Сердечно-сосудистая система спортсменов и не занимающихся спортом

СОДЕРЖАНИЕ

Введение...................................................................................................................3

1. СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА СПОРТСМЕНОВ И НЕЗАНИМАЮЩИХСЯ СПОРТОМ…….............................................................5

1.1 Анатомо-физиологическая характеристика сердечно-сосудистой системы.....................................................................................................................5

1.2 Влияние физических нагрузок на функциональное состояние сердечнососудистой системы...............................................................................10 2. ОСОБЕНОСТИ АДАПТАЦИИ СЕРЕДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ И МЕТОДЫ ЕЁ ИССЛЕДОВАНИЯ …………………………………….……..18

2.1 Особенности ССС в циклических видах спорта...........................................18

2.2 Особенности ССС в ациклических видах спорта.........................................20

2.3 Методы исследования сердечно-сосудистой системы …………………...21

Выводы...................................................................................................................30

Список цитируемой литературы………...………………………………….…..32

Введение

Здоровье человека в значительной степени определяется функциональными возможностями организма адаптироваться к тем или иным факторам внешней среды, а так же к физическим нагрузкам. Сердечно – сосудистая система при этом играет ключевую роль. Под влиянием внешних факторов могут изменяться физиологический статус гомеостаз человека, их морфологические признаки и так далее.

Состояние сердечнососудистой системы является одним из важнейших критериев для оценки воздействия на организм человека систематической спортивной тренировки (Агаджян Н.А., 2005, Прокопьев Н.Я., 2005).

В процессе спортивной тренировки развиваются функциональные приспособительные изменения в работе сердечно-сосудистой системы, которые подкрепляются морфологической перестройкой («структурный след», Меерсон) аппарата кровообращения и некоторых внутренних органов. Эта перестройка обеспечивает сердечно-сосудистой системе высокую работоспособность, позволяющую спортсмену выполнять интенсивные и длительные физические нагрузки.

Активная перестройка деятельности физиологических систем в ответ на физическую нагрузку зависит от исходного состояния вегетативной нервной системы и во многом от характера выполняемой работы (Кудря О.Н., Вернер В.В., 2009). В связи с этим, проявление приспособительных реакция будут особенным в каждом виде спортивной деятельности.

Высокое функциональное состояние физиологического «спортивного сердца» следует расценивать как проявление долговременной адаптационной реакции, обеспечивающей эффективное осуществление интенсивной физической работы.

Рост спортивных достижений ставит перед спортивной медициной, в том числе перед спортивной кардиологией, все новые задачи. Помимо более тщательной диагностики различных морфологических изменений сердца, при отборе к занятиям спортом и дозировании физических нагрузок.

Актуальность данной работы заключается в том, что Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы изучается давно, но еще очень много вопросов нельзя считать решенными, остаются не до конца исследованными все функциональные приспособительные изменения в работе сердечно-сосудистой системы, которые влекут за собой морфологическую перестройку. Изучение функционального состояния сердечно-сосудистой системы является одним из важнейших критериев оценки воздействия на организм человека систематической спортивной тренировки.

В связи с этим, целью данной работы являлась изучение литературных данных об структурных и функциональных особенностях сердечно-сосудистой системы спортсменов циклических и ациклических видов спорта.

Задачи:

1. Описать анатомические, физиологические и функциональные компоненты сердечно-сосудистой системы и их изменение под воздействием физической нагрузки;

2. Выявить особенности адаптационных перестроек сердечно-сосудистой системы у представителей циклических и ациклических видов спорта;

3. Описать современные методы исследования сердечно-сосудистой системы.

Сердечно-сосудистая система спортсменов и не занимающихся спортом

1.1 Анатомо-физиологическая характеристика сердечно-сосудистой системы

Сердечно-сосудистая система, включающая сердце, кровеносные сосуды и кровь, выполняет многие функции, в том числе питания, защиты и даже удаления шлаков. Она должна взаимодейство­вать с каждой клеткой организма и ре­агировать на любое изменение условий внутренней среды, чтобы обеспечивать максимальную эффек­тивность функционирования всех систем организ­ма. Даже во время отдыха, сердечно-сосудистая система не прекращает работу, удовлетворяя потреб­ности тканей тела(Уилмор Дж. 2001).

