтому с началом мышечной работы в организме происходит сложный комплекс нейрогуморальних процессов, которые приводят, с одной стороны, в результате активизации симпатоадреналовой системы, к повышению основных показателей системы кровообращения – частоте сердечных сокращений, ударного и минутного объемов крови, системного артериального давления, объема циркулирующей крови и др., а с другой стороны – предопределяют изменения тонуса сосудов в органах и тканях. Изменения сосудистого тонуса проявляются в снижении тонуса и, соответственно, расширении сосудов периферического сосудистого русла (преимущественно гемокапилляров) в то же время с увеличением тонуса и сужением мелких сосудов внутренних органов. Вышеприведенные изменения тонуса сосудов обеспечивают рациональное перераспределение регионального кровотока между функционально активными и неактивными при нагрузке органами. В функционально активных органах кровообращение существенно увеличивается, например, в скелетных мышцах в 15-20 раз (при этом количество функционирующих гемокапилляров может вырасти в 50 раз), в миокарде – в 5 раз, в коже (для обеспечения адекватной теплоотдачи) – в 3-4 раза, в легких – почти в 2-3 раза. В функционально неактивных при нагрузке органах (печени, почках, мозге и др.) кровообращение значительно уменьшается. Если в состоянии физиологического покоя кровообращение во внутренних органах составляет около 50% минутного объема кровообращения (МОК), то при максимальной физической нагрузке он может снижаться до 3-4% от МОК.

Определение типа реакции на физическую нагрузку

Для определения типа реакции сердечно-сосудистой системы учитывают следующие параметры:

Возбудимость пульса – увеличение частоты пульса по отношению к начальному значению, отмеченное в процентах;

Характер изменений артериального давления (АД) – систолического, диастолического и пульсового;

Время восстановления показателей пульса и АД до начального уровня.

Выделяют 5 основных типов реакции сердечно-сосудистой системы:нормотонический, гипотонический, гипертонический, дистонический и ступенчатый (рис.1)

Для нормотонического типа реакции характерно:

ускорение частоты пульса на 60-80% (в среднем на 6-7 уд. за 10 сек.);

умеренное повышение систолического АД до 15-30% (15-30 мм рт.ст.);

умеренное снижение диастолического АД на 10-15% (5-10 мм рт.ст.), что предопределено уменьшением общего периферического сопротивления в результате расширения сосудов периферического сосудистого русла для обеспечения работающих мышц необходимым количеством крови;

значительное повышение пульсового АД – на 80-100% (какое непрямоотбивает величину сердечных выбросов и свидетельствует о ее увеличении);

нормальный период процесса возобновления: у мужчин составляет до 2,5 минут, у женщин – до 3-х минут.

Данный тип реакции считается благоприятным, так как свидетельствует об адекватном механизме приспособления организма к физической нагрузке. Увеличение минутного объема кровообращения (МОК) во время такой реакции происходит за счет оптимального и равномерного увеличения ЧСС И ударного объема сердца (УОС).

Рис. 1. Типы реакции сердечно-сосудистой системы на стандартную

функциональную пробу с физической нагрузкой: 1 – нормотонический, 2 – гипотонический (астенический), 3 – гипертонический, 4 – дистонический, 5 – ступенчатый.

Для гипотонического (астенического) типа реакции характерно:

значительное ускорение пульса – более 120-150%;

систолическое АД при этом незначительно повышается, или не изменяется, или даже понижается;

диастолическое АД чаще не изменяется, или даже повышается;

пульсовое АД чаще снижается, а если и повышается, то незначительно – всего на 12-25%;

значительно замедлен период восстановления – более 5-10 минут.

Данннй тип реакции считается неблагоприятным, поскольку механизм адаптации к нагрузке не удовлетворителен. Усиление кровообращения достигается преимущественно только за счет увеличения ЧСС при незначительном УОС, то есть сердце работает мало эффективно и с большими энергозатратами. Наблюдается чаще от всего у нетренированных и мало тренированных лиц, при вегето-сосудистых дистониях по гипотоническому типу, после перенесенных заболеваний, при переутомлении и перенапряжении у спортсменов.

