Основні показники РОБОТИ СЕРЦЯ.
Основною функцією серця є нагнітання крові в систему судин. Насосна функція серця характеризується кількома показниками. Одним з найважливіших показників роботи серця є хвилинний об'єм кровообігу (МОК) - кількість крові, яка викидається шлуночками серця в хвилину. МОК лівого і правого шлуночків однаковий. Синонімом поняття МОК є термін «серцевий викид» (СВ). МОК - це інтегральний показник роботи серця, що залежить від величини систолічного об'єму (СО) - кількості крові (мл; л), що викидається серцем за одне скорочення, і ЧСС. Таким чином, МОК (л / хв) = СО (л) х ЧСС (уд / хв). Залежно від характеру діяльності людини в даний момент часу (особливо фізичної роботи, поза, ступінь психоемоційного напруження і ін.) Частка вкладу ЧСС і СО в зміни МОК різна. Орієнтовні величини ЧСС, СО і МОК в залежності від положення тіла, статі, фізичної підготовленості та рівня фізичної активності представлені в табл. 7.1.
Частота серцевих скорочень
ЧСС в спокої. ЧСС - один з найбільш інформативних показників стану не тільки серцево-судинної системи, але і всього організму в цілому. Починаючи з народження і до 20-30 років ЧСС в спокої знижується зі 100-110 до 70 уд / хв у молодих нетренованих чоловіків і до 75 уд / хв у жінок. Надалі, зі збільшенням віку, ЧСС незначно зростає: у 60-76-літніх в спокої в порівнянні з молодими на 5-8 уд / хв.
ЧСС при м'язовій роботі. Єдиною можливістю підвищити доставку кисню до працюючих м'язів є збільшення об'єму крові, що надходить до них в одиницю часу. Для цього повинен зрости МОК. Оскільки частота серцевих скорочень прямо впливає на величину МОК, то підвищення ЧСС при м'язовій роботі є обов'язковим механізмом, спрямованим на задоволення значно зростаючих потреб метаболізму. Зміни ЧСС при роботі показані на рис. 7.6.
Якщо потужність циклічної роботи висловити через величину споживаного кисню (у відсотках від величини максимального споживання кисню - МПК), то ЧСС зростає в лінійній залежності від потужності роботи (споживання Ог, рис. 7.7). У жінок за умови рівного з чоловіками споживання Ог ЧСС зазвичай на 10-12 уд / хв вище.
Наявність прямо пропорційній залежності між потужністю роботи і величиною ЧСС робить частоту пульсу важливим інформативним показником в практичній діяльності тренера і педагога. При багатьох видах м'язової діяльності ЧСС - точний і легкоопределяемий показник інтенсивності виконуваних фізичних навантажень, фізіологічної вартості роботи, особливостей протікання періодів відновлення.
Для практичних потреб необхідно знати величину максимальної ЧСС у осіб різної статі і віку. З віком максимальні величини ЧСС як у чоловіків, так і у жінок знижуються (рис. 7.8.). Точну величину ЧСС у кожної конкретної людини можна визначити лише досвідченим шляхом, реєструючи частоту пульсу під час роботи зростаючої потужності на велоергометрі. Практично для орієнтовного судження про максимальної ЧСС людини (незалежно від статі) використовують формулу: ЧССмакс = 220 - вік (в роках).
Систолічний об'єм серця
Систолічний (ударний) об'єм серця - це кількість крові, яка викидається кожним шлуночком за одне скорочення. Поряд з ЧСС СО має суттєвий вплив на величину МОК. У дорослих чоловіків СО може змінюватися від 60-70 до 120-190 мл, а у жінок - від 40-50 до 90-150 мл (див. Табл. 7.1).
СО - це різниця між кінцево-діастолічним і звичайно-систоли обсягами. Отже, збільшення СО може відбуватися як за допомогою більшого заповнення порожнин шлуночків в діастолу (збільшення кінцево-діастолічного об'єму), так і за допомогою збільшення сили скорочення і зменшення кількості крові, що залишається в шлуночках в кінці систоли (зменшення кінцево-систолічного об'єму). Зміни СО при м'язовій роботі. На самому початку роботи через відносну інертність механізмів, що призводять до збільшення кровопостачання скелетних м'язів, венозний повернення зростає порівняно повільно. В цей час збільшення СО відбувається в основному завдяки збільшенню сили скорочення міокарда і зменшення кінцево-систолічного об'єму. У міру продовження циклічної роботи, що виконується у вертикальному положенні тіла, завдяки значному збільшенню потоку крові через працюючі м'язи і активації м'язового насоса, зростає венозний повернення до серця. Внаслідок цього кінцево-діастолічний об'єм шлуночків у нетренованих осіб зі 120-130 мл в спокої підвищується до 160-170 мл, а у добре тренованих спортсменів навіть до 200-220 мл. В цей же час відбувається збільшення сили скорочення серцевого м'яза. Це, в свою чергу, призводить до більш повного спорожнення шлуночків під час систоли. Кінцево-систолічний об'єм при дуже важкій м'язовій роботі може зменшитися у нетренованих до 40 мл, а у тренованих до 10-30 мл. Тобто збільшення кінцево-діастолічного об'єму і зменшення кінцево-систолічного призводять до значного підвищення СО (рис. 7.9).
