ГУФК им. П.Ф. Лесгафта

1. Курсовая работа

"Динамика изменения ЧСС в месячном цикле тренировок у скалолазов"

1. Санкт-Петербург

2008

Введение

Динамика ЧСС является важным критерием оценки функционального состояния спортсмена, поэтому изучение сердечнососудистой системы является важным вопросом в спортивной физиологии, спортивной медицине, а также эти вопросы должны быть важны тренеру.

В данной работе будут рассмотрены изменения основных параметров гемодинамики под влиянием физических нагрузок: частота сердечных сокращений, ударный объем крови, минутный объем крови, кровяное давление и т.д. Здесь рассматривается и функциональные изменения в организме при работе разной мощности у скалолазов.

3. 1. Общие вопросы изменения гемодинамики при физических нагрузках

Человеческий организм может совершать различные виды механической работы с помощью скелетных мышц, на долю которых приходится до 40% массы тела. Мышечная работа носит как статический (поддержание осанки, позы) и динамический характер, причем при статической работе переносимость нагрузки зависит от функционального состояния тех или иных мышечных групп, а при динамической работе и от эффективности механизмов, поставляющих энергию (сердечно – сосудистая, дыхательная системы, кровь).

В состоянии покоя уровень метаболизма скелетных мышц невелик, а при максимальных динамических нагрузках он может возрастать более чем в 50 раз. Переносимость физической нагрузки отражает функциональное состояние организма и в первую очередь состояния сердечно – сосудистой и дыхательной систем.

Физические упражнения приводят к повышению уровня обменных процессов, возрастающему по мере увеличения нагрузок. При интенсивной максимальной нагрузке минутный объем сердца может возрастать по сравнению с состоянием покоя в 6 раз, коэффициент утилизации кислорода – в 3 раз. Коэффициент утилизации – это дополнительная величина того или иного вещества, которая может быть утилизована тканями в чрезвычайных условиях без увеличения притока крови. В результате доставка кислорода к тканям возрастает в 18 раз, что позволяет при интенсивной нагрузке у тренированных лиц достичь возрастания метаболизма в 15–20 раз по сравнению с уровнем основного обмена.

Под влиянием нагрузок изменения сердечной деятельности происходит обычно в два этапа. Первый этап – это период врабатывание, во время которого основные параметры кровообращения постепенно изменяются от величины покоя до величины соответствующей данному уровню нагрузки. Длительность этого периода от 30с до 2–2,5 минут. Он в свою очередь подразделяется на периоды стартовой реакции и начальной стабилизации.

Второй этап – устойчивое состояние – характеризуется установившимся режимом сердечной деятельности при данном уровне нагрузке.

Остановимся на изменениях основных показателей гемодинамики под влиянием физических нагрузок.

1. 1.1 Частота сердечных сокращений

Частота сердечных сокращений (ЧСС) зависит от многих факторов, включая возраст, пол, положение тела, условия окружающей среды. Она выше в вертикальном положении по сравнению с горизонтальном, уменьшается с возрастом. ЧСС покоя лежа-60 ударов в минуту; стоя-65. По сравнению с положением лежа в положении сидя ЧСС увеличивается на 10%, стоя на 20–30%. В среднем ЧСС составляет около 65 в минуту, однако наблюдается ее значительны колебания. У женщин этот показатель на 7–8 выше.

ЧСС подвержена суточным колебаниям. Во время сна она снижена на 2–7, в течение 3 часов после приема пищи – возрастает, особенно, если пища богата белками, что связано с поступлением крови к органам брюшной полости. Температура окружающей среды оказывает влияние на ЧСС, которая увеличивается в линейной зависимости от эффективной температуры.

У тренированных лиц ЧСС в покое ниже, чем у нетренированных и составляет около 50–55 ударов в минуту.

Физические нагрузки приводят к увеличению ЧСС, необходимого для обеспечения возрастания минутного объема сердца, причем существует ряд закономерностей позволяющих использовать этот показатель как один из важнейших при проведении нагрузочных тестов.

