Изменение показателей сердечнососудистой системы при адаптации к физическим нагрузкам

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет»

Изменение показателей сердечнососудистой системы при адаптации к физическим нагрузкам

Опарина Ольга Николаевна

доктор биологических наук

профессор кафедры «Теоретические основы

физической культуры и спорта»

В ходе адаптации к усиленной мышечной деятельности одной из ведущих систем, ограничивающих повышение работоспособности, является сердечнососудистая система (ССС). В связи с этим изучение приспособительных возможностей и направленного их развития в системе кровообращения при воздействии на организм различных по объему и интенсивности двигательных режимов имеет не только теоретическое, но и практическое значение [1, С. 29-30]. В комплексном решении этих вопросов важное место занимают экспериментальные морфофункциональные исследования, которые не только позволяют моделировать в широком аспекте условия существования организма, но и дают возможность исследовать материальную основу любого процесса на различных уровнях его структурной организации [2, С. 83-86].

Б.А. Никитюк и В.И. Талько [3, С. 23-27] изучили морфологические преобразования сердца, магистральных артерий и вен в условиях различных по объему, продолжительности и интенсивности физических нагрузок в многоуровневом морфологическом аспекте на белых лабораторных крысах-самцах. Установлено, что по количественным морфометрическим данным в условиях постепенно возрастающих нагрузок наиболее существенные перестройки в сердце происходят на субклеточном уровне: значительно увеличивается число митохондрий и уменьшается их размер, что обеспечивает большую площадь контактов энергетических структур клетки. При этом соотношение между энергетическим (митохондрии) и сократительным (миофибриллы) аппаратами клетки существенно не изменилось, при тенденции к некоторому превалированию энергетических ультраструктур. При умеренном и постепенном наращивании нагрузок увеличивается протяженность митохондриальных мембран. Предварительная подготовка привела к такой перестройке работы сердца, когда даже длительные изнурительные нагрузки не вызывали серьезных сдвигов в изучаемых показателях, что доказывает принципиальную возможность сохранения структур органа даже при чрезвычайных напряжениях, если обеспечить ход адаптации по рациональному для данного фактора пути. Отмечено, что постепенно возрастающие и предельные нагрузки как у подготовленных, так и у неподготовленных животных в целом приводят к утолщению стенок исследуемых сосудов. У подготовленных животных, при постепенно нарастающих нагрузках, это утолщение происходит за счет развития, прежде всего, активных гладкомышечных элементов стенки при сохранности эластической стромы, малой повреждаемости эндотелиальной выстилки. У неподготовленных животных утолщение стенок сосудов идет по пути уменьшения массы гладкомышечных элементов при увеличении ширины межмембранных промежутков, недоразвитии и даже деструкции эластического каркаса сосудов, что приводит к развитию эластофиброза и быстрому старению сосудистой стенки.

А.Г. Кочетков и соавт. [4, С. 27-32] изучили морфофункциональные последствия предельных нагрузок на 11 половозрелых собаках-самцах, подобранных по экстерьеру и возрасту. Контролем служила группа интактных животных (n = 12 собак). Экспериментальная группа выполняла однократную нагрузку в виде бега на ленте тредмилла до развития острого утомления. Морфологически выявлены: на органном уровне - признаки перегрузки сердца с преобладанием изменений геометрии левого желудочка, на тканевом - очаговые повреждения миокарда в виде развития отека и дистрофических изменений, на клеточном - признаки перенапряжения ферментных систем аэробного окисления при большой устойчивости сократительных структур миоцитов. Степень выраженности повреждения миокарда была пропорциональна стадии адаптации к нагрузке и в меньшей степени зависела от времени бега.

Н.Д. Граевская и соавт. [5, С. 2-5] сообщают об особенностях электрокардиографического исследования сердца на аппарате “Alocka 85? по общепринятой методике, которое проведено более чем у 1000 квалифицированных спортсменов-мужчин. У тренирующихся на выносливость, в скоростно-силовых видах и спортивных играх в 26-72% случаев обнаружено утолщение задней стенки левого желудочка и межжелудочковой перегородки. Динамические наблюдения показали, что гипертрофия миокарда возникает уже в первые годы напряженной тренировки, после чего формируется индивидуально-оптимальный вариант адаптации, который затем поддерживается в ходе тренировочного цикла, сравнительно мало меняясь в зависимости от динамики тренированности. Четкой корреляции со спортивным стажем и уровнем мастерства авторами не выявлено. Оптимальным вариантом адаптации сердца к требованиям спорта является увеличение массы миокарда левого желудочка в результате умеренного утолщения миокарда и увеличение полости желудочка. Значительные увеличения общего объема сердца, полости левого желудочка и его стенки (особенно при неравномерной гипертрофии) требуют пристального внимания и дополнительных исследований.