Сердце, кровеносные сосуды и сама кровь образуют сложную сеть, по которой плазма и форменные элементы транспортируются в организме. (Марушко Ю.В., 2008).

Сердечно-сосудистая система обладает способностью немедленно реагировать на многочисленные и постоянно изменяющиеся потребности нашего организма. Все функции организма и практически каждая клетка в той или иной степени зависят от этой системы. Во время мышечной деятельно­сти количество требований, предъявляемых к ней, возрастает, как и увеличивается потребность в их скорейшем удовлетворении(Агаджанян Н.А., 2005; Уилмор Дж., 2001).

Сердце имеет два предсердия, вы­полняющие роль принимающих камер, и два же­лудочка, выполняющие роль насоса. Капиллярная кровь, доставляя кис­лород и питательные вещества и собирая продукты обмена веществ, возвращается через верхнюю и нижнюю полые вены в пра­вое предсердие. В эту камеру поступает дезоксигенированная кровь. Из правого предсердия, через правое атриовентрикулярное отверстие, кровь попадает в правый желудочек, который перекачивает кровь через раскрытый полулунный клапан в легочные артерии.

Собирательное название сердечной мышцы — миокард. Толщина миокарда непосредственно за­висит от нагрузки на стенки сердечных камер. Ле­вый желудочек — наиболее мощная из четырех камер сердца, так как дол­жна выкачивать кровь, посылая ее через весь сис­темный путь. Когда тело находится в сидячем или стоячем положении, левый желудочек должен до­статочно энергично сокращаться, чтобы преодо­леть действие земного притяжения, сказывающее­ся в скоплении крови в нижних конечностях (Солодков А.С., 2005).

О значительной мощности левого желудочка свидетельствует большая толщина (гипертрофия) его мышечной стенки по сравнению с другими камерами сердца. Эта гипертрофия — результат требований, предъявляемых сердцу как в покое, так и в условиях умеренной физической актив­ности. При более интенсивных физических на­грузках, когда потребность работающих мышц в крови значительно увеличивается, тре­бования, предъявляемые к левому желудочку, еще более возрастают. Со временем он реагирует уве­личением своего размера, подобно скелетной мышце (Васильева В.В., 1984).

Имея поперечнополосатую структуру, миокард существенно отличается от ске­летной мышцы. Волокна сердечной мышцы ана­томически взаимосвязаны участками, которые называются вставочными дис­ками. Эти диски имеют десмосомы — структуры, фиксирующие вместе отдельные клет­ки, чтобы они не «разошлись» в стороны во вре­мя сокращения и не образовали бреши в соеди­нениях. Таким образом, десмосомы обеспечива­ют быструю передачу импульса сокращения. Эти свойства позволяют миокарду во всех четырех камерах действовать как одно большое мышеч­ное волокно: все волокна сокращаются согласо­ванно (Уилмор Дж. 2001).

Сердце имеет массу в среднем 280 г, его длина 13 см, ширина 10.5 см, толщина 7 см., но эти данные в значительной степени варьируют в зависимости от ряда условий.

Сердце нетренированного человека, в состоянии покоя, за одно сокращение (систолу) выталкивает в аорту 50-70 мл крови, в минуту при 70-80 сокращениях 3.5-5 л. Систематическая физическая тренировка усиливает функцию сердца и доводит систолический объем до 90-110 мл в покое, а при очень больших физических нагрузках до 150 и даже 200 мл. Частота сердечных сокращений при этом увеличивается до 200 и более, минутный объем соответственно до 25, а иногда и 40 л (Солодков А.С., 2005).

Сердечная мышца обладает спо­собностью производить свой собственный элект­рический сигнал — позволяющий ей ритмично сокращаться без нервной стимуляции (автоматия сердца). Без нервной и гормональной стимуля­ции врожденная частота сердечных сокращений составляет в среднем 70 — 80 ударов (сокраще­ний) в минуту. У тренированных людей этот по­казатель может быть ниже (Васильева В.В., 1984).

