Сосудистая система на стадии устойчивой адаптации к физическим нагрузкам

Изменения регуляции системного кровообращения под влиянием физических нагрузок динамического характера полностью укладываются в известные и обсуждавшиеся выше принципы экономизации функции систем в покое и при малых нагрузках и максимальной производительности при выполнении предельных нагрузок.

Г.Ф. Ланг (1936) отмечал отчетливое снижение артериального давления у спортсменов, которое, однако, не выходило за пределы нижних границ нормы. Позднее эти наблюдения были многократно подтверждены многими исследователями (Дембо А.Г., Левин М.Я., 1969; Граевская Н.Д., 1975; Кар-пман В.Л., Любина Б.Г., 1982).

Влияние систематических тренировок на уровень артериального давления в покое было подробно изучено А.Г. Дембо и М.Я. Левиным (1969). Они доказали, что снижение артериального давления у спортсменов, тренирующих выносливость, встречается тем чаще, чем выше уровень спортивного мастерства, стаж спортивных тренировок, их объем и интенсивность. Последнее обстоятельство подтверждается ростом гипотензии от подготовительного к соревновательному периоду.

Таким образом, можно утверждать, что регулярные тренировки динамического характера сопровождаются артериальной гипотензией, в основе развития которой лежат адаптивные изменения артериальной сосудистой системы.

Действительно, трудно себе представить увеличение производительности спортивного сердца без увеличения гидравлической проводимости сосудов большого круга кровообращения (Blomgvist С, Saltin В., 1983).

Другим проявлением экономизации функции аппарата кровообращения у спортсменов являются адаптивные изменения скорости кровотока, которая существенно снижается у спортсменов по мере роста тренированности. Это, в свою очередь, создает благоприятные условия для максимального извлечения кислорода из крови в ткани (Яковлев Н.Н., 1974).

Кроме того, в процессе адаптации к физическим нагрузкам динамического характера увеличивается растяжимость артерий, снижается их упругое сопротивление и в конечном счете увеличивается емкость артериального русла. Таким образом, снижение констрикторного тонуса сосудов облегчает движение крови и способствует снижению энергетических затрат сердца.

Снижение тонуса стенок артерий, возникающее под воздействием регулярных тренировок, прежде всего на выносливость, проявляется уменьшением скорости распространения пульсовой волны (СРПВ). Интенсивность кровотока через конечности у этих спортсменов также снижена. Показано, что при стандартной физической нагрузке приток крови к работающим мышцам спортсменов меньше, чем у нетренированных лиц (Озолинь П.П., 1984).

Все эти данные подтверждают представление об экономизации функции сосудистой системы в состоянии покоя. Механизмы описанных выше изменений сосудистого тонуса при систематических тренировках в настоящее время не вполне ясны. Трудно допустить, что первоосновой снижения тонуса сосудов в состоянии покоя у спортсменов является снижение метаболической активности мышечной ткани. Этому противоречит выявляемое у спортсменов существенное повышение артериовенозной разницы по кислороду по сравнению с нетренированными лицами (Васильева В.Д., 1971; Ekblom В. et al., 1968).

Эти данные скорее указывают, что при систематических тренировках увеличивается способность мышц использовать кислород. По современным представлениям, в совершенствовании регуляции сосудов резистивного типа участвуют три вида механизмов: гуморальный, местный и рефлекторный (Озолинь П.П., 1984).

Хотя гуморальные механизмы повышения сосудистого тонуса, несомненно, принимают участие в реакции артерий на нагрузку, их роль в регуляции сосудистого тонуса не является ведущей. В ряде исследований выявлено, что регулярные тренировки динамического характера существенно снижают уровень катехоламинов крови в ответ на тестирующую нагрузку. Это дает основание полагать, что реакцию сосудов определяет не уровень катехоламинов крови, а высокая чувствительность нервных приборов сосудистой стенки.

Местные сосудистые реакции также активно участвуют в регуляции кровотока, но центральное место в регуляции сосудистого тонуса в состоянии покоя принадлежит нервно-рефлекторным механизмам регуляции.

Результаты исследований В. Saltin и соавт. (1977) свидетельствуют, что мобилизация функции сердечно-сосудистой системы при физических нагрузках осуществляется рефлекторно при помощи сигналов, исходящих из рецепторов работающих мышц. Эти рефлекторные реакции претерпевают существенные изменения под воздействием систематических физических нагрузок. Авторы высказывают вполне обоснованное предположение, что сердечно-сосудистые рефлексы, совершенствующиеся при регулярных тренировках, формируются благодаря возбуждению хеморецепторов скелетных мышц.

В заключение следует подчеркнуть, что ведущую роль в изменении сосудистых реакций под влиянием систематических физических нагрузок играют рефлекторные механизмы, поскольку только они способны обеспечить тонкое взаимодействие различных систем жизнеобеспечения и точную регуляцию регионарного кровотока в различных областях.

При физических нагрузках статического характера, описанных выше, адаптационных изменений сосудистого тонуса не происходит. Напротив, при тренировках, направленных на развитие силы, интенсивность кровотока в состоянии покоя повышается (Озолинь П.П., 1984). У штангистов, как известно, отмечается наклонность к повышению артериального давления (Вольнов Н.И., 1958; Дембо А.Г., Левин М.Я., 1969; Матиашвили К.И., 1971).