Р.А. Абзалов и Р.Р. Нигматуллина [6, С. 24-26, 39] при изучении насосной функции сердца у спортсменов и неспортсменов при выполнении мышечных нагрузок повышающейся мощности отмечают, что сократительная способность миокарда у спортсменов выше, чем у неспортсменов. Показатели ударного объема крови (УОК) у спортсменов массовых разрядов, также школьников, характеризуются вариабельностью.

Увеличение объема и интенсивности соревновательных нагрузок в современном спорте предъявляют повышенные требования к сердечнососудистой системе. Именно эта система лимитирует транспорт кислорода и снижает потенциальные возможности физически тренированных людей.

В исследованиях В.И. Шалдина [7, С. 42-44] отмечено, что при нормальном функциональном состоянии ССС после пробы с форсированным дыханием ЧСС у борцов-дзюдоистов увеличивается на 10 и более сокращений в минуту относительно ЧСС покоя. Автор расценивает увеличение ЧСС после форсированного дыхания как нормальную компенсаторную реакцию ССС в ответ на депонирование крови в периферических сосудах и падение артериального давления (АД). При более глубоком снижении функционального состояния ССС имеет место парадоксальная реакция, при которой ЧСС оказывается меньше, чем в состоянии покоя. Такие изменения кардиореспираторной системы организма указывают на разнообразные функциональные возможности адаптации к физической нагрузке.

Л.Г. Харитонова и соавт. [8, С. 24-28] при изучении ССС у лыжников-гонщиков отметили, что с возрастом и повышением уровня тренированности ЧСС в ответ на дозированную физическую нагрузку уменьшается. Средние величины систолического и пульсового давления увеличиваются, диастолического - уменьшаются, т.е. с возрастом и тренированностью увеличивается способность артериальной системы выбрасывать в сосудистое русло определенное количество крови.

В работах Д.А. Козырева и соавт. [9, С.9-11] изучалась динамика функциональных показателей деятельности ССС во взаимосвязи с неспецифическими показателями адаптации у 13 спортсменов-лыжников высокой квалификации на различных этапах тренировочного процесса. Отмечено, что увеличение физических нагрузок сопровождается изменением электрофизиологических свойств проводящих путей сердца и функциональной активности эндокринной системы. Восстановление фазовой структуры сердечной деятельности после физической нагрузки протекает тем быстрее, чем выше физическая работоспособность.

Уровень физической работоспособности может служить одним из критериев оценки адаптированности. Этот вывод подтверждается исследованиями Е.В. Елисеева [10, С. 21-24] на 300 спортсменах, занимающихся айкидо. Установлено, что период восстановления фаз диастолы после физической нагрузки до исходных величин у спортсменов-айкидоистов короче, чем у лиц, не занимающихся спортом.

В.С. Дутов и соавт. [11, С.14-15] при определении функциональных резервов кардиореспираторной системы с помощью теста PWC₁₇₀ у 12 обследуемых установили, что уменьшение амплитуды моды кардиоритмограммы и разброс кардиоинтервалов за 100 кардиоциклов указывает на благоприятный признак адаптированности к физической нагрузке.

В исследованиях А.П. Исаева и соавт. [12, С. 11-13] изучено влияние на успех-неудачу стресс-состояния 22 борцов высокой квалификации в возрасте 20-28 лет по показателям АД, ЧСС и частоты дыхательных движений (ЧДД). Известно, что снижение диастолического давления под воздействием кумулятивного эффекта нагрузок - явление адаптивное. При исследовании влияния саморегуляции положительных эмоциональных центров гипоталамуса на гемодинамику установлено, что она оказывает двухфазное действие: сначала возникает гипертензия, вслед за которой - гипотензивная реакция. Появление гипотензивной волны после подъема АД при положительных эмоциональных напряжениях уменьшает возможность суммации отдельных гипертензивных реакций и предотвращает развитие стойкой артериальной гипертензии. Причем “успешные” спортсмены в большинстве своем более адаптоспособны к стресс-воздействиям. Более тонкими индикаторами стресс-напряжения из числа изучаемых характеристик являются систолическое АД и ЧДД.

В исследованиях А.В. Викулова [13, С. 5-7] выявлена факторная взаимосвязь гемореологических параметров и давления крови в сосудах у высококвалифицированных спортсменов (пловцы n=13), что свидетельствует об улучшении регуляции системы кровообращения, по сравнению с неспортсменами (n=15).

В работах Ф. Мавровуниотиса и соавт. [14, С.52] изучено влияние физической нагрузки на соединение ТАТ (тромбин-антитромбин) и ПАП (плазмин-антиплазмин) у 35 здоровых мужчин: 17 неспортсменов и 18 спортсменов. Испытуемые выполняли умеренную нагрузку продолжительностью 21 мин на велоэргометре типа Monark AB (814Е). Установлено, что лучшее физическое состояние и быстрое приспособление к нагрузке у тренированных по отношению к нетренированным - факт, объясняющий большую начальную и конечную ЧСС у нетренированных. Показано, что в обеих группах реакция организма на физическую нагрузку аналогична, однако более выражена в группе спортсменов за счет увеличения концентрации ПАП, что служит результатом активации механизма фибринолиза тканевого типа.