Однако у детей и подростков данный тип реакции, при снижении диастолического АД и нормальном периоде восстановления, считается вариантом нормы.

Для гипертонического типа реакции характерным является:

значительное ускорение пульса – больше 100%;

значительное повышение АД систолического – до 180-200 мм рт. ст. и выше;

повышение АД диастолического – до 90 и выше мм рт. ст., или тенденция к повышению;

повышение пульсового АД (которое в данном случае предопределенно повышенным сопротивлением кровотока в результате спазма периферических сосудов и свидетельствует о слишком напряженной деятельности миокарда);

период восстановления существенно замедлен (больше 3 минут).

Тип реакции считается неблагоприятным в связи с тем, что механизм адаптации к нагрузке не удовлетворителен. При значительном увеличении систолического объема в то же время с повышением общего периферического сопротивления в сосудистом русле сердце вынужденно работать с достаточно большим напряжением. Данный тип встречается при склонности к гипертоническим состояниям (в том числе при скрытых формах гипертонии), вегетативных дисфункциях по гипертоническому типу, начальных и симптоматических гипертензиях; атеросклерозе сосудов, при переутомлении и физическом перенапряжении у спортсменов. Склонность к гипертоническому типу реакции при выполнении интенсивных физических нагрузок может обусловить возникновение сосудистых “катастроф” (гипертонического криза, инфаркта, инсульта и тому подобное).

Следует также отметить, что некоторые авторы выделяют, как один из вариантов гипертонического, гиперреактивный тип реакции, для которого, в отличие от гипертонического, характерное умеренное снижение диастолического артериального давления. При нормальном периоде восстановления его можно считать условно благоприятным. Однако, все же, данный тип реакции свидетельствует о повышении реактивности симпатического отдела вегетативной нервной системы (симпатикотонии), которая является одним из начальных признаков нарушения вегетативной регуляции сердечной деятельности и повышает риск возникновения патологических состояний во время выполнения интенсивных нагрузок.

Для дистонического типа реакции характерно:

значительное ускорение пульса – больше 100%;

существенное повышение систолического АД (иногда выше 200 мм рт.ст.);

снижение диастолического АД к нулю (“феномен бесконечного тона”), которое длится на протяжении больше 2-х минут (длительность данного феномена до 2-ым мин. считается вариантом физиологической реакции);

замедление периода восстановления.

Тип реакции считается неблагоприятным и свидетельствует об избыточной лабильности системы кровообращения, что обусловлено резким нарушением нервной регуляции периферического (микроциркуляторного) сосудистого русла. Наблюдается при нарушениях со стороны вегетативной нервной системы, неврозах, после перенесенных инфекционных заболеваний, часто у подростков в пубертатном и препубертатном периодах, при переутомлении и перенапряжении у спортсменов.

Для ступенчатого типа реакции характерно:

резкое увеличение пульса – более 100%;

ступенчатое повышение систолического АД, то есть систолический АД, измеренный непосредственно после нагрузки – на первой минуте – ниже, чем на 2 или 3 минутах периода восстановления;

замедлен период восстановления.

Тип реакции считается неблагоприятным, потому что механизм адаптации к нагрузке не удовлетворителен. Он свидетельствует об ослабленной системе кровообращения, не способной адекватно и быстро обеспечивать перераспределение кровотока, необходимое для выполнения мышечной работы. Часто наблюдается у лиц преклонного возраста, особенно при заболеваниях сердечно-сосудистой системы, после перенесенных инфекционных заболеваний, при переутомлении, при низкой физической подготовке, а также недостаточной общей тренированности у спортсменов.

Следует отметить, что гипотонический, гипертонический, дистонический и ступенчатый типы реакции считаются патологическими типами реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку. Неудовлетворительным также считается нормотонический тип реакции, если возобновление пульса и АД происходит больше

3-х минут.