Проводящая система сердца состоитиз четырех компонентов: 1) синусоатриального (СА) узла; 2) атриовентрикулярного (АВ) узла; 3) пучка Гиса; 4) волокон Пуркинье.

Импульс сердечного сокращения возникает в СА-узле — группе особых во­локон сердечной мышцы, расположенных в зад­ней стенке правого предсердия. СА-узел называют водителем рит­ма сердца (пейсмейкером) так как эта ткань генерирует импульс с частотой 60 — 80 ударов/мин, а устанавливаемую им частоту сокращений сердца — синусовым ритмом. Электрический импульс, произведенный СА-узлом, проходит через оба предсердия и достигает АВ-узла, расположенного вблизи перегородки правого предсердия возле центра сердца.

АВ-узел проводит импульс из предсердий в желудочки. Импульс, проходя через АВ-узел, за­паздывает на 0,13 с и затем поступает в пучок Гиса. Эта задержка позволяет предсердиям пол­ностью сократиться, прежде чем это сделают же­лудочки, обеспечивая их максимальное наполне­ние. Пучок Гиса простирается вдоль межжелудочковой перегородки. Правое и левое ответвления пучка заходят в оба желудочка. Они посылают импульс к верхушке сердца. Каждое ответвление пучка Гиса подразделяется на множество мелких веточек, которые простираются по всей перего­родке желудочка. Эти называются волокнами Пуркинье. Они проводят импульс возбуждения через желудочки почти в шесть раз быстрее, чем остальные участ­ки проводящей системы сердца. Такая быстрая проводимость позволяет всем частям желудочков сокращаться почти одновременно (Уилмор Дж. 2001).

Частота сердечных сокращении у нетренированного взрослого человека в покое обычно составляет 72-84 в минуту, для сердца же тренированного спортсмена в покое характерна брадикардия, т.е. частота сокращений ниже 60 ударов в минуту (иногда до 36-38). Такой режим работы более «выгоден» для сердца, так как увеличивается время отдыха (диастола), во время которого оно получает обогащенную кислородом артериальную кровь (Солодков А.С., 2005).

Хотя сердце генерирует собственные электри­ческие импульсы (внутрисердечная регуляция), их влияние и хронометраж могут измениться. В нор­мальных условиях это осуществляется в основ­ном благодаря трем внесердечным системам: 1) парасимпатической нервной системе; 2) симпатической нервной системе; 3) эндокринной системе (гормоны) (Уилмор Дж. 2001).

Парасимпатическая система — воздействует на сердце че­рез блуждающий (Х-черепной) нерв. Блуждающий нерв оказы­вает на сердце подавляющее воздействие, замед­ляя проводимость импульса и, следовательно, снижая частоту сердцебиений. В покое до­минирует влияние парасимпатической системы в виде вагусного тонуса (Солодков А.С., 2005).

Симпатическая нервная система — оказывает противоположное действие. Симпатическая сти­муляция увеличивает скорость проводимости им­пульса и, следовательно, частоту сердечных со­кращений и силу сокращений. Максимальная симпатическая стиму­ляция может увеличить ЧСС до 250 уд.мин. Сим­патическая система доминирует во время физи­ческих или эмоциональных стрессов, когда повышаются обменные потребности организма. После устранения стресса вновь до­минирует парасимпатическая система.

Приведенные цифры свидетельствуют о больших анатомических и функциональных резервах сердечно-сосудистой системы, которые раскрываются только при их систематической тренировке (Розенфельд А.С., 2004).

Сердечно-сосудистая система выполняет в орга­низме ряд функций. Большинство из них направ­лено на оказание помощи другим физиологичес­ким системам. Основные функции сердечно-сосу­дистой системы можно разделить на пять категорий: 1)обменная; 2) выделительная; 3)транспортная; 4) гомеостатическая; 5) защитная.

