5]бз1гапс1, 1954; О. ТогпуаП, 1963).
20 мал
Рис. 1. Влияние интенсивности физических нагрузок на частоту сердечных сокращений:
I — легкая нагрузка, II —средняя нагрузка, III—тяжелая нагрузка (по Ь. ВгоиЬа, 1960)
УДАРНЫЙ ОБЪЕМ СЕРДЦА
Ударный объем сердца (УОС) при переходе от состояния покоя к нагрузке быстро увеличивается и доходит до стабильного уровня во время интенсивной ритмичной работы длительностью 5—10 мин.
Проводя испытания на велоэргометре в положении сидя, Р. Аз1-гапс! с соавторами (1964) установил, что ударный объем достигал максимальной величины во время умеренных нагрузок при частоте сердечных сокращений около 110 в 1 мин, когда потребление кислорода составляло 40 % аэробной способности. По данным В. Л. Карпмана с соавторами (1973), при легкой работе происходит быстрый прирост ударного объема сердца (примерно 20 мл крови на каждые 100 кгм/мин нарастающей нагрузки), вплоть до величин, близких к индивидуальному максимуму. Максимальная величина ударного объема сердца наблюдалась при частоте сердечных сокращений 130 в 1 мин. В дальнейшем с увеличением нагрузки скорость прироста ударного объема крови резко уменьшилась, и при мощности работы, превышающей 1000 кгм/мин, она состав-
11
I
Ǥ
Систатчвааш объем крови.
.Резервный аУъем кради
объем Покой.
Нагрузка [тах\/аг]
Рис. 2. Схема изменений объемных фракций диастолической емкости желудочка при физической нагрузке. Пояснения в тексте (по В. Л. Карпману с соавт., 1973)
ляла лишь 2—3 мл крови на каждые 100 кгм/мин увеличения нагрузки.
Если нагрузка длительна и интенсивность ее нарастает, то ударный объем уже больше не увеличивается (В. Веуедагй с соавт., 1960) или даже несколько уменьшается (см. табл. 1), и поддержание необходимого уровня кровообращения обеспечивается большей частотой сердечных сокращений.
Отмечается более низкий ударный объем у женщин по сравнению с мужчинами (соответственно 99 мл и 120 мл) во время нагрузки в положении лежа на спине (В. Веуе^агс!, 1963).
Сердечный выброс увеличивается главным образом за счет более полного опорожнения желудочков, т. е. путем использования резервного объема крови (5. К]е11Ьег& с соавт., 1949; Е. Азтиззеп и М. №е1зеп, 1955; В. В. Парин и Ф. 3. Меерсон, 1965, и др.). Схема, объясняющая механизм адаптации сердечного выброса и возрастающей физической нагрузки, приведена на рис. 2.
В состоянии покоя объем крови, содержащийся в желудочке во время диастолы, В. Л. Карпман с соавторами (1973) условно разделяет на три основные части: 1) систолический, или ударный, объем, 2) резервный, увеличивающий ударный объем при усилении сократительной функции миокарда, и 3) остаточный объем крови, который не может быть выброшен из желудочка даже при максимальной сократимости миокарда. В условиях легкой нагрузки ударный объем сердца быстро возрастает за счет использования резервного объема крови. По мере усиления нагрузки возможности использования резервного объема крови уменьшаются и прирост ударного объема значительно замедляется. С дальнейшим возрастанием мощности работы, когда полностью исчерпан резервный объем крови, ударный объем прекращает увеличиваться, а если нагрузки превышают максимальное потребление кислорода (аэроб-
12
ную способность), он уменьшается за счет снижения эффективности наполнения сердца при большой частоте сердечных сокращений.
МИНУТНЫЙ ОБЪЕМ СЕРДЦА
Минутный объем сердца (МОС) определяется ударным объемом сердца и частотой сердечных сокращений. Он зависит от положения тела, пола, возраста, условий внешней среды.
