Работа сердца при физической нагрузке

Частота и сила сердечных сокращений во время мышечной работы значительно возрастают. Мышечная работа лежа меньше учащает пульс, чем сидя или стоя.

Максимальное кровяное давление увеличивается до 200 мм рт. и более. Нарастание кровяного давления происходит в первые 3-5 мин от начала работы, а затем у сильных тренированных людей при длительной и интенсивной мышечной работе оно держится на относительно постоянном уровне благодаря тренированности рефлекторной саморегуляции. У слабых и нетренированных людей кровяное давление начинает падать уже во время работы благодаря отсутствию тренировки или недостаточной тренировке рефлекторной саморегуляции, что приводит к потере трудоспособности вследствие уменьшения кровоснабжения мозга, сердца, мускулатуры и других органов.

У людей, тренированных к мышечной работе, число сокращений сердца в покое меньше, чем у нетренированных, и, как правило, не больше 50-60 в минуту, а у особо тренированных – даже 40-42. Можно полагать, что это уменьшение сердцебиений обусловлено выражена у занимающихся физическими  упражнениями, развивающими выносливость. При редком ритме сердцебиений увеличена продолжительность фазы изометрического сокращения и диастолы. Длительность фазы изгнания почти не изменена.

Систолический объем в покое у тренированных такой же, как и у нетренированных, но по мере увеличения тренированности он уменьшается. Следовательно, у них уменьшается в покое и минутный объем. Однако у тренированных систолический объем в покое, как и у нетренированных, сочетается с увеличением полостей желудочков. Следует учесть, что полость желудочка содержит: 1) систолический объем, который выбрасывается при его сокращении, 2) резервный объем, который используется при мышечной деятельности и других состояниях, связанных с усилением кровоснабжения, и 3) остаточный объем, который почти не используется даже при самой интенсивной работе сердца. В отличие от нетренированных у тренированных особенно увеличен резервный объем, а систолический и остаточный почти одинаковы. Большой резервный объем у тренированных позволяет сразу увеличивать систолический выброс крови в начале работы. Брадикардия, удлинение фазы изометрическою напряжения, уменьшение систолического объема и другие изменения свидетельствуют об экономной деятельности сердца в покое, которая обозначается как регулируемая гиподинамия миокарда. При переходе от покоя к мышечной деятельности у тренированных сразу проявляется гипердинамия сердца, которая состоит в учащении сердечного ритма, увеличении систолы, укорочении или даже исчезновении фазы изометрического сокращения.

Минутный объем крови после тренировки возрастает, что зависит от увеличения систолического объема и силы сердечного сокращения, развития сердечной мышцы и улучшения ее питания.

Во время мышечной работы и пропорционально ее величине минутный объем сердца у человека возрастает до 25-30 дм3, а в исключительных случаях и до 40-50 дм3. Это увеличение минутного объема происходит (особенно у тренированных) главным образом за счет систолического объема, который у человека может достигать 200-220 см3. Менее значительную роль в увеличении минутного объема у взрослых людей играет учащение сердцебиений, которое особенно возрастает, когда систолический объем доходит до предела. Чем больше тренированность, тем относительно более мощную работу может выполнять человек при оптимальном учащении пульса до 170-180 в 1 мин. Учащение пульса выше этого уровня затрудняет наполнение сердца кровью и его кровоснабжение через венечные сосуды. При максимально интенсивной работе у тренированного, человека частота сердцебиений может доходить до 260-280 в минуту.

Во время мышечной работы увеличивается и кровоснабжение самой сердечной мышцы. Если через венечные сосуды сердца человека в покое протекает 200-250 см3 крови в 1 мин, то во время интенсивной мышечной работы количество крови, протекающей через венечные сосуды, доходит до 3,0-4,0 дм3 в 1 мин. При повышении кровяного давления на 50% через расширенные венечные сосуды протекает в 3 раза больше крови, чем в состоянии покоя. Расширение венечных сосудов происходит рефлекторно, а также вследствие накопления продуктов обмена веществ и поступления в кровь адреналина.

Повышение кровяного давления в дуге аорты и каротидном синусе рефлекторно расширяет венечные сосуды. Венечные сосуды расширяют волокна симпатических нервов сердца, возбуждаемые к а к адреналином, так и ацетилхолином.

У тренированных людей масса сердца возрастает прямо пропорционально развитию их скелетной мускулатуры. У тренированных мужчин объем сердца больше, чем у нетренированных, 100-300 см3, а у женщин — на 100 см3 и больше.

При мышечной работе увеличивается минутный объем и возрастает кровяное давление, и поэтому работа сердца составляет 9,8-24,5 кДж в час. Если человек выполняет мышечную работу в течении 8 часов в сутки, то сердце в течении суток производит работу примерно в 196-588 кДж. Иначе говоря, сердце в сутки выполняет работу, равную той, которую затрачивает человек массой в  70 кг при подъеме на 250-300 метров. Производительность сердца возрастает при мышечной деятельности не только за счет увеличения объема систолического выброса и увеличения частоты сердцебиений, но и большего ускорения циркуляции крови, так как скорость систолического выброса увеличивается в 4 раза и больше.

Учащение и усиление работы сердца и сужение кровеносных сосудов при мышечной работе происходит рефлекторно вследствие раздражения рецепторов скелетных  мышц при их сокращениях.