Сердечно сосудистая система (кровообращение) - Спортивная физиология
Поскольку у спортсменов, как и у всех здоровых людей, внешнее дыхание не лимитирует скорость потребления кислорода, кислород-транспортные возможности определяются в основном циркуляторными возможностями, и прежде всего способностью сердца прокачивать большое количество крови по сосудам и тем самым обеспечивать высокую объемную скорость кровотока через легкие, где кислород захватывается из альвеолярного воздуха, и через работающие мышцы, получающие кислород из крови.
Показатели работы сердца. В соответствии с уравнением Фика потребление кислорода (ПО2) находится в прямой зависимости от сердечного выброса (СВ) и от артериовенозной разности по кислороду (АВР-О2):
ПО2 = СВ * АВР-О2
В свою очередь, сердечный выброс определяется как произведение систолического объема (СО) на частоту сердечных сокращений (ЧСС):
СВ = СО * ЧСС
В табл. 13 приведены примерные средние данные этих основных функциональных показателей кислородтранспортной системы у нетренированных мужчин и у спортсменов, тренирующих выносливость.
Таблица 13.
Примерные средние данные основных функциональных показателей кислородтранспортной системы в покое и при максимальной аэробной нагрузке. У нетренированных мужчин и спортсменов средней и высокой квалификации, тренирующих выносливость
Нагрузка |
ЧСС, уд/мин |
CO, мл/уд |
CB * АВР - О2 = ПО2(л/мнн) (млО2/л) (млО2/мин) |
Покой: | |||
Нетренированные |
70 |
70 |
5 * 50 = 250 |
Тренированные |
55 |
90 |
5 * 50 = 250 |
Выдающиеся спортсмены |
50 |
100 |
5 * 50 = 250 |
Максимальная работа: | |||
Нетренированные |
200 |
120 |
24 * 140 = 3400 |
Тренированные |
195 |
150 |
30 * 150 = 4500 |
Выдающиеся спортсмены |
190 |
190 |
36 * 155 = 5600 |
Как Следует из этих данных, у высококвалифицированных спортсменов большие аэробные возможности (МПК) в основном определяются исключительно высокой производительностью сердца, способного обеспечивать большой сердечный выброс, который достигается за счет увеличенного систолического объема, т. е количества крови, выбрасываемого желудочками сердца при каждом сокращении. Частота сердечных сокращений у спортсменов снижена по сравнению с нетренированными.
В условиях покоя скорость потребления кислорода, сердечный выброс и АВР-О2 у тренированных спортсменов, по существу, не отличаются от этих показателей у нетренированных (см. табл. 13). При одинаковом сердечном выбросе у спортсменов, тренирующих выносливость, ЧСС на 10-20 уд/мин ниже, чем у неспортсменов или спортсменов скоростно-силовых видов спорта (рис. 42, А).
Снижение ЧСС (брадикардия) является специфическим эффектом тренировки выносливости (ЧСС в покое может быть ниже 30 уд/мин" "рекордная" ЧСС покоя - 21 уд/мин). Степень бради-кардии покоя положительно коррелирует с МПК и со спортивным результатом в стайерском беге: при более низкой ЧСС покоя в. среднем выше МПК и спортивный результат.
Снижение ЧСС повышает экономичность работы сердца, так как его энергетические запросы, кровоснабжение и потребление О2 увеличиваются тем больше, чем выше ЧСС. Поэтому при одном и том же сердечном выбросе (как в покое, так и при мышечной работе) эффективность работы сердца у тренированных спортсменов выше, чем у нетренированных людей.
Механизмы спортивной брадикардии покоя разнообразны. Основную роль играет усиление парасимпатических (вагусных) тормозных влияний на сердце (повышение парасимпатического тонуса). Определенное значение имеет ослабление возбуждающих симпатических влияний, уменьшение выделения катехоламинов (адреналина и норадреналина) из коры надпочечников и снижение чувствительности сердца к этим симпатическим медиаторам.
Снижение ЧСС у выносливых спортсменов компенсируется за счет увеличения систолического объема. Чем ниже ЧСС в покое; тем больше систолический объем. Если у нетренированного человека в покое он составляет в среднем около 70 мл, то у высококвалифицированных спортсменов (с ЧСС в покое 40-45 уд/мин) - 100- 120 мл.
Систолический объем увеличивается постепенно в результате продолжительной интенсивной тренировки выносливости и является следствием двух основных изменений в сердце:
- 1) увеличения объема (дилятации) полостей сердца и 2) повышения сократительной способности миокарда.
Благодаря увеличению объема желудочка растет его к о-нечнр - диастолический объем, т. е. максимальное количество крови, которое может вмещать желудочек; повышается функциональная остаточная емкость, т. е. количество крови, остающееся в желудочке после окончания систолы; увеличивается и резервный объем крови в желудочке, т. е. разность между функциональной остаточной емкостью и остаточным объемом крови.