Залежно від потужності роботи (споживання О2) відбуваються досить характерні зміни СО. У нетренованих людей СО максимально збільшується в порівнянні з його рівні м в спокої на 50-60%. У більшості людей при роботі на велоергометрі СО досягає свого максимуму при навантаженнях зі споживанням кисню на рівні 40-50% від МПК (див. Рис. 7.7). Інакше кажучи, при збільшенні інтенсивності (потужності) циклічної роботи в механізмі збільшення МОК в першу чергу використовується більш економічний шлях збільшення викиду крові серцем за кожну систолу. Цей механізм вичерпує свої резерви при ЧСС, рівної 130-140 уд / хв.
У нетренованих людей максимальні величини СО зменшуються з віком (див. Рис. 7.8). У людей старше 50 років, які виконують роботу з тим же рівнем споживання кисню, що і 20-річні, СО на 15-25% менше. Можна вважати, що вікове зменшення СО є результатом зниження скорочувальної функції серця і, мабуть, зменшення швидкості розслаблення серцевого м'яза.
Хвилинний обсяг кровообігу
Важливим показником стану серця є хвилинний об'єм кровотоку, або хвилинний об'єм кровообігу (МОК). Нерідко використовують синонім поняття МОК - серцевий викид (СВ). Величина МОК, будучи похідною від СО і ЧСС (МОК = СО х ЧСС), залежить від багатьох факторів (див. Табл. 7.1). Серед них провідне значення мають розміри серця, стан енергетичного обміну в спокої, положення тіла в просторі, рівень тренованості, величини фізичного або психоемоційного напруження, вид роботи (статична або динамічна), обсяг активних м'язів.
У спокої в положенні лежачи МОК у нетренованих і тренованих чоловіків становить 4,0-5,5 л / хв, а у жінок - 3,0-4,5 л / хв (див. Табл. 7.1). У зв'язку з тим, що МОК залежить від розміру тіла, при необхідності порівняння МОК у людей різної ваги використовують відносний показник - серцевий індекс - відношення величини МОК (в л / хв) до площі поверхні тіла (в м2). Площа поверхні тіла визначають за спеціальною номограмі, виходячи з даних про вагу і зростання людини. У здорової людини в умовах основного обміну серцевий індекс зазвичай дорівнює 2,5-3,5 л / хв / м2. У деяких ситуаціях (наприклад, при низькій температурі навколишнього середовища) навіть в умовах фізичного спокою зростає енергетичний обмін в організмі. Це призводить до зростання ЧСС та, відповідно, МОК.
У положенні стоячи у всіх людей МОК зазвичай на 25-30% менше, ніж лежачи (див. Табл. 7.1). Це пов'язано з тим, що в вертикальному положенні тіла значні обсяги крові накопичуються в нижній половині тулуба. Внаслідок цього помітно зменшується СО.
МОК і загальний об'єм циркулюючої крові. Загальний обсяг крові, що знаходиться в кровоносних судинах, називається об'ємом циркулюючої крові (ОЦК). ОЦК - це важливий параметр, що визначає тиск, при якому відбувається наповнення серця кров'ю під час діастоли, а значить, і величину систолічного об'єму. Величина ОЦК може зазнавати значних змін під час переходу тіла людини у вертикальне положення, при м'язових навантаженнях, при впливах гормональних чинників, зміни ступеня тренованості, навколишньої температури і т.д.
У дорослої людини близько 84% всієї крові знаходиться в великому колі, 9% - в малому (легеневому) колі і 7% - в серце. Близько 60-70% всієї крові міститься в венозних судинах.
Зміна МОК при м'язовій роботі. В умовах м'язової діяльності запити м'язів в кисні зростають пропорційно потужності виконуваної роботи. При цьому загальне споживання організмом кисню може зростати в 10 і більше разів. Цілком природно, що це вимагає значного збільшення МОК. Залежність між величиною споживання кисню (або потужністю роботи) і МОК, аж до його граничних величин, носить лінійний характер (див. Рис. 7.7). Як уже зазначалося, МОК залежить від величини СО і ЧСС (МОК = СО х ЧСС). При м'язовій роботі збільшення МОК обумовлено зростанням як СО, так і ЧСС. Конкретна величина МОК залежить від багатьох факторів. Зокрема, при однаковій потужності роботи в позі сидячи або стоячи МОК менше, ніж при роботі в горизонтальному положенні (рис. 7.10). При граничних аеробних навантаженнях МОК у тренованих чоловіків і жінок значно вище, ніж у нетренованих. Максимальні величини МОК у нетренованих чоловіків і жінок зменшуються з віком (див. Рис. 7.8). За інших рівних умов (стать, вік, тренованість, положення досліджуваного, навколишня температура і інші фактори) МОК залежить від обсягу активної м'язової маси і характеру виконуваної роботи. При динамічній роботі, в якій беруть участь невеликі м'язові групи (наприклад, робота однієї або двома руками), МОК менше, ніж при роботі более'крупних м'язів ніг. При статичній роботі на відміну від динамічної МОК майже не змінюється. Це пов'язано з тим, що кровообіг в м'язах практично припинено. Приплив крові до серця або не змінюється, або навіть може зменшуватися. Невеликі збільшення МОК, що спостерігаються при ізометричних скороченнях, пов'язані з помітним збільшенням ЧСС при такого роду роботі.