Гайморит

Работа сердца и физические нагрузки. Особенное сердце спортсмена: изменения и восстановление после прекращения тренировок

Физические нагрузки вызывают перестройки различных функций организма, особенности и степень которых зависят от мощности, характера двигательной деятельности, уровня здоровья и тренированности. О влиянии физических нагрузок на человека можно судить только на основе всестороннего учета совокупности реакций целостного организма, включая реакцию со стороны центральной нервной системы (ЦНС), сердечно-сосудистой системы (ССС), дыхательной системы, обмена веществ и др. Следует подчеркнуть, что выраженность изменений функций организма в ответ на физическую нагрузку зависит, прежде всего, от индивидуальных особенностей человека и уровня его тренированности. В основе развития тренированности, в свою очередь, лежит процесс адаптации организма к физическим нагрузкам. Адаптация - совокупность физиологических реакций, лежащая в основе приспособлений организма к изменению окружающих условий и направленная на сохранение относительного постоянства его внутренней среды - гомеостаза.

В понятиях «адаптация, адаптированность», с одной стороны, и «тренировка, тренированность», с другой стороны, много общих черт, главной из которых является достижение нового уровня работоспособности. Адаптация организма к физическим нагрузкам заключается в мобилизации и использовании функциональных резервов организма, совершенствовании имеющихся физиологических механизмов регуляции. Никаких новых функциональных явлений и механизмов в процессе адаптации не наблюдается, просто имеющиеся уже механизмы начинают работать совершеннее, интенсивнее и экономичнее (урежение сердцебиения, углубление дыхания и др.).

Процесс адаптации связан с изменениями в деятельности всего комплекса функциональных систем организма (сердечно-сосудистая, дыхательная, нервная, эндокринная, пищеварительная, сенсомоторная и др. системы). Разные виды физических упражнений предъявляют различные требования к отдельным органам и системам организма. Правильно организованный процесс выполнения физических упражнений создает условия для совершенствования механизмов, поддерживающих гомеостаз. В результате этого сдвиги, происходящие во внутренней среде организма, быстрее компенсируются, клетки и ткани становятся менее чувствительными к накоплению продуктов обмена веществ.

Среди физиологических факторов, определяющих степень адаптации к физическим нагрузкам, большое значение имеют показатели состояния систем, обеспечивающих транспорт кислорода, а именно - система крови и дыхательная система.

Кровь и кровеносная система

В организме взрослого человека содержится 5–6 л крови. В состоянии покоя 40–50 % ее не циркулирует, находясь в так называемом «депо» (селезенка, кожа, печень). При мышечной работе увеличивается количество циркулирующей крови (за счет выхода из «депо»). Происходит ее перераспределение в организме: большая часть крови устремляется к активно работающим органам: скелетным мышцам, сердцу, легким. Изменения в составе крови направлены на удовлетворение возросшей потребности организма в кислороде. В результате увеличения количества эритроцитов и гемоглобина повышается кислородная емкость крови, т. е. увеличивается количество кислорода, переносимого в 100 мл крови. При занятиях спортом увеличивается масса крови, повышается количество гемоглобина (на 1–3 %), увеличивается число эритроцитов (на 0,5–1 млн. в кубическом мм), возрастает количество лейкоцитов и их активность, что повышает сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям. В результате мышечной деятельности активизируется система свертывания крови. Это одно из проявлений срочной адаптации организма к воздействию физических нагрузок и возможным травмам с последующим кровотечением. Программируя «с опережением» такую ситуацию, организм повышает защитную функцию системы свертывания крови.

Двигательная деятельность оказывает существенное влияние на развитие и состояние всей системы кровообращения. В первую очередь, изменяется само сердце: увеличиваются масса сердечной мышцы и размеры сердца. У тренированных масса сердца составляет в среднем 500 г, у нетренированных - 300.

Сердце человека чрезвычайно легко поддается тренировке и как ни один другой орган нуждается в ней. Активная мышечная деятельность способствует гипертрофии сердечной мышцы и увеличению его полостей. Объем сердца у спортсменов больше на 30 %, чем у не занимающихся спортом. Увеличение объема сердца, особенно его левого желудочка, сопровождается повышением его сократительной способности, увеличением систолического и минутного объемов.

Физическая нагрузка способствует изменению деятельности не только сердца, но и кровеносных сосудов. Активная двигательная деятельность вызывает расширение кровеносных сосудов, снижение тонуса их стенок, повышение их эластичности. При физических нагрузках почти полностью раскрывается микроскопическая капиллярная сеть, которая в покое задействована всего на 30–40 %. Все это позволяет существенно ускорить кровоток и, следовательно, увеличить поступление питательных веществ и кислорода во все клетки и ткани организма.

Работа сердца характеризуется непрерывной сменой сокращений и расслаблений его мышечных волокон. Сокращение сердца называется систолой, расслабление - диастолой. Количество сокращений сердца за одну минуту - частота сердечных сокращений (ЧСС). В состоянии покоя у здоровых нетренированных людей ЧСС находится в пределах 60–80 уд/мин, у спортсменов - 45–55 уд/мин и ниже. Урежение ЧСС в результате систематических занятий физическими упражнениями называется брадикардией. Брадикардия препятствует «изнашиванию миокарда и имеет важное оздоровительное значение. На протяжении суток, в течение которых не было тренировок и соревнований, сумма суточного пульса у спортсменов на 15–20 % меньше, чем у лиц того же пола и возраста, не занимающихся спортом.