Функции всех звеньев cердечно-сосудистой системы строго согласованы благодаря нервно-рефлекторной регуляции, что позволяет поддерживать гомеостаз в условиях изменяющейся внешней среды. Сердечно­сосудистая система обеспечивает доставку кисло­рода и питательных веществ и выведение из нее диоксида углерода и конечных продуктов обмена веществ. Она транс­портирует гормоны из эндокринных желез к их целевым рецепторам. Поддерживает температуру тела, а буферные способности крови помогают контролировать рН организма. Сердеч­но-сосудистая система поддерживает соответству­ющие уровни жидкости, предотвращая обезвожи­вание, а также помогает предотвратить инфекци­онные заболевания, вызванные проникающими в кровь микроорганизмами(Уилмор Дж. 2001) .

Функциональное состояние cердечно-сосудистой системы можно охарактеризовать рядом гемодинамических показателей, важнейшими из которых являются систолический и минутный объем сердца, артериальное давление (АД), частота пульса, тонус сосудов, объем циркулирующей крови, скорость кругооборота крови, величина венозного давления, скорость кровотока, кровоток в капиллярах (Платонов В.Н., 1997).

1.2 Влияние физических нагрузок на функциональное состояние сердечнососудистой системы

Как было отмечено выше, потребность в кислороде активных мышц резко возрастает во время физической нагрузки: используется больше питательных веществ; ускоряются метаболические процессы, поэтому возрастает количество продуктов распада. При продолжительной нагрузке, а также при выполнении физической нагрузки в условиях высокой температуры повышается температура тела. Во время нагрузки происходят многочисленные изменения в сердечнососудистой системе. При интен­сивной нагрузке увеличивается концентрация ионов водорода в мышцах и крови, что вызыва­ет снижение рН крови (Агаджанян Н.А., 2005.).

Во время нагрузки происходят многочислен­ные изменения в сердечнососудистой системе. Все они направлены на выполнение одного задания: позволить системе удовлетворить возросшие потребности, обеспечив максимальную эффективность ее функционирования.

При анализе работ о влиянии на сердечно-сосудистую систему мышечных нагрузок было выявлено, что правильное и рациональное использование физических упражнений вызывает положительные сдвиги в отношении морфологии и функции сердечно-сосудистой системы (БеллинаО.Н., 1994, Борисова Ю.А., 1994).

Сердечно - сосудистая система сложнейшая самоуправляющая система, в которой оптимально сочетаются автономия и саморегуляция с централизованным контролем и управлением. Сердце является объектом тонкого и совершенного управления, в силу чего оно незамедлительно реагирует на воздействия внешней среды (Уилмор Дж. 2001).

Физическая работа способствует общему расширению кровеносных сосудов, нормализации тонуса их мышечных стенок, улучшению питания и повышению обмена веществ в стенках кровеносных сосудов. Кровеносные сосуды массируются за счет гидродинамической волны от учащения пульса и за счет ускоренного тока крови. Это способствуют сохранению эластичности стенок кровеносных сосудов и нормальному функционированию сердечнососудистой системы.

В процессе систематической спортивной тренировки развива­ются функциональные приспособительные изменения в работе сер­дечно - сосудистой системы, которые подкрепляются морфологической перестройкой аппарата кровообращения и некоторых внутренних органов. Перестройка сердечно-сосудистой си­стемы обеспечивает её высокую работоспособность, позволяющую спортсмену выполнять интенсивные и длительные физические нагрузки. (Марушко Ю.В., 2008).

В ряде видов спорта, в которых требования к транспорту кислорода особенно высоки (виды спорта, связанные с проявлением выносливости), тренировка спортсмена сводится в определенной мере к тренировке самого сердца.

Сердце имеет огромные приспособительные возможности, которые наиболее ярко проявляются при мышечной работе. Влияние физической нагрузки на деятельность сердца, прежде всего, выражается в увеличении частоты сердечных сокращений, а также изменяется сокращение сердечной мышцы: происходит ускорение всех фаз сердечного цикла, возрастает энергия мышечного сокращения. В результате почти вдвое увеличивается ударный объем сердца, то есть количество крови, выбрасываемой в сосуды при каждом сокращении за 1 цикл и за 1 минуту. Так, с 70 мл крови в покое сердечный выброс возрастает до 150-200 мл при физической нагрузке, при этом частота сердечных сокращений возрастает с 70 ударов в минуту до 140-210 (Хурамкин И.Г., 2009).