Отмечается линейная зависимость между ЧСС и интенсивностью работы в пределах 80–90% максимальной предельности нагрузок.

При легкой физической нагрузке первоначально ЧСС значительно увеличивается, однако постепенно снижается до уровня, который сохраняется в течение всего периода стабильной нагрузки. При более интенсивных нагрузках имеется тенденция к увеличению ЧСС, причем при максимальной работе она нарастает до предельно достижимой. Эта величина зависит от тренированности, возраста, пола и других факторов. У тренированных людей частота сердечных сокращений достигает 180 уд/мин. При работе переменной мощности можно говорить о диапазоне частоты сокращений 130–180 уд/мин, в зависимости от изменения мощности.

Оптимальная частота 180 уд/мин при различной нагрузке. Следует отметить, что работа сердца при очень большой частоте сокращений (200 и более) становится менее эффективнее, так как значительно сокращается время наполнения желудочков и уменьшается ударный объем сердца, что может привести к патологии (В.Л. Карпман, 1964; Е.Б. Сологуб, 2000).

Тесты с возрастанием нагрузок до достижения максимальной ЧСС используется лишь в спортивной медицине, и нагрузка считается допустимой, если ЧСС достигает 170 в минуту. Этот предел обычно используется при определении переносимости физической нагрузки и функционального состояния сердечнососудистой и дыхательной систем (Крестовников, В.Л. Карпман).

1. 1.2 Ударный объем крови

Объем крови нагоняемый каждым желудочком в магистральный сосуд (аорту или легочную артерию) при одном сокращении сердца обозначается как систолический или ударный объем крови (В.В. Парин, В.Л. Карпман, 1980; Е.Б. Сологуб, 2000). В покое объем крови, выбрасываемой из желудочков, составляет от 60–80 мл (Н.В. Зимкин, 1975; Ю.Н. Чусов, 1981; Е.Б. Сологуб, 2000).

Ударный объем крови условно разделили на три составляющие

(В.Л. Карпман, 1973; Е.Б. Сологуб, 2000):

1. Систолический объем.

2. Резервный объем – это тот объем крови, который мобилизируется при максимальном сокращении сердца.

3. Остаточный объем – это тот объем крови, который остается на стенках желудочков.

Величина систолического объема зависит от возраста, пола, уровня физической подготовки, тренированности, положения тела. У детей в 6–9 лет систолический объем составляет 32 мл, в 10–12 лет – 44 мл, в 13 – 17 лет – 60 мл, у взрослых – от 60 до 80 мл. У мальчиков больше, чем у девочек; у тренированных лиц больше, чем у нетренированных. У нетренированных людей в покое УОК 60 мл, а при нагрузке 100 мл. У спортсменов в покое 80 мл, при работе 200 мл. В положении стоя УОК уменьшается на 40% по сравнению с положением лежа, в результате затруднения венозного притока крови к сердцу (В.Л. Карпман, 1973; Ю.Н. Чусов, 1981; Е.Б. Сологуб, 200).

УОК при переходе от состояния покоя к нагрузке быстро увеличивается и доходит до стабильного уровня во время интенсивности ритмичной работы длительностью 5–10 минут (Амосов Н.М, 1989).

При легкой работе (Карпман В.Л., 1973) происходит прирост УОК приблизительно на 20 мл крови на каждые 100 кгм/мин нарастающей нагрузки, вплоть до величин, близких к индивидуального максимума. Максимальная величина УОК наблюдается при частоте сердечных сокращений 130 уд/мин. В дальнейшем с увеличением нагрузки скорость прироста УОК резко уменьшается, и при мощности работы, превышающей 1000 кгм/мин, она составляет лишь 2–3 мл крови на каждые 100 кгм/мин увеличения нагрузки.

Если нагрузка длительная и интенсивность ее нарастает, то УОК уже больше не увеличивается, а поддержание необходимого уровня кровообращения обеспечивается большей частотой сердечных сокращений (Амосов Н.М.).