Результаты комбинированной пробы Летунова вообще оценивают также, как и при пробе 20 приседаний за 30 сек., определяя тип реакции. При нормальных функциональных способностях сердечно-сосудистой системы после каждой части пробы в то же время усиливаются реакции пульса и систолического АД; диастолическое АД в норме умеренно снижается при всех нагрузках.

Оценить качество сердечно-сосудистой системы на нагрузку можно также рассчитав показатель качества реакции (ПКР ) (1):

ПКР (по Кушелевскому) = (1)

где РД1 - пульсовое давление до нагрузки;

РД2 - пульсовое давление после нагрузки;

Р1 - пульс до нагрузки;

Р2 - пульс после нагрузки.

Оценка ПКР: 0,1-0,2 – нерациональная реакция;

0,3-0,4 – удовлетворительная реакция;

0,5-1,0 – хорошая реакция;

> 1,0 – нерациональная реакция.

Физическая нагрузка сопровождается одной из самых естественных для организма адаптивных реакций, для которой требуется хорошее взаимодействие всех звеньев системы кровообращения. Тот факт, что скелетные мышцы составляют до 40% массы тела, а интенсивность их деятельности может колебаться в очень широких пределах, ставит их в особое положение по сравнению с другими органами. К тому же надо учитывать, что в природе от функциональных возможностей скелетных мышц зависят как поиски пищи, так, порой, и сама жизнь. Поэтому в процессе эволюции выработались тесные взаимосвязи мышечных сокращений и сердечно-сосудистой системы. Они направлены на создание, по мере возможности, максимальных условий для кровоснабжение мышц, даже за счет снижения кровотока в других органах и системах. Учитывая важность обеспечения кровью сократительных мышц, в процессе эволюции сформировался ндвий уровень регуляции гемодинамики со стороны моторных отделов ЦНС. За счет них формируются условнорефлекторные механизмы регуляции кровообращения, т.е. предстартовые реакции. Значение их состоит в мобилизации сердечно-сосудистой системы, благодаря чему еще перед началом мышечной деятельности сердечные сокращения учащаются, а давление повышается.
Последовательность включения сердечно-сосудистой системы во время физического труда можно проследить при интенсивной нагрузке. Мышцы сокращаются под влиянием импульсов, идущих пирамидными путями, которые начинаются в прецентральной закрутке. Спускаясь к мышцам, они рядом с моторными отделами ЦНС возбуждающих также дыхательные и вазомоторные центры продолговатого мозга. Отсюда через симпатическую нервную систему усиливается деятельность сердца и сужаются сосуды. Одновременно с надпочечников в кровоток выбрасываются катехоламины, которые сужают сосуды. В функционирующих мышцах сосуды, наоборот, резко расширяются. Это происходит главным образом за счет накопления метаболитов, таких, как Н +, СОТ, К + »аденозин подобное. Вследствие этого возникает Перераспределительная реакция кровотока: чем больше количество мышц сокращается, тем больше крови, выброшенной сердцем, поступает к ним. В связи с тем, что для обеспечения повышенной потребности в крови функционирующих мышц предыдущего МОК уже не достаточно, быстро повышается деятельность сердца. При этом МОК может увеличиваться в 5-6 раз и достигать 20-30 л / мин. Из этого объема до 80-85% поступает в функционирующих скелетных мышц. Если в состоянии покоя через мышцы проходит 0,9-1,0 л / мин (15-20% от МОК в 5 л / мин) крови, то при сокращении мышцы могут получать до 20 л / мин и более.
При этом именно сокращение мышц также влияет на кровоток. При интенсивном сокращении результате сдавления сосудов доступ крови к мышцам уменьшается но при расслаблении быстро увеличивается. При меньшей силе сокращение доступ крови увеличивается во время фазы как сокращение, так и расслабление. Кроме того, сокращенные мышцы выдавливают кровь венозного отдела, с одной стороны, сопровождается увеличением венозного возврата к сердцу, а с другой - создаются предпосылки для увеличения доступа крови к мышцам во время фазы расслабления.
Интенсификация деятельности сердца при мышечном сокращении происходит на фоне пропорционального усиления кровотока через коронарные сосуды. Автономная регуляция обеспечивает сохранение мозгового кровотока на прежнем уровне. Кровоснабжение других органов зависит от нагрузки. Если мышечная нагрузка интенсивное, то, несмотря на рост МОК, доступ крови к многих внутренних органов может ухудшаться. Это происходит вследствие резкого сокращения приносящих артерий под влиянием симпатических сосудосуживающих импульсов. Развитая Перераспределительная реакция может быть выражена в такой степени, что, например, вследствие снижения почечного кровотока почти полностью прекращается сечотворення.
Рост МОК приводит к увеличению Рс. Рд за счет расширения сосудов мышц может оставаться прежним или даже снижаться. Если уменьшение бпору сосудистого отдела скелетных мышц не компенсирует сужение других сосудистых зон, то возрастает Рд.
Во время физической нагрузки возбуждению сосудодвигательный нейронов способствуют также импульсы с проприорецепторов мышц, хеморецепторов сосудов. Наряду с этим при мышечной работе в регуляции кровотока принимает участие адреналовая система надпочечников. Во время работы включаются и другие гормональные механизмы регуляции кровотока (вазопрессин, тироксин, ренин, предсердный натрийуретический гормон).
Во время мышечной работы «отменяются» рефлексы, контролирующие AT в состоянии покоя. Несмотря на увеличение AT, рефлексы с барорецепторов не тормозят деятельность сердца. В таком случае преобладает влияние других регулирующих механизмов.
В функционирующих мышцах увеличения AT при расширении сосудов приводит и к изменениям условий водного обмена. Увеличение фильтрационного давления способствует задержке в тканях части жидкости. Это обуславливает рост гематокрита. Увеличение концентрации эритроцитов (иногда на 0, § "1012 / л) является одной из целесообразных реакций организма, поскольку при этом увеличивается кислородная емкость крови.

