Влияние физической нагрузки на сердечно-сосудистую систему

Общие закономерности адаптации к физическим нагрузкам

Исследования физиологического спортивного сердца (аппарата кровообращения) путей его развития и методов оценки является важной задачей спортивной кардиологии. Правильное и рациональное использование физических упражнений вызывает существенные положительные сдвиги в морфологии и функции сердечно-сосудистой системы. Высокое функциональное состояние физиологического спортивного сердца - это результат долговременной адаптации к регулярным тренировкам. Чтобы понять природу адаптационных изменений, происходящих в физиологическом спортивном сердце, необходимо рассмотреть современные представления об основных закономерностях адаптации организма к физическим нагрузкам. Адаптация индивида - это процесс, позволяющий организму приобретать отсутствующую ранее устойчивость к определенному фактору внешней среды и таким образом получить возможность жить в условиях, считавшихся ранее неразрешимыми (Меерсон Ф.З., 1986). Стадийность процесса адаптации аппарата кровообращения к длительному непрерывному увеличению функции доказана в монографиях Ф.З. Меерсона и его сотрудников (1965-1993). Автор выделил 4 стадии адаптации сердца при его компенсаторной гиперфункции: стадии аварийной, переходной и устойчивой адаптации, четвертая стадия - изнашивания - сопровождается функциональной недостаточностью сердца. При мобилизации функции аппарата кровообращения, вызванной воздействием факторов внешней среды, и в частности воздействием физических нагрузок, столь четкой стадийности процесса адаптации выявить не удается. О стадиях адаптации аппарата кровообращения к физическим нагрузкам можно говорить весьма условно, различая в многолетнем длительном процессе становления спортивного мастерства начальный (точнее, предыдущий) этап срочной адаптации и последующий этап долговременной адаптации.

Срочный этап адаптации к физическим нагрузкам возникает непосредственно после начала действия физической нагрузки на организм нетренированного человека и реализуется на основе готовых физиологических механизмов. Срочная адаптации включает в себя все механизмы регуляции аппарата кровообращения, которые призваны в условиях выполнения физической нагрузки поддерживать, гомеостаз. Однако выполнение нагрузки лицом неподготовленным не позволяет ему достичь быстроты двигательной реакции и выполнять нагрузку достаточно долго.

Срочная адаптационная реакция, как правило, оказывается недостаточно совершенной, чтобы достичь желаемого результата.

Долговременный этап адаптации наступает постепенно, благодаря достаточному и дробному воздействию адаптогенного фактора, т.е. путем перехода количества в качество. Именно благодаря дробному воздействию на организм физических нагрузок, используемых в современном тренировочном процессе, спортсмену удается добиться высоких спортивных результатов. С другой стороны, для спортсмена, хорошо адаптированного к определенным физическим нагрузкам, этот, уже достигнутый уровень адаптации является исходным для достижения еще более высокого результата.

Физиологические основы мышечной работы (физическая работоспособность)

При выполнении физической нагрузки увеличивается расход энергии и возрастает потребление кислорода (VО₂). При выполнении работы ступенеобразно возрастающей мощности уровень потребления кислорода постепенно нарастает вместе с увеличением сердечного выброса и артериовенозной разницей по кислороду. Линейная зависимость между VО₂, сердечным выбросом и артериовенозной разницы при выполнении работы динамического характера сохраняется лишь до определенного предела, после которого VО₂ стабилизируется и дальше не нарастает, несмотря на дальнейшее увеличение нагрузки.

Этот устойчивый уровень VО₂ характеризует максимальное потребление кислорода (МПК), которое определяется как наибольшее количество кислорода, потребляемое за 1 мин. МПК является мерой аэробной мощности кардиореспираторной системы и выражается в мл кислорода на кг массы тела за 1 мин. Приведение этого показателя к единице массы тела необходимо для сопоставления его величины у лиц с различными ростомассовыми характеристиками. Величина МПК варьирует в широких пределах и зависит от состояния центрального кровотока, способности мышц утилизировать кислород. На величину МПК влияют также возраст, пол, размеры тела, генетические факторы, уровень физической активности. У нетренированных мужчин 30-летнего возраста МПК в среднем равен 3200 мл/мин, у спортсменов экстракласса он может достигать 600 мл/мин и более (Аулик И.В., 1979). У 20-летнего мужчины величина МПК, отнесенная к 1 кг массы тела, равна в среднем 45 + 5 мл (кг/мин), у тренированных лиц того же возраста достигает 60 мл/(кг/мин), у олимпийцев приближается к 80 мл/(кг/мин). Величина МПК тесно коррелируют с результатами определения физической работоспособности по тесту PWC-170. Корреляция между этими показателями носит линейный характер в зоне обычных для спортсменов величин PWC-170 – 1100-1800 кгм/мин, что подтверждает высокую информативность МПК при оценке аэробной производительности аппарата кровообращения и физического состояния организма в целом. Помимо расчета МПК для характеристики функциональной способности сердечно-сосудистой системы к выполнению работы в аэробном режиме широко используется расчет числа метаболических единиц (ME). Для вычисления этого показателя делят величину поглощенного кислорода во время физической нагрузки на количество кислорода, используемое испытуемым в условиях обмена покоя. Таким образом, удается определить, во сколько раз МПК превосходит основной уровень потребления кислорода. При отсутствии возможности исследовать уровень VCh в условиях обмена покоя обычно обходятся расчетом ориентировочного числа ME, принимая уровень VCh в покое за 3,5 мл/кг массы тела, т.е. 1 ME условно приравнивается к 3,5 мл Ог на 1 кг массы тела. У здоровых нетренированных лиц число ME обычно составляет 10-12, у спортсменов может превышать 15-16.