Физическая деятельность сопровождается изменением состояния печеночной гемодинамики, так как именно здесь, нередко ранее других, появляются признаки, ведущие к снижению работоспособности и перенапряжению.

М.А. Рубцовой [15, С. 10-13] было проведено обследование 134 человек - членов сборных команд, с целью изучения состояния печеночной гемодинамики в зависимости от спортивной специализации, возраста, пола и этапа подготовки к соревнованиям.

Установлено, что гемодинамическая реакция спортсменов в разные периоды тренировочного процесса на физическую нагрузку (тест PWC₁₇₀) различается через 10 мин работы. Отмечается улучшение венозного оттока во время приближения спортсмена к пику спортивной формы, отсутствие изменений оттока или его ухудшение - в состоянии утомления в конце соревновательного периода. Этап подготовки сказывается и в изменениях тонуса сосудов, который после нагрузки несколько уменьшается в подготовительном периоде и не изменяется или повышается в конце соревновательного.

Следовательно, в обеспечении спортивной работоспособности важнейшую роль играет гемодинамика как интегральный показатель функционального состояния спортсмена.

Таким образом, при физических нагрузках учащаются сердечные сокращения, возрастает систолический и минутный объем сердца, систолическое и пульсовое артериальное давление, венозный приток крови к сердцу, снижается периферическое сосудистое сопротивление, происходит перераспределение кровотока в пользу мышечной системы.

Библиографический список

мышечный адаптация кровообращение двигательный

1. Беренштейн Г.Ф., Полевой Д.А., Нурбаева М.Н. К методике оценки функционального состояния сердечнососудистой системы студентов // Теория и практика физической культуры. 1993. № 11, 12.

2. Цепкова Н.К. Адаптация внутренней среды организма спортсменов к лабораторным нагрузкам // Донозологические состояния у спортсменов и слабые звенья адаптации к мышечной деятельности. М., 1982.

3. Никитюк Б.А., Талько В.И. Адаптация компонентов сердечнососудистой системы к дозированным двигательным нагрузкам // Теория и практика физической культуры. 1991. № 1.

4. Кочетков А.Г., Бирюкова О.В., Силкин Ю.Р. Морфофункциональные эквиваленты состояния сердца при нагрузках до отказа как отражение стадийности адаптационного процесса // Теория и практика физической культуры. 1991. № 1.

5. Граевская Н.Д., Гончарова Г.А., Калугина Г.Е. Еще раз к проблеме “спортивного сердца” // Теория и практика физической культуры. 1997. № 4.

6. Абзалов Р.А., Нигматуллина Р.Р. Изменение показателей насосной функции сердца у спортсменов и неспортсменов при выполнении мышечных нагрузок повышающейся мощности // Теория и практика физической культуры. 1999. № 8.

7. Шалдин В.И. Клиническая проба с форсированным дыханием в спортивной практике. // Теория и практика физической культуры. 2000. № 4.

8. Харитонова Л.Г., Михалев В.И., Шкляев Ю.В. Теоретическое и экспериментальное обоснование типов адаптации в спортивном онтогенезе лыжников-гонщиков // Теория и практика физической культуры. 2000. № 10.

9. Козырев О.А., Богачев Р.С., Дубенская Л.И. и др. Оценка адаптационных реакций спортсменов-лыжников на этапах подготовки // Теория и практика физической культуры. 2000. № 1.

10. Елисеев Е.В. Особенности фазовой структуры диастолы сердца в свете анализа устойчивости сердечнососудистой системы к действию // Теория и практика физической культуры. 2001. № 6.

11. Дутов В.С., Северин А.Е., Шастун С.А., Шастун А.С. Динамика показателей сердечного ритма во время выполнения ступенчато возрастающей нагрузки на велоэргометре у обследуемых с различными уровнями физической работоспособности // Теория и практика физической культуры. 1997. № 4.

12. Исаев А.П., Быков Е.В., Кабанов С.В. Корреляционный анализ отдельных показателей кардиореспираторной системы для выявления стресс-состояний // Теория и практика физической культуры. 1999. № 9.

13. Викулов А.В. Реологические свойства крови в системе комплексной оценке кровообращения у высококвалифицированных спортсменов // Теория и практика физической культуры. 1997. № 4.

14. Мавровоуниотис Ф., Аргириаду И., Софиадис Н., Кугиумцидис Ч. Влияние физической нагрузки умеренной продолжительности на соединение ТАТ (тромбин-антитромбин) и ПАП (плазмин-антиплазмин) // Теория и практика физической культуры. 1999. № 5.

15. Рубцова М.А. Состояние печеночной гемодинамики у спортсменов высшей квалификации // Теория и практика физической культуры. 1997. № 4.

Размещено на Allbest.ru