Во время физической нагрузки средней интенсивности в положении сидя и стоя минутный объем сердца примерно на 2 л/мин меньше, чем при выполнении той же нагрузки в положении лежа (см. табл. 1). Обусловлено это тенденцией к скоплению крови в сосудах нижних конечностей из-за действия силы притяжения.
Поскольку потребность в кислороде в обоих случаях одинакова, меньшая величина минутного объема сердца в вертикальном положении компенсируется повышением утилизации кислорода. При тяжелых физических нагрузках колебания минутного объема сердца, обусловленные разным положением тела, исчезают {К. МагсЬаИ, Л. ЗперЬегй, 1972).
В возрастании минутного объема кровообращения при физической нагрузке важную роль играет так называемый механизм мышечного насоса. Первое же сокращение активных мышц сопровождается сжатием в них вен, что немедленно приводит к увеличению оттока венозной крови из мышц нижних конечностей. Посткапиллярные сосуды (в основном вены) системного сосудистого русла (печень, селезенка и др.) также действуют как часть общей резервуарной системы, и сокращение их стенок увеличивает отток венозной крови (Л. ЗЬерпегс!, 1966). Все это способствует усиленному притоку крови к правому желудочку и быстрому заполнению сердца (К. МагсЬаИ, Л. 5ЬерЬегс1, 1972).
Рефлекторное увеличение напряжения стенок венозных сосудов мышц сохраняется в течение всего периода нагрузки и пропорционально степени ее тяжести, причем происходит оно на фоне расширения артериол в работающих мышцах (В. Веуе^агй и Л. ЗперЬега, 1965).
В течение первых нескольких минут ритмичной работы минутный объем сердца постепенно увеличивается до стабильного уровня, который зависит от интенсивности нагрузки и обеспечивает необходимый уровень потребления кислорода. После прекращения нагрузки минутный объем сердца уменьшается постепенно.
До сих пор окончательно не решен вопрос о роли частоты сердцебиений и ударного объема в возрастании минутного объема сердца при физических нагрузках. I. Непйегзоп с соавторами (1927), К. ЕизЬтег и Т. Шез1 (1957) придают ведущее значение частоте сердечных сокращений. В то же время В. МШег с соавторами (1962), Л. Зпуёег и Е. №оос! (1962), Н. Шагпег и А. ТогопЬ (1960) отмечают, что когда выключается механизм, увеличивающий частоту сердечных сокращений, для увеличения минутного
13
Нагрузка \легкая^ средняя , тяжелая\
объема сердца в соответствии с потребностями организма достаточно повышения ударного объема. А. Оиу1оп (1969) отмечает важную роль каждого из этих двух факторов в возрастании минутного объема сердца во время физических нагрузок.
Наблюдения показывают (В. Л. Карпман с соавт., 1973; Ь. Вгоипа и Е. КасНГогс!, 1960, и др.), что лишь при легких физических нагрузках увеличение минутного объема кровообращения происходит за счет увеличения ударного объема сердца и частоты сердечных сокращений. При тяжелых нагрузках оно обеспечивается главным образом за счет увеличения частоты сердечных сокращений (рис. 3).
Уменьшение максимального минутного объема кровообращения и максимального потребления кислорода по мере старения связано с возрастным снижением
частоты сердечных сокращений (Н. Уа1еп1ш с соавт., 1955 и др.). Максимальный минутный объем сердца зависит и от вида физической нагрузки. При максимальных по трудности упражнениях для рук минутный объем сердца составляет лишь 80 % от значений, получаемых при максимальной работе ногами в положении сидя (>!. 51епс1Ьегд с соавт., 1967).
КРОВЯНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Системное артериальное давление (АД) при переходе от состояния покоя к физической нагрузке повышается. Начальный период повышения систолического артериального давления при ритмичной работе длится 1—2 мин, после чего оно устанавливается на стабильном уровне, который зависит от интенсивности нагрузки.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66
20 мал
Рис. 1. Влияние интенсивности физических нагрузок на частоту сердечных сокращений:
I — легкая нагрузка, II —средняя нагрузка, III—тяжелая нагрузка (по Ь. ВгоиЬа, 1960)
УДАРНЫЙ ОБЪЕМ СЕРДЦА
Ударный объем сердца (УОС) при переходе от состояния покоя к нагрузке быстро увеличивается и доходит до стабильного уровня во время интенсивной ритмичной работы длительностью 5—10 мин.
Проводя испытания на велоэргометре в положении сидя, Р. Аз1-гапс! с соавторами (1964) установил, что ударный объем достигал максимальной величины во время умеренных нагрузок при частоте сердечных сокращений около 110 в 1 мин, когда потребление кислорода составляло 40 % аэробной способности. По данным В. Л. Карпмана с соавторами (1973), при легкой работе происходит быстрый прирост ударного объема сердца (примерно 20 мл крови на каждые 100 кгм/мин нарастающей нагрузки), вплоть до величин, близких к индивидуальному максимуму. Максимальная величина ударного объема сердца наблюдалась при частоте сердечных сокращений 130 в 1 мин. В дальнейшем с увеличением нагрузки скорость прироста ударного объема крови резко уменьшилась, и при мощности работы, превышающей 1000 кгм/мин, она состав-
11
I
Ǥ
Систатчвааш объем крови.
.Резервный аУъем кради
объем Покой.
Нагрузка [тах\/аг]
Рис. 2. Схема изменений объемных фракций диастолической емкости желудочка при физической нагрузке. Пояснения в тексте (по В. Л. Карпману с соавт., 1973)
ляла лишь 2—3 мл крови на каждые 100 кгм/мин увеличения нагрузки.
Если нагрузка длительна и интенсивность ее нарастает, то ударный объем уже больше не увеличивается (В. Веуедагй с соавт., 1960) или даже несколько уменьшается (см. табл. 1), и поддержание необходимого уровня кровообращения обеспечивается большей частотой сердечных сокращений.
Отмечается более низкий ударный объем у женщин по сравнению с мужчинами (соответственно 99 мл и 120 мл) во время нагрузки в положении лежа на спине (В. Веуе^агс!, 1963).
Сердечный выброс увеличивается главным образом за счет более полного опорожнения желудочков, т. е. путем использования резервного объема крови (5. К]е11Ьег& с соавт., 1949; Е. Азтиззеп и М. №е1зеп, 1955; В. В. Парин и Ф. 3. Меерсон, 1965, и др.). Схема, объясняющая механизм адаптации сердечного выброса и возрастающей физической нагрузки, приведена на рис. 2.
В состоянии покоя объем крови, содержащийся в желудочке во время диастолы, В. Л. Карпман с соавторами (1973) условно разделяет на три основные части: 1) систолический, или ударный, объем, 2) резервный, увеличивающий ударный объем при усилении сократительной функции миокарда, и 3) остаточный объем крови, который не может быть выброшен из желудочка даже при максимальной сократимости миокарда. В условиях легкой нагрузки ударный объем сердца быстро возрастает за счет использования резервного объема крови. По мере усиления нагрузки возможности использования резервного объема крови уменьшаются и прирост ударного объема значительно замедляется. С дальнейшим возрастанием мощности работы, когда полностью исчерпан резервный объем крови, ударный объем прекращает увеличиваться, а если нагрузки превышают максимальное потребление кислорода (аэроб-
12
ную способность), он уменьшается за счет снижения эффективности наполнения сердца при большой частоте сердечных сокращений.
МИНУТНЫЙ ОБЪЕМ СЕРДЦА
Минутный объем сердца (МОС) определяется ударным объемом сердца и частотой сердечных сокращений. Он зависит от положения тела, пола, возраста, условий внешней среды.