Г.Ф. Ланг считал улучшение капиллярного кровотока в мышцах главным фактором, обеспечивающим лучшее использование кислорода. Что касается сердечной мышцы, то увеличение капиллярного кровотока, по мнению Г.Ф. Ланга, является непременным условием успешной адаптации к физическим нагрузкам. Сегодня факт увеличения пропускной способности коронарного русла и его емкости в результате адаптации к физическим нагрузкам полностью подтвержден и не вызывает сомнений (Пшенникова М.Г. 1986).

Нейрогуморальная регуляция

В процессе адаптации к физическим нагрузкам происходит перестройка всех звеньев нейрогуморальной регуляции аппарата кровообращения. Центральные механизмы регуляции обеспечивают координацию деятельности сердца и сосудов с функцией других органов и систем и в конечном счете с потребностями организма в целом. Участие в регуляции кровообращения принимают структуры на всех уровнях центральной нервной системы (ЦНС).

Экономизация функции аппарата кровообращения в покое и при нагрузке обеспечивается самим формированием и совершенствованием двигательных навыков, которые немыслимы без активного участия ЦНС. По К.В. Зимкину (1969), формирование двигательных навыков проходит три стадии:

1-я стадия характеризуется иррадиацией нервных процессов, генерализацией ответных реакций и вовлечением «лишних» мышц;

2-я стадия характеризуется формированием стереотипных движений;

3-я стадия характеризуется развитием высокой степени координации и автоматизации движений.

Вполне понятно, что экономичное функционирование двигательного аппарата обеспечивает экономизацию функции аппарата кровообращения. Такая экономизация в условиях покоя характеризуется возрастанием роли автономного контура регуляции (Баевский P.M., 1979). Последнее проявляется на уровне вегетативной регуляции ритма сердца брадикардией и увеличением амплитуды дыхательных волн.

Роль ЦНС в обеспечении максимальной производительности аппарата кровообращения особенно отчетливо проявляется в предстартовых состояниях, когда в ответ на действие ситуационного раздражителя развиваются преднаг-рузочные изменения деятельности сердца, целью которых является подготовка организма к выполнению тяжелых или ответственных упражнений (Крестовников А.Л., 1939).

Очевидно, что участие ЦНС в регуляции не ограничивается влиянием на сердце. Есть основание считать, что влияние ЦНС сказывается особо на сосудистой части аппарата кровообращения и других органах и системах, прежде всего на системе дыхания (Маршак М.Е., 1973).'

Периферические механизмы нервной регуляции аппарата кровообращения реализуются через симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы.

Адаптационная перестройка вегетативной регуляции приводит к тому, что в состоянии покоя снижается влияние на сердце обоих отделов вегетативной нервной системы. Однако, по мнению большинства исследователей, при этом имеет место относительное преобладание холинергических влияний (Чинкин А.С., 1971; Колчин СП., 1975; On Y., Horvath S, 1972).

Экономизация функции сердца в покое и при умеренных нагрузках достигается у спортсменов уменьшением степени активизации симпатоадре-наловой системы по сравнению с нетренированными лицами. Достижение необходимого эффекта при этом обеспечивается благодаря повышению плотности адренергических нервных окончаний путем врастания между клетками новых симпатических волокон (Unge G. et al., 1973).

Изменения нейрогуморальной регуляции в процессе адаптации сводится к формированию устойчивых условно-рефлекторных связей и двигательных навыков. В сердце увеличивается мощность адренергических механизмов регуляции, что позволяет экономнее, с меньшей активацией симпатоадреналовой системы и меньшим количеством катехоламинов, мобилизовать его сократительную функцию.

Все сказанное в полной мере относится к аппарату кровообращения, адаптированному к динамическим нагрузкам. Что же касается регулярных нагрузок статического характера, то существенных сдвигов нейрогуморальной регуляции, направленных на экономизацию функции аппарата кровообращения в состоянии покоя, у них не наблюдается. Во всяком случае, как уже было сказано, по показателям вегетативной регуляции ритма и значениям ЧСС и УО штангисты при обследовании их в состоянии покоя существенно не отличаются от нетренированных лиц.

Экономизация функции аппарата кровообращения, обеспечиваемая регуляторными механизмами, выявляется у штангистов только при проведении специфических функциональных проб, таких, как, например, проба с натуживанием. При такой пробе у них по сравнению с нетренированными людьми оказались менее выраженными вазоконстрикторные эффекты, был меньшим подъем артериального давления, увеличение ЧСС, отмечалось более существенное падение УО и МОК (Озолинь П.П., 1984).

Последнее обстоятельство наиболее важно для понимания механизмов долговременной адаптации, совершенствующихся при тренировке такой направленности. Меньшее увеличение ЧСС, большее падение УО и соответственно более выраженное снижение МОК следует рассматривать как свидетельство совершенствования и увеличения мощности анаэробных путей энергопродукции.

Что же касается динамических нагрузок, то возможности их выполнения у штангистов не отличаются от таковых у нетренированных лиц. Так, по данным В.Л. Карпмана и соавт. (1974), по тесту PWC=170 гимнасты и штангисты не отличались от нетренированных лиц, а по данным К.В. Аверковича (1970), утомление у них при динамических нагрузках развивалось даже быстрее, чем у нетренированных.

Все сказанное полностью согласуется с принципом преимущественного структурного обеспечения систем, доминирующих в процессе адаптации (Меер-сон Ф.З., 1986). Этот принцип подразумевает формирование системы, обеспечивающей успешное выполнение физической нагрузки данной направленности в ущерб возможностям выполнения физических нагрузок иного характера.

Таким образом, преимуществами адаптированного сердца обладает сердце лиц, тренированных к выполнению физических нагрузок динамического характера.