Резервный объем крови служит мерой функционального резерва сердца: чем этот резерв больше, тем больше крови может быть выброшено из сердца при каждом его сокращении во время мышечной работы. Несмотря на то что в условиях покоя систолический объем у спортсменов больше, тем у неспортсменов, он составляет у первых менее 50%, а у вторых около 80% полного (конечно-диастолического) объема левого желудочка (В, Л. Карпман).
Максимальные показатели работы сердца регистрируются при выполнении максимальной аэробной нагрузки (на уровне МПК). Большое МПК может быть только у спортсменов с большим максимальным сердечным выбросом, который может быть вдвое больше, чем у неспортсменов. Так, у выдающихся шведских лыжников при беге на тредбане на уровне МПК сердечный выброс в среднем составил 38 л/мин, а у одного из них, с наибольшим МПК в 6,24 л/мин (81,1 мл/кг-мин), - 42,3 л/мин.
Максимальная ЧСС несколько - снижается даже в результате непродолжительной тренировки выносливости, но не очень значительно - на 3-5 уд/мин. У высококвалифицированных спортсменов максимальная ЧСС обычно равняется 185-195 уд/мин, что на 10-15 уд/мин ниже, чем у неспортсменов (см. табл. 13). Это может быть следствием как продолжительной многолетней тренировки, так и конституциональных (врожденных) особенностей. Не исключено, что к снижению максимальной ЧСС может вести само увеличение объема сердца.
Максимальный сердечный выброс у спортсменов повышается исключительно за счет увеличения систолического объема. В какой степени увеличен систолический объем, в такой же повышается и максимальный сердечный выброс, а, следовательно, и МПК. Увеличение систолического объема - это главный функциональный результат тренировки выносливости для сердечнососудистой системы и для всей кислородтранспортной системы в целом.
У Нетренированных молодых мужчин максимальный систолический объем не превышает обычно 120-130 мл, тогда как у лучших представителей видов спорта, требующих проявления выносливости, он достигает 190-210 мл. Большой систолический объем при. относительно сниженной ЧСС главным образом определяет и увеличенный кислородный пульс, т. е. количество потребляемого кислорода, приходящееся на каждое сокращение сердца.
Увеличенный максимальный систолический объем возможен благодаря прежде всего:
- 1. большим размерам полостей сердца (желудочков), т. е. увеличенной конечно-диастолической и функциональной остаточной емкости желудочков; 2. увеличенному венозному возврату крови к сердцу, что обеспечивается, в частности, за счет относительно больших общего объема циркулирующей крови и центрального объема крови; 3. повышенной сократимости миокарда, что обеспечивает более полное опорожнение желудочков, т. е. более полное использование резервного объема крови тренированным сердцем.
Следует также отметить, что у нетренированных людей систолический объем нарастает с увеличением рабочей нагрузки чаще всего примерно до 40% МПК - При дальнейшем повышении нагрузки он заметно не меняется и сердечный выброс растет почти исключительно за счет увеличения ЧСС. У тренированных спортсменов систолический объем часто увеличивается вплоть до максимальной аэробной нагрузки. Это означает, что у них рост систолического объема (наряду с повышением ЧСС) является резервом увеличения сердечного выброса при работе большой мощности, вплоть до максимальных аэробных нагрузок. Кроме того, отсюда следует, что при каждом сокращении сердце спортсмена способно выбрасывать большой объем крови даже при ЧСС 185-190 уд/мин. Это возможно только благодаря повышенной сократимости миокарда. Вероятно, при еще более высокой ЧСС систолический объем должен уменьшаться из-за критического укорочения диастолы (времени наполнения) и (или) систолы (времени сокращения). Это может объяснить, почему максимальная ЧСС у хорошо тренированных спортсменов редко превышает 190 уд/мин.
При немаксимальных аэробных нагрузках с одинаковым потреблением О2 сердечный выброс у хорошо тренированных спортсменов в среднем такой же, как и у нетренированных людей. Очень небольшое снижение его обнаружили лишь немногие исследователи у спортсменов в состоянии высокой тренированности ("спортивной формы").
Частота сердечных сокращений у спортсменов, как и у нетренированных людей, повышается линейно с увеличением нагрузки или скорости потребления О2. При одинаковой абсолютной нагрузке (одинаковой скорости потребления О2 ЧСС у спортсменов ниже, а, следовательно, систолический объем выше, чем у неспортсменов. Чем выше тренированность спортсмена и чем выше его аэробные возможности (МПК), тем ниже ЧСС при выполнении любой немаксимальной аэробной нагрузки.