Недостаточность кровообращения нагляднее всего проявляется во время физической нагрузки.

Физическая работа - одна из наиболее естественных для организма адаптивных поведенческих реакций, которая требует эффективного взаимодействия всех звеньев системы кровообращения. Тот факт, что скелетные мышцы составляют до 40 % (!) массы тела, а интенсивность их работы может колебаться в очень широких пределах, обусловливает их особое положение среди других органов. К тому же эволюция "должна учитывать", что в природных условиях от функциональных возможностей скелетных мышц зависит очень многое, начиная от поиска пищи и заканчивая сохранением самой жизни. Поэтому в организме сформировались тесные взаимосвязи мышечных сокращений с одной из важнейших, "обслуживают", систем-сердечно-сосудистой. Эти взаимосвязи направлены на максимальное улучшение условий кровоснабжения скелетных мышц в результате снижения кровотока в других органах и системах организма. Важность для организма мышц и необходимость обеспечения кровью их сокращений обусловили создание дополнительного механизма регуляции гемодинамики со стороны моторных отделов ЦНС. Тем самым было обеспечено формирование условного рефлекса (УР) регуляции кровообращения - предстартовые реакции. смысл их заключается в мобилизации сердечно-сосудистой системы для предстоящей мышечной деятельности. Эта мобилизация опосредуется симпатическим влиянием на сердце и сосуды, вследствие чего еще перед началом мышечной деятельности сердечные сокращения учащаются, а давление повышается. Сюда также стоит отнести подобную реакцию во время эмоций, что в природных условиях, как правило, также сопровождаются мышечной активностью.