Так как при этом втрое увеличивается частота работы сердца, то объем выбрасываемой в минуту крови(минутный объем сердца) возрастает в 4-5 раз. Конечно, сердце при этом затрачивает гораздо больше усилий. Работа основного левого желудочка увеличивается в 6-8 раз. Особенно важно то, что в этих условиях возрастает коэффициент полезного действия сердца, измеряющейся отношением механической работы сердечной мышцы ко всей затрачиваемой ею энергии. Под влиянием физических нагрузок КПД сердца увеличивается в 2,5-3 раза по сравнению с уровнем двигательного покоя. С увеличением нагрузки сердечная мышца переходит на экономичный режим работы.

Брадикардию у спортсменов следует расценивать как проявление экономизации деятельности сердца (Борисова Ю.А., 1994).

Высокое функциональное состояние физиологического «спортивного сердца» следует расценивать как проявление долговременной адаптационной реакции, обеспечивающей осуществление ранее недоступной по своей интенсивности физической работы (Марушко Ю.В., 2008).

Адаптация физиологическая - совокупность физиологических реакций, лежащая в основе приспособления организма к изменению окружающих условий и направленная к сохранению относительного постоянства его внутренней среды-гомеостаза (Гольберг Н.Д., 2003).

Адаптационно-приспособительная деятельность сердечно-сосудистой системы – это непрерывно следующие друг за другом переходные процессы, требующие определенного напряжения регуляторных механизмов. Так же нужно заметить, что для адаптации требуется длительный период времени и грамотно построенный план тренировочного процесса. Если эти условия не соблюдать возможны различные проявления патологии сердца (Карпман В.Л., 1982).

Приспособление сердца зависит и от характера спортивной деятельности. В зависимости от нагрузки (статической или динамиической) сердце имеет свои особенности. Довольно известно, что у спортсменов динамической направленности наблюдается повышение верхнего (систолического) и некоторое понижение "нижнего" (диастолического) артериального давления. При таких условиях сердцу легче нагнетать кровь в артерии, т.к. общее сопротивление сосудов снижается.

Под влиянием тренировки в мышце сердца, как и в скелетных мышцах, усиливается образование белков, что проявляется в рабочей в гипертрофии миокарда. В мышце увеличивается содержание миоглобина, что способствует повышению ее рабочих возможностей при недостаточном снабжении организма кислородом. Возрастает интенсивность, окислительность процессов, в два раза увеличивается содержание в крови сахара и молочной кислоты. Вследствие этого в сердечной мышце поддерживается высокий уровень богатых энергией фосфорных соединений и даже при недостаточном снабжении организма кислородом. (Артеменков А. А., 2006)

У спортсменов, в чьих тренировках преобладает статическая нагрузка ряд авторов (Хурамкин И.Г., 2009, Кудря О.Н., 2012) выявляют слабые признаки экономизации функции сердца и тенденцию к сдвигу систалического и диастолического артериального давления (АД) к верхним границам нормы. Ударный объем у спортсменов таких специализаций практически не отличается от ударного объема нетренированных лиц.

В зависимости от возраста и стажа занятий спортом, изменяется соотношение размеров миокарда и полости левого желудочка. На разных этапах онтогенеза меняются соотношения показателей характеризующих массу миокарда и полости левого желудочка. Первый тип морфофункционального состояния сердца в процессе адаптации спортсменов к физическим нагрузкам, развивающим преимущественно выносливость, характеризуется более устойчивым функционированием системы по сравнению со 2-м типом адаптации и, следовательно, физиологически более целесообразен. При первом типе адаптации сердце работает в покое более экономично и эффективно, при этом имеет лучшую сократительную способность, а спортсмены с этим типом адаптации достигают более высоких результатов по сравнению со спортсменами со вторым типом (Гольберг Н. Д., 2003).