Снижение ЧСС при выполнении любой немаксимальной аэробной работы является наиболее постоянным и наиболее выраженным функциональным изменением в деятельности сердца, связан-н ы м с тренировкой выносливо с т и. Сравнительно низкая ЧСС при относительно большом систолическом объеме указывает на эффективную работу сердца. В отличие от бргди-кардии покоя, которая у тренированного человека является в основном результатом усиления парасимпатического (вагусного) торможения, относительная р а-бочая брадикардия связана, по-видимому, с уменьшением симпатических возбуждающих влияний на сердце.
Большие различия между нетренированными людьми и спортсменами с разным уровнем аэробных возможностей выявляются лишь тогда, когда сравниваются абсолютные показатели ЧСС (уд/мин) при одинаковых а б-солютных нагрузках, т. е. при одинаковой скорости потребления О2, выраженной в л/мин. Эти различия сильно уменьшаются, когда сравнивается ЧСС при равных о т-носительных аэробных нагрузках, т. е. при одинаковой относительной скорости потребления О2, выраженной в процентах от индивидуального "кислородного потолка" (%МПК). Этот факт можно понять, если учесть, что интенсивность нейроэндокринных, в частности симпато-адреналовых, влияний во время мышечной работы пропорциональна не абсолютной, а относительной рабочей нагрузке на кислородтранспортную систему, определяемой по %МПК (см. рис. 8).
Разница пульсовой реакции на нагрузку у людей с разным уровнем тренированности практически полностью исчезает, если не только нагрузка, но и ЧСС выражаются в относительных величинах. Иначе говоря, при равных относительных аэробных нагрузках (одинаковом % МПК) относительная рабочая пульсовая реакция (% максимальной ЧСС) в среднем одинакова у людей с разной степенью тренированности (с разным МПК).
Похожие статьи
-
Кислородтранспортная система и выносливость, Система внешнего дыхания - Спортивная физиология
Кислородтранспортная система включает систему внешнего дыхания, систему крови и сердечнососудистую систему. Функциональные свойства каждой из этих...
-
Система крови - Спортивная физиология
Многие показатели крови могут существенно влиять на аэробную выносливость. Прежде всего, от объема крови и содержания в ней гемоглобина зависят...
-
Физиологические изменения в сердечно сосудистой системе Сердце - главный центр кровеносной системы. В результате физической тренировки размеры и масса...
-
Аэробные возможности организма и выносливость - Спортивная физиология
При Выполнении упражнений преимущественно аэробного характера скорость потребления кислорода (л О2/мин) тем выше, чем больше мощность выполняемой...
-
Классификация циклических упражнений - Спортивная физиология
Энергетические запросы организма (работающих мышц) удовлетворяются, как известно, двумя основными путями: анаэробным и аэробным. Соотношение этих двух...
-
При регулярных занятиях физическими упражнениями, каким-либо видом спорта увеличивается количество эритроцимышенной деятельности гемоглобина,...
-
Физиологическая классификация спортивных упражнений - Спортивная физиология
Все Спортивные упражнения можно разделить на две большие группы. Для упражнений первой группы характерны очень большие (на соревновании - предельные)...
-
Энергетическая характеристика скоростно-силовых упражнений - Спортивная физиология
С Энергетической точки зрения, все скоростно-силовые упражнения относятся к анаэробным. Предельная продолжительность их - менее 1-2 мин. Для...
-
Энергетика физиологических процессов Чем больше мышечная работа, тем сильнее возрастает расход энергии. Ну это и правильно по закону сохранения энергии:...
-
Состояние сердечнососудистой системы является одним из важнейших критериев для оценки воздействия на организм человека систематической спортивной...
-
С ориентацией на мощность и расход энергии были установлены следующие зоны относительной мощности в циклических видах спорта: 1. Максимальная степень...
-
Важнейшую роль в предупреждении развития сердечно-сосудистых осложнений, особенно во второй половине жизни человека приобретает утренняя гимнастика и...
-
Гипертрофия и расширение сердца - Влияние физических упражнений на сердечно-сосудистую систему
Проблема оценки гипертрофии миокарда и увеличения сердца у спортсменов - одна из наиболее старых проблем спортивной медицины. Впервые Henschen в 1889...
-
Физиологические основы мышечной силы и скоростно-силовых качеств (мощности) - Спортивная физиология
Как Уже отмечалось, проявляемая мышечная сила находится в обратной зависимости от скорости движения: чем выше скорость движения, тем меньше проявляемая...
-
Утомление при выполнении различных спортивных упражнений - Спортивная физиология
Для Различных упражнений характерна специфическая комбинация ведущих систем (локализации) и механизмов утомления. При Выполнении упражнений максимальной...
-
Устойчивое состояние - Спортивная физиология
При Выполнении упражнений Постоянной аэробной мощности Вслед за периодом быстрых изменений функций организма (врабатыванием) следует период, который был...