Последовательность привлечения образований сердечно-сосудистой системы во время физической работы схематично можно проследить во время интенсивной нагрузки. Мышечные сокращения происходят под влиянием импульсов, идущих пірамідними путями, розпочинаючись в прецентральній извилине. Спускаясь к мышцам, они вместе с моторными отделами ЦНС возбуждают дыхательные и вазомоторные центры продолговатого и спинного мозга. Отсюда через симпатическую нервную систему стимулируется работа сердца, что необходимо для увеличения ХОК. В мышцах, которые работают, резко расширяются кровеносные сосуды. Это происходит за счет метаболитов, которые накапливаются в них, таких как Н1, СО2, К аденозин и тому подобное. Вследствие этого наблюдается выраженная перераспределительная реакция кровотока: чем больше мышц сокращается и чем выше интенсивность сокращений, то больше крови, выброшенной левым желудочком сердца, к ним поступает. В этих условиях предварительного ХОК уже недостаточно и имеют резко расти сила и ЧСС. При интенсивном мышечном нагрузке увеличивается как В В, так и ЧСС. Вследствие ХОК может возрасти в 5-6 раз (до 20-30 л1хв). К тому же с этого объема до 80 - 85 % крови поступает к функціонувальних скелетных мышц. В результате, если в состоянии покоя через мышцы в случае выброса в 5 л1хв проходит 900-1200 мл1хв (15-20 % ХОК), то в случае выброса в 25-30 л1хв мышцы могут получать до 20 л1хв и больше. В перерозподільній реакции кровотока принимают участие симпатические сосудосуживающие влияния, идущие с того самого прессорного отдела продолговатого мозга. Одновременно во время мышечной работы из надпочечников в кровь выбрасываются катехоламины, усиливают сердечную активность и сужают сосуды мышц, которые не работают, внутренних органов.

На кровоток влияет и именно сокращение мышц. В случае интенсивного сокращения из-за сжатия сосудов поступление крови в мышцы снижается, но во время расслабления-резко возрастает. В отличие от этого незначительная сила сокращения способствует повышению кровоснабжения их как в фазе сокращения, так и расслабления. Кроме того, сократительные мышцы выдавливают кровь из венозного отдела, что, с одной стороны, обеспечивает рост венозного возврата к сердцу, а с другой-создает предпосылки для увеличения поступления крови в мышцы в фазе расслабления.

Во время физической нагрузки интенсификация работы сердца происходит в случае пропорционального усиления кровотока через венечные сосуды. Автономная регуляция обеспечивает сохранение предыдущего мозгового кровотока. В то же время кровоснабжение других органов зависит от интенсивности нагрузки. Если мышечная работа интенсивная, несмотря на увеличение ХОК, поступление крови к многих внутренних органов может снижаться. Происходит это вследствие резкого сужения приносних артерий под влиянием симпатических сосудосуживающих импульсов. Перераспределительная реакция, которая развивается, может быть столь выраженной, что, например, в почках из-за снижения кровотока почти полностью прекращается процесс мочеобразования.

Увеличение ХОК обусловливает резкое увеличение САТ. ДАТ вследствие расширения сосудов мышц может не изменяться или даже снижаться. Если уменьшение сопротивления сосудистого отдела скелетных мышц не компенсирует сужение других сосудистых зон, то увеличивается и ДАТ.

Во время физической нагрузки возбуждению сосудодвигательных нейронов способствуют также импульсы с пропріорецепторів мышц и хеморецепторов сосудов. Вместе с этим во время мышечной работы (особенно длительной) в регуляцию кровотока кроме адреналовой системы надпочечников включаются и другие гормональные механизмы (вазопрессин, ренин, ПНУГ). Причем в период выполнения мышечной работы рефлексы, контролирующие АД в состоянии покоя, не обнаруживаются, и, несмотря на его увеличение, рефлексы с барорецепторов не тормозят работу сердца.

Кроме того, во время работы мышц увеличение АО в случае расширения сосудов приводит и к изменению условий водного обмена. Повышение фильтрационного давления способствует задержке в тканях части жидкости. Это также одна из целесообразных реакций организма, поскольку в таком случае увеличивается кислородная емкость крови вследствие ее сгущения возрастает концентрация эритроцитов (иногда до 0,5 млн1мкл).

Указанные выше особенности гемодинамики мышц во время работы обусловливают проявление при выполнении физической работы компенсированной (скрытой) формы недостаточности кровообращения.