Так же происходит адаптационная перестройка всех звеньев нейрогуморальной регуляции системы кровообращения. В работе Дембо А.Г. (1967) обращает внимание на то, что участие в регуляции кровообращения принимают структуры, расположенные на всех уровнях ЦНС.

Деятельность сердечно-сосудистой системы регулируется собственными регуляторными механизмами сердца и сосудов, а так же нервной системой и системой желез внутренней секреции. В случае адаптационных изменений претерпевают качественную перестройку и регуляторные механизмы. При снижении тонуса симпатической нервной системы увеличивается тонус парасимпатической нервной системы (Артеменков А. А., 2006).

Для понимания происходящих изменений, необходимо внимательно рассматривать определенные функции сердечно-сосудистой системы, изме­нения компонентов:

• частоту сердечных сокращений;

• систолический объем крови;

• сердечный выброс;

• артериальное давление;

• кровь.

Важным показателем работоспособности сердца является систолический объем крови (СО) - количество крови, выталкиваемое одним желудочком сердца в сосудистое русло при одном сокращении.

Другими информативными показателями работоспособности сердца являются число сердечных сокращений (ЧСС) (артериальный пульс) и кровяное давление.

В процессе спортивной тренировки ЧСС в покое со временем становится реже за счет увеличения мощности каждого сокращения.

Частота сердечных сокращений — наиболее простой и наиболее информативный параметр сердечно-сосудистой системы. От­ражает количество работы, которую должно вы­полнить сердце, чтобы удовлетворить повышен­ные требования организма при его вовлечении в физическую деятельность. Средняя ЧСС в покое составляет 60-80 уда­ров в мин. У людей среднего возраста, у мало­подвижных и не занимающихся мышечной деятельностью, может превышать 100 уд. мин. У подготовленных спортсменов, занимающихся видами спорта, тре­бующими проявления выносливости, ЧСС в по­кое 28-40 ударов-мин.

У спортсменов частота сердечных сокращений (ЧСС) меньше, чем у лиц, не занимающихся спортом (Вахитов И.Х., 1999).

ЧСС обыч­но снижается с возрастом. На частоту сердечных сокращений также влияют факторы окружающей среды, например, она увеличивается в условиях высокой температуры и высокогорья.

Уже до начала упражнения ЧСС, как правило, превышает обычный показатель в покое. Это так называемая предстартовая реакция. Она возни­кает вследствие выделения нейромедиатора но-радреналина симпатической нервной системой и гормона адреналина надпочечниками. Поскольку ЧСС перед выполнением упражнения, как пра­вило, повышена, определение ее в покое следует осуществлять только в условиях полного расслаб­ления, например утром, перед тем как встать с постели после спокойного сна. Частоту сердеч­ных сокращений перед выполнением упражнения нельзя считать ЧСС в покое. С началом выполнения упражнения, ЧСС быстро возрастает пропорционально интен­сивности нагрузки практически до момента крайнего утомления (из­неможения). По мере приближения этого момен­та ЧСС начинает стабилизироваться. Это означа­ет, что достигнут максимальный уровень ЧСС. Максимальная ЧСС — максимальный показатель, достигаемый при мак­симальном усилии перед моментом крайней уста­лости. Это очень надежный показатель, который остается постоянным изо дня в день и изменяется незначительно только с возрастом из года в год (Уилмор Дж., 2001).

Основным механизмом активизации частоты сердечных сокращений при физической нагрузке считают снижение тонуса блуждающих нервов и увеличения симпатических влияний на сердце. Увеличению сократимости сердца и возрастанию сердечного выброса кроме центральных нейрогенных влияний содействует так же увеличение объема притекающей венозной крови (Артеменков А. А., 2006).

Максимальную ЧСС можно определять, учи­тывая возраст, поскольку она снижается пример­но на один удар в год, начиная с возраста 10—15 лет. Вычтя возраст из 220 мы получим прибли­женный средний показатель максимальной ЧСС, однако, индивидуальные показатели максимальной ЧСС могут отличаться от полученного таким образом среднего показате­ля довольно значительно.

Таблица 1