Адаптація серцево-судинної системи до фізичного навантаження

М'язова робота пов'язана із суттєвими змінами в діяльності систем вегетативного забезпечення організму, особливо систем крові, кровообігу й дихання.

Система кровообігу (або серцево-судинна система) складається із серця і кровоносних судин, які утворюють замкнуту систему для циркуляції крові. У зв'язку з тим, що під час навантаження обмін речовин посилюється, значення функцій крові також зростає. У крові відбуваються зміни, які спрямовані на забезпечення збільшених потреб організму, зокрема на постачання кисню.

У стані спокою вміст кисню в крові коливається від 20мл на 100мл артеріальної крові до 14мл на 100мл у венозній крові. Різниця між цими двома показниками (20-14 = 6 мл) називається артеріовенозною різницею за киснем (а – VО₂ різн). За цим показником можна визначати рівень переходу кисню з крові в тканими.

Із збільшенням інтенсивності навантаження артеріовенозна різни вмісту киеню поступово збільшується (майже в 3 рази). М'язам, які працюють, потрібно більше кисню. Венозний вміст кисню в м'язах падає майже до нуля, але загалом венозна кров містить 2-4мл кисню на 100мл крові. Це зумовлено тим, що кров із м'язів, які працюють, змішується з кров'ю, яка надходить із неактивних ділянок. Артеріальний тиск кисню залишається майже незмінним.

З початком м'язової діяльності майже миттєво спостерігається перехід частини плазми крові в міжклітинний простір. Це пов'язано із двома чинниками:

1) підвищення тиску крові викликає збільшення гідростатичного тиску в капілярах;

2) внаслідок накопичення продуктів обміну речовин в м'язі, який працює, зростає внутрішньом'язовий осмотичний тиск, що притягує рідину до м’яза.

Тривале навантаження може викликати зниження об'єму плазми на 10-20% і більше. Якщо інтенсивність навантаження або чинники зовнішнього середовища викликають потіння, то можна очікувати додаткових втрат об'єму плазми. Головне джерело рідини для утворення поту – міжклітинна рідина, кількість якої зменшується із продовженням потіння. Це викликає зростання осмотичного тиску в міжклітинному просторі і як наслідок – у тканині виділяється ще більша кількість плазми.

Негативні впливи зменшення об'єму плазми:

1) ускладнюються процеси терморегуляції;

2) збільшується в'язкість крові, що шкодить кровотоку та обмежує транспортування кисню.

У зв'язку із зменшенням об'єму плазми спостерігається гемоконцентрація збільшення клітинної та білкової фракції крові, тобто її концентрації. Це призводить до зростання гематокриту з 40 до 50%, підвищення вмісту еритроцитів на 20-25% (але їхня загальна кількість не змінюється). Підвищення концентрації еритроцитів викликає зростання вмісту гемоглобіну в одиниці крові. Це значно посилює здатність крові транспортувати кисень, що важливо при м'язовій діяльності.

Навантаження середньої-високої інтенсивності може викликати значні зміни рН крові. Відбувається зниження рН, кров стає більш кислою завдяки ні Імищенню концентрації лактату в крові. Показники рН крові 7,0 і нижче спостерігали після максимальних навантажень спринтерського типу. У м'язі, що працює, рН може знижуватися навіть до рівня 6,5.

Під час навантаження відбуваються зміни різних компонентів серцево-судинної системи: частоти серцевих скорочень, систолічного об'єму, серцевого викиду, кровотоку, артеріального тиску.

Частота серцевих скорочень – це найбільш простий та інформативний показник серцево-судинної системи. Підрахунок її складається з визначення пульсу (звичайно, в ділянці зап'ястка або сонної артерії). ЧСС характеризує кількість роботи, яку повинне виконати серце, щоб задовільнити підвищені вимоги організму під час м'язової діяльності.

У стані спокою ЧСС дорівнює 60-90уд./хв. У людей середнього віку, у малорухливих й у тих, хто не займається фізичною культурою і спортом, МСС у стані спокою може перевищувати 100 уд./хв. У відмінно підготовлених спортсменів, які займаються видами спорту, що вимагають витривалості, ЧСС у стані спокою становить 28-40уд/хв. ЧСС з віком звичайно зменшується. На ЧСС також впливають чинники зовнішнього середовища, наприклад, ЧСС зростає в умовах високої температури і високогір'я.

ЧСС перед виконанням вправи не можна брати за ЧСС у стані спокою, тому що, як завжди, спостерігається передстартова реакція (підвищення ЧСС до початку вправ), її причини: виділення норадреналіну (як медіатора симпатичної нервової системи) і адреналіну (як гормону надниркових залоз), зниження тонусу парасимпатичної нервової системи. Якнайправильніше, то ЧСС у стані спокою треба визначати в умовах повного розслаблення (наприклад, вранці, перед тим, як встати з ліжка після сну).

З початком виконання вправ пропорційно їхньої інтенсивності зростає ЧСС. ЧСС стабілізується, коли сягає максимуму. Максимальна ЧСС – максимальний показник, який досягається при максимальному зусиллі перед настанням крайньої втоми.

Середній показник максимальної ЧСС можна визначати залежно від віку за формулою: ЧСС_max = 220 – вік (роки). ЧСС_max знижується приблизно на один удар за рік, починаючи з віку 10-15 років.

Спортсмени з доброю фізичною підготовленістю мають більш низьку ЧСС при даній інтенсивності роботи порівняно з менш фізично підготовленими.