Во время физической нагрузки средней интенсивности в положении сидя и стоя минутный объем сердца примерно на 2 л/мин меньше, чем при выполнении той же нагрузки в положении лежа (см. табл. 1). Обусловлено это тенденцией к скоплению крови в сосудах нижних конечностей из-за действия силы притяжения.
Поскольку потребность в кислороде в обоих случаях одинакова, меньшая величина минутного объема сердца в вертикальном положении компенсируется повышением утилизации кислорода. При тяжелых физических нагрузках колебания минутного объема сердца, обусловленные разным положением тела, исчезают {К. МагсЬаИ, Л. ЗперЬегй, 1972).
В возрастании минутного объема кровообращения при физической нагрузке важную роль играет так называемый механизм мышечного насоса. Первое же сокращение активных мышц сопровождается сжатием в них вен, что немедленно приводит к увеличению оттока венозной крови из мышц нижних конечностей. Посткапиллярные сосуды (в основном вены) системного сосудистого русла (печень, селезенка и др.) также действуют как часть общей резервуарной системы, и сокращение их стенок увеличивает отток венозной крови (Л. ЗЬерпегс!, 1966). Все это способствует усиленному притоку крови к правому желудочку и быстрому заполнению сердца (К. МагсЬаИ, Л. 5ЬерЬегс1, 1972).
Рефлекторное увеличение напряжения стенок венозных сосудов мышц сохраняется в течение всего периода нагрузки и пропорционально степени ее тяжести, причем происходит оно на фоне расширения артериол в работающих мышцах (В. Веуе^агй и Л. ЗперЬега, 1965).
В течение первых нескольких минут ритмичной работы минутный объем сердца постепенно увеличивается до стабильного уровня, который зависит от интенсивности нагрузки и обеспечивает необходимый уровень потребления кислорода. После прекращения нагрузки минутный объем сердца уменьшается постепенно.
До сих пор окончательно не решен вопрос о роли частоты сердцебиений и ударного объема в возрастании минутного объема сердца при физических нагрузках. I. Непйегзоп с соавторами (1927), К. ЕизЬтег и Т. Шез1 (1957) придают ведущее значение частоте сердечных сокращений. В то же время В. МШег с соавторами (1962), Л. Зпуёег и Е. №оос! (1962), Н. Шагпег и А. ТогопЬ (1960) отмечают, что когда выключается механизм, увеличивающий частоту сердечных сокращений, для увеличения минутного
13
Нагрузка \легкая^ средняя , тяжелая\
объема сердца в соответствии с потребностями организма достаточно повышения ударного объема. А. Оиу1оп (1969) отмечает важную роль каждого из этих двух факторов в возрастании минутного объема сердца во время физических нагрузок.
Наблюдения показывают (В. Л. Карпман с соавт., 1973; Ь. Вгоипа и Е. КасНГогс!, 1960, и др.), что лишь при легких физических нагрузках увеличение минутного объема кровообращения происходит за счет увеличения ударного объема сердца и частоты сердечных сокращений. При тяжелых нагрузках оно обеспечивается главным образом за счет увеличения частоты сердечных сокращений (рис. 3).
Уменьшение максимального минутного объема кровообращения и максимального потребления кислорода по мере старения связано с возрастным снижением
частоты сердечных сокращений (Н. Уа1еп1ш с соавт., 1955 и др.). Максимальный минутный объем сердца зависит и от вида физической нагрузки. При максимальных по трудности упражнениях для рук минутный объем сердца составляет лишь 80 % от значений, получаемых при максимальной работе ногами в положении сидя (>!. 51епс1Ьегд с соавт., 1967).
КРОВЯНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Системное артериальное давление (АД) при переходе от состояния покоя к физической нагрузке повышается. Начальный период повышения систолического артериального давления при ритмичной работе длится 1—2 мин, после чего оно устанавливается на стабильном уровне, который зависит от интенсивности нагрузки.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66