Энергообеспечение сердца при мышечной работе

Для нормально функционирующего сердца необходимы непрерывный приток кислорода и питательных веществ, а также выведение продуктов распада. Энергообеспечение клеток сердца осуществляется за счёт аэробного окисления различных веществ, поступающих из крови. В отличие от скелетных мышц сердце является «всеядным» органом и использует для выработки энергии многие продукты обмена веществ: глюкозу, свободные жирные кислоты, аминокислоты, перуват, молочную кислоту (лактат), кетоновые тела.

Во время физической работы обменные процессы в миокарде увеличиваются в 4-5 раз, а у спортсменов высокого класса – семикратно.

Пример:

В условиях покоя для энергообразования сердцу требуется: глюкозы – 31%, лактата – 28%, свободных жирных кислот – 34%, кетоновых тел и аминокислот – 7%. При физической нагрузке потребление сердцем лактата возрастает до 60%, а потребление глюкозы снижается до 15%, что обеспечивает стабильность работы сердечной мышцы даже в условиях гипоксии и гипогликемии.

Активно гнать кровь по сосудам сердцу помогают усиленно функционирующие скелетные мышцы. Установлено, что мышцы, которые слабо или редко сокращаются, становятся только потребителями крови («иждивенцами»), а сердце, не получая от них должной помощи, излишне напрягается и преждевременно изнашивается.

Для движения крови по артериальным сосудам достаточно давления в 120 мм.рт.ст., под каким она выталкивается из левого желудочка в аорту. Но по мере прохождения крови по многочисленным артериальным путям её давление постепенно падает и в капиллярах снижается до 10-15 мм.рт.ст., а для того, чтобы поднять кровь по венам, например, нижних конечностей обратно к сердцу, необходимо давление в 60-100 мм.рт.ст. (в зависимости от роста человека). В организме человека насчитывается более 600 периферических «сердец». Мышцы помогают сердцу и обеспечивают движение крови по венозному руслу, без чего невозможна её циркуляция по замкнутой системе кровообращения. Скелетные мышцы действуют подобно нагнетающе-присасывающему насосу. Таким образом, губительное влияние гипокинезии (недостатка движения) на сердечно-сосудистую систему кроется в том, что двигательный покой снижает насосную деятельность скелетных мышц. Лишь в условиях двигательной активности совершенствуются и эффективно работают периферические «сердца» – скелетные мышцы.

Одним из важнейших внесердечных механизмов кровообращения является диафрагма – мышца, отделяющая грудную полость от брюшной. При вдохе диафрагма опускается, объём грудной полости увеличивается и давление в ней падает, а в брюшной полости повышается. В результате кровь из вен брюшной полости поступает в вены грудной полости. А во время выдоха диафрагма поднимается, и тогда увеличивается объём брюшной полости, давление в ней падает, и кровь из вен нижних конечностей поднимается в вены брюшной полости, чтобы при вдохе устремиться в венозные сосуды грудной полости и достичь правого предсердия.

Показателями производительности сердца являются частота сердечных сокращений (ЧСС) и их сила. Они отражают не только интенсивность работы сердечно-сосудистой системы (ССС), но и напряжение всех систем организма, в том числе и интенсивность энергообмена. Так, зная ЧСС и время, затраченное на выполнение упражнений, можно подсчитать энергозатраты (таблица 1).

Таблица 1

Расход энергии и потребление кислорода в зависимости от ЧСС

(по Орешкину, 1990)

ЧСС, мин	Расход энергии, ккал	Потребление кислорода, мл/кг/мин	ЧСС, мин	Расход энергии, ккал	Потребление кислорода, мл/кг/мин
за 1 мин	за 20 мин	за 1 мин	за 20 мин
	1,2		3,5		8,8		24,5
	1,7		4,2		9,4		26,2
	2,0		6,0		10,0		28,0
	2,4		7,2		10,7		28,8
	2,8		8,3		11,3		31,5
	3,2		9,5		11,9		33,3
	3,5		10,5		12,5		35,0
	4,5		13,3		13,1		36,8
	5,5		16,3		13,8		38,5
	6,5		18,5		14,4		40,3
	7,5		21,0		15,0		42,0
	8,2		22,8	более	более	более