Систолічний об'єм серця (СО) також збільшується під час навантаження, тим самим забезпечується більш ефективна робота серця. Добре відомо, що при максимальному і майже максимальному навантаженні СО є головним показником кардіореспіраторної витривалості.

СО залежить від:

1) об'єму венозної крові, що повертається до серця;

2) розтягнення шлуночків або їхньої здатності збільшуватися;

3) скорочувальної здатності шлуночків;

4) тиску в аорті або тиску в легеневій артерії.

Перші два чинники впливають на можливості, заповнення шлуночків кров'ю; визначають, який об'єм крові є для їхнього наповнення і як легко відбувається наповнення при даному тискові крові. Два останні чинники впливають на здатність виштовхування крові шлуночків і натиск, який кров повинна подолати при русі артеріями. Ці чотири чинники контролюють зміни СО при фізичному навантаженні.

Величина СО при фізичному навантаженні зростає в тому випадку, коли інтенсивність навантаження становить 40-60% від максимальної. При посиленні інтенсивності навантаження СО вже не зростає, бо він досяг максимального значення (рівня плато).

Коли тіло перебуває у вертикальному положенні, систолічний об'єм крові збільшується майже вдвічі порівняно із показником СО в стані спокою; при м'язовій діяльності СО досягає максимуму. Наприклад, у фізично активних, але нетренованих людей, СО збільшується від 50-60мл (стан спокою) до 100-120мл при_:максимальному навантаженні. У відмінно підготовлених спортсменів, які займаються видами спорту, де вимагається витривалість, показник СО може зростати від 80-410мл у стані спокою до 160-200мл при максимальному навантаженні. При плаванні СО також збільшується, але на так сильно, лише на 20-40%. Це відбувається тому, що кров не накопичується в нижніх кінцівках. Вона швидше повертається до серця, тому збільшення СО при максимальному навантаженні не таке велике в горизонтальному положенні тіла, як у вертикальному.

Механізмами зростання СО виступають закон Франка-Старлінга (чим сильніше розтягується шлуночок, тим з більшою силою він скорочується) і підвищена скорочувальна здатність щлуночка. Механізм Франка-Старлінга переважає під час невеликої інтенсивності роботи, тоді як збільшення скорочувальної здібності міокарда – під час високої. Це підтверджується рядом досліджень.

Систолічний об'єм і частота серцевих скорочень – це компоненти хвилинного об'єму кровообігу (серцевого викиду):

СВ = ЧСС х СО.

Зміни серцевого викиду при фізичних навантаженнях можи прогнозувати залежно від змін СО і ЧСС. У стані спокою серцевий викид, дорівнює 5,0л/хв. При фізичному навантаженні СВ зростає пропорційно інтенсивності роботи до рівня 20-40л/хв. Абсолютні значення коливаютьтся залежно від розмірів тіла і рівня тренованості. У початковій стадїї фізичного навантаження зростання серцевого викиду зумовлено підвищенням ЧСС і СО. Коли рівень навантаження перевищує 40-60% індивідуальної можливості, то СО демонструє або плато, або починає зростати з меншою швидкістю. Таким чином, подальше зростання СВ – це результат в основному підвищення ЧСС.

При фізичному навантаженні змінюється і структура кровотоку. Під впливом симпатичної нервової системи кров відводиться від тих ділянок, де її участь, неважлива, і спрямовується у ті ділянки, які беруть активну участь у виконанні вправ. У стані спокою кров у м'язах становить 15-20% від загальної кількості, а при інтенсивних фізичних навантаженнях – 80-85%. Кровотік у м'язах збільшується, головним чином, за рахунок зменшення кровопостачання нирок, печінки, шлунка й кишечника.

У міру підвищення температури тіла під час виконання фізичних вправ значна кількість крові надходить до шкіри, для того щоб перенести тепло з глибини тіла до периферії, звідки тепло потрапляє у зовнішнє середовище. Зростання шкірного кровотоку означає, що кровопостачання м'язів знижено. Таким чином, при певних умовах може виникнути "боротьба" за кровопостачання. У результаті цього ні м'язи, ні шкіра не отримують необхідної кількості крові, і, як наслідок, відбувається падіння ефективності м'язової діяльності і порушується терморегуляція.

Що стосується змін артеріального тиску, то слід зауважити, що систолічний і діастолічний тиски змінюються по-різному.

При фізичних навантаженнях на витривалість, систолічний тиск збільшується пропорційно зростанню інтенсивності навантаження. Систолічний тиск, який у стані спокою дорівнює 120мм.рт.ст., може досягати 200мм.рт.ст. у стані крайньої стомленості. У фізично здорових відмінно підготовлених спортсменів при максимальних навантаженнях систолічний тиск піднімається до 240-250мм.рт.ст.

Підвищений систолічний тиск крові – результат збільшеного серцевого викиду, який супроводжує зростання інтенсивності роботи, забезпечує швидке переміщення крові судинами. Крім того, артеріальний тиск зумовлює кількість рідини, що виходить з капілярів до тканин. Отже, підвищення систолічного тиску сприяє оптимальному транспорту речовин.

Під час фізичного навантаження на витривалість діастолічний тиск практично не змінюється незалежно від інтенсивності навантаження. Підвищення діастолічного тиску на 15мм.рт.ст. і більше вважається аномальною реакцією – на навантаження і свідчить про необхідність припинення фізичного навантаження.

Більш вираженими реакціями тиску крові супроводжуються силові вправи. Під час силового тренування високої інтенсивності тиск крові може перебільшувати 480/350мм рт.ст.

Дата добавления: 2015-09-02