-
Врабатывание, "мертвая точка", "второе дыхание" - Спортивная физиология
Врабатывание - это первая фаза функциональных изменений, происходящих во время работы. Тесно связаны с процессом врабатывания явления "мертвой точки" и...
-
Заключение, Список литературы - Влияние физических упражнений на сердечно-сосудистую систему
Сердечный спортивный гипертрофия Многолетние исследования высококвалифицированных спортсменов позволили сделать выводы о том, что занятия спортом,...
-
Питание - Общая физическая и спортивная подготовка в системе физического воспитания
При всем вышесказанном, чтобы оставаться здоровым, человеческий организм должен ежедневно получать достаточное количество углеводов и белков, а также...
-
Физиологическая характеристика нестандартных движений - Спортивная физиология
К нестандартным или ситуационным движениям относят спортивные игры (баскетбол, волейбол, теннис, футбол, хоккей и др.) и единоборства (бокс, борьба,...
-
Обмен веществ и энергии в организме человека характеризуется сложными биохимическими реакциями. Питательные вещества (белки, жиры и углеводы),...
-
У людей, которые систематически и активно занимаются физическими упражнениями, повышается психическая, умственная и эмоциональная устойчивость при...
-
Обмен веществ и энергии в организме человека характеризуется сложными биохимическими реакциями. Питательные вещества ( белки, жиры и углеводы),...
-
Утомление, Локализация и механизмы утомление - Спортивная физиология
Процесс утомления - это совокупность изменений, происходящих в различных органах, системах и организме в целом, в период выполнения физической работы и...
-
Физиологические основы скоростно-силовых качеств (мощности) - Спортивная физиология
Максимальная мощность (иногда называемая "взрывной" мощностью) является результатом оптимального сочетания силы и скорости. Мощность проявляется во...
-
Эффективность развития силовых и скоростно-силовых качеств связана со значительной активизацией синтеза белков в работающих мышцах. Образование...
-
Восстановление фосфагенов (АТФ и КрФ) - Спортивная физиология
Фосфагены, особенно АТФ, восстанавливаются очень быстро (рис. 25). Уже на протяжении 30 с после прекращения работы восстанавливается до 70%...
-
Кислородный долг и восстановление энергетических запасов организма - Спортивная физиология
В Процессе мышечной работы расходуются кислородный запас организма, фосфагены (АТФ и КрФ), углеводы, (гликоген мышц и печени, глюкоза крови) и жиры....
-
Энергетическая характеристика физических упражнений - Спортивная физиология
Энергетическая стоимость служит важнейшей характеристикой упражнения. Для определения энергетической стоимости физического упражнения, используют два...
-
Введение - Влияние физических упражнений на сердечно-сосудистую систему
Физическая культура и спорт стали подлинно массовыми. На базе массового физкультурного движения быстро растет число квалифицированных спортсменов,...
-
Обмен веществ и энергии в организме человека характеризуется сложными биохимическими реакциями. Питательные вещества (белки, жиры и углеводы),...
-
Соревнования по спортивной аэробике - Спортивная аэробика
Возрастной ценз участников соревнований по спортивной аэробике -- не моложе 18 лет, поэтому заниматься ею, как правило, начинают спортсмены, завершающие...
-
"Мертвая точка" и "второе дыхание" - Спортивная физиология
Через несколько минут после начала напряженной и продолжительной работы у нетренированного человека часто возникает особое состояние, называемое "мертвой...
-
Тренировка сердечно-сосудистой системы, Разминка и растяжка - Фитнес и бодибилдинг
Для того, чтобы обеспечить максимальную эффективность и безопасность тренировки сердечнососудистой системы необходимо следовать определенным инструкциям,...
-
В Соответствии с типом сокращения основных мышц, осуществляющих выполнение данного упражнения, все физические упражнения можно разделить соответственно...
-
Физиологические основы выносливости, Определение понятия - Спортивная физиология
Определение понятия Понятие "выносливость" употребляется в обыденной речи в очень широком смысле для того, чтобы охарактеризовать способность человека к...
-
Введение - Общая физическая и спортивная подготовка в системе физического воспитания
В современном мире люди все больше и больше обращаются к физической культуре с целью поправить свое здоровье, повысить жизненный тонус и просто хорошо...
-
Скоростной компонент мощности - Спортивная физиология
Согласно второму закону Ньютона, чем больше усилие (сила), приложенное к массе, тем больше скорость, с которой движется данная масса. Таким образом, сила...
-
Студенческий спорт - составная часть спорта, культивируемая в высших учебных заведениях, интегрирующая массовый спорт и спорт высших достижений....
-
Рабочая гипертрофия мышц - Спортивная физиология
Поскольку сила мышцы зависит от ее поперечника, увеличение его сопровождается ростом силы данной мышцы. Увеличение мышечного поперечника в результате...
Сердечно сосудистая система (кровообращение) - Спортивная физиология