В условиях легкой нагрузки ударный объем быстро возрастает за счет резервного объема крови. По мере усиления нагрузки, возможность использования резервного объема крови уменьшается, и прирост УОК значительно замедляется. С дальнейшим возрастанием нагрузки, когда полностью исчерпан резервный объем крови, ударный объем прекращает увеличиваться, а если нагрузка превышает максимальную потребность кислорода (аэробную способность) он уменьшается за счет снижения эффективности наполнения сердца при большей ЧСС (Карпман В.Л., 1973).

Изменение объема диастолических величин желудочков при нагрузке

1. 1.3 Минутный объем крови (МОК)

Минутным объемом или сердечным выбросом называется количество крови, которое проходит через сердце за 1 минуту.

Он представляет собой произведение систолического объема крови на частоту сердечного сокращения: МОК=УОК*ЧСС. В состоянии покоя у взрослых людей минутный объем крови составляет в среднем 5–6 л. У детей одного года он составляет 1,2 л, в 5 лет - 1,8 л, в 10 лет – 3,2 л, в 16 лет – 3,5 л. Максимального значения МОК достигает от 15 до 35 лет. Далее МОК падает с ухудшением состояния сердца. Минутный объем у спортсменов в большей степени обеспечивается систолическим объемом, а у нетренированных людей за счет частоты сердечных сокращений.

При работе минутный объем возрастает у нетренированных лиц до 15–20 л/мин, у спортсменов до 30–35 л/мин.

Окончательно не решен вопрос о работе частоты сокращений и ударного объема в возрастании минутного объема крови при физической нагрузке. При мышечной работе МОК возрастает пропорционально мощности работы. Наблюдения показывают, что при работе большой и умеренной мощности его увеличение происходит как за счет увеличения СОК, так и за счет учащения сердечных сокращений. При работе максимальной и субмаксимальной мощности он увеличивается преимущественно за счет ЧСС. (В.Л. Карпман с соавтор., 1973)

В возрастании минутного объема при физической нагрузке важную роль играет так называемый механизм мышечного насоса. Первое же сокращение активных мышц сопровождается сжатием в них вен, что немедленно приводит к увеличению оттока венозной крови из мышц нижних конечностей. Посткапиллярные сосуды системного сосудного русла (печень, селезенка) так же действует как часть общей резервной системы, и сокращение их стенок увеличивает отток венозной крови. Все это способствует усиленному притоку крови к правому желудочку и быстрому заполнению сердца. Рефлекторное напряжение стенок венозных сосудов мышц сохраняется в течение всего периода нагрузки и пропорционально степени ее тяжести, причем происходит оно на фоне расширения артериол в работающих мышцах. В течение первых нескольких минут ритмичной работы МОК постепенно увеличивается, сначала быстро, потом более медленно и постепенно достигает устойчивого состояния, которое зависит от интенсивности нагрузки и обеспечивает необходимый уровень потребления кислорода (Н.М. Амосов, 1989; И.В. Аулик, 1990). После прекращения работы минутный объем уменьшается постепенно, это снижение связанно с снижением частоты сердечных сокращений. Таким образом, в фазе врабатывания можно различить два этапа – «быстрый», «медленный». Фаза адаптации к работе малой и средней мощности продолжается 1–2 минуты, но с увеличением мощности нагрузки удлиняется. Устойчивое состояние раньше наступает у спортсменов.

Под влиянием физической тренировки совершенствуется кровообращение на периферии и улучшается использование кислорода в тканях. Поэтому у тренированных людей, по сравнению с нетренированными, при выполнении субмаксимальной нагрузки минутный объем увеличивается меньше (И.В. Аулик, 1990).

1. 1.4 Кровяное давление

При каждом сокращении сердца в артерии выбрасывается под большим давлением некоторое количество крови. Ее свободному передвижению препятствует сопротивление периферических сосудов. В итоге в кровеносных сосудах создается давление, называемое кровяным давлением. Величина его неодинакова в разных отделах сосудистого русла. Наибольшее давление в аорте и крупных артериях. В мелких артериях, артериолах, капиллярах и венах оно постепенно снижается, в полых венах оно меньше атмосферного.