Мышечная деятельность вызывает учащение сердцебиения. При напряженной мышечной работе ЧСС может достигать 180–215 уд/мин. Следует отметить, что увеличение ЧСС имеет прямо пропорциональную зависимость с мощностью мышечной работы. Чем больше мощность работы, тем выше показатели ЧСС. Тем не менее, при одинаковой мощности мышечной работы ЧСС у менее подготовленных лиц значительно выше. Кроме того, при выполнении любой двигательной деятельности ЧСС изменяется в зависимости от пола, возраста, самочувствия, условий занятий (температура, влажность воздуха, время суток и т. д.).

При каждом сокращении сердца кровь выбрасывается в артерии под большим давлением. В результате сопротивления кровеносных сосудов ее передвижение в них создается давлением, называемое кровяным давлением. Наибольшее давление в артериях называют систолическим или максимальным, наименьшее - диастолическим или минимальным. В состоянии покоя у взрослых людей систолическое давление составляет 100–130 мм рт. ст., диастолическое - 60–80 мм рт. ст. По данным Всемирной организации здравоохранения, артериальное давление до 140/90 мм рт. ст. является нормотоническим, выше этих величин - гипертоническим, а ниже 100–60 мм рт. ст. - гипотоническим. В процессе выполнения физических упражнений, а также после окончания тренировки, артериальное давление обычно повышается. Степень его повышения зависит от мощности выполненной физической нагрузки и уровня тренированности человека. Диастолическое давление изменяется менее выражено, чем систолическое. После длительной и очень напряженной деятельности (например, участие в марафоне) диастолическое давление (в некоторых случаях и систолическое) может быть меньше, чем до выполнения мышечной работы. Это обусловлено расширением сосудов в работающих мышцах.

Важными показателями производительности сердца являются систолический и минутный объем. Систолический объем крови (ударный объем) - это количество крови, выбрасываемой правым и левым желудочками при каждом сокращении сердца. Систолический объем в покое у тренированных - 70–80 мл, у нетренированных - 50–70 мл. Наибольший систолический объем наблюдается при ЧСС 130–180 уд/мин. При ЧСС свыше 180 уд/мин он сильно снижается. Поэтому наилучшие возможности для тренировки сердца имеют физические нагрузки в режиме 130–180 уд/мин. Минутный объем крови - количество крови, выбрасываемое сердцем за одну минуту, зависит от ЧСС и систолического объема крови. В состоянии покоя минутный объем крови (МОК) составляет в среднем 5–6 л, при легкой мышечной работе увеличивается до 10–15 л, при напряженной физической работе у спортсменов может достигать 42 л и более. Увеличение МОК при мышечной деятельности обеспечивает повышенную потребность органов и тканей в кровоснабжении.

Дыхательная система

Изменения показателей дыхательной системы при выполнении мышечной деятельности оцениваются по частоте дыхания, жизненной емкости легких, потреблением кислорода, кислородным долгом и другими более сложными лабораторными исследованиями. Частота дыхания (смена вдоха и выдоха и дыхательной паузы) - количество дыханий в одну минуту. Определение частоты дыхания производится по спирограмме или по движению грудной клетки. Средняя частота у здоровых лиц 16–18 в минуту, у спортсменов - 8–12. При физической нагрузке частота дыхания увеличивается в среднем в 2–4 раза и составляет 40–60 дыхательных циклов в минуту. С учащением дыхания неизбежно уменьшается его глубина. Глубина дыхания - это объем воздуха спокойного вдоха и ли выдоха при одном дыхательном цикле. Глубина дыхания зависит от роста, веса, размера грудной клетки, уровня развития дыхательных мышц, функционального состояния и степени тренированности человека. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - наибольший объем воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха. У женщин ЖЕЛ составляет в среднем 2,5–4 л, у мужчин - 3,5–5 л. Под влиянием тренировки ЖЕЛ возрастает, у хорошо тренированных спортсменов она достигает 8 л. Минутный объем дыхания (МОД) характеризует функцию внешнего дыхания, определяется произведением частоты дыхания на дыхательный объем. В покое МОД составляет 5–6 л, при напряженной физической нагрузке возрастает до 120–150 л/мин и более. При мышечной работе ткани, особенно скелетные мышцы, требуют значительно больше кислорода, чем в покое, и вырабатывают больше углекислого газа. Это приводит к увеличению МОД, как за счет учащения дыхания, так и вследствие увеличения дыхательного объема. Чем тяжелее работа, тем относительно больше МОД (табл. 2.2).

Таблица 2.2

Средние показатели реакции сердечно-сосудистой

и дыхательной систем на физическую нагрузку

Параметры		При интенсивной физической нагрузке
Частота сердечных сокращений	50–75 уд/мин	160–210 уд/мин
Систолическое артериальное давление	100–130 мм рт. ст.	200–250 мм рт. ст.
Систолический объем крови		150–170 мл и выше
Минутный объем крови (МОК)		30–35 л/мин и выше
Частота дыхания	14 раз/мин	60–70 раз/мин
Альвеолярная вентиляция (эффективный объем)		120 л/мин и более
Минутный объем дыхания		120–150 л/мин

Максимальное потребление кислорода (МПК) является основным показателем продуктивности как дыхательной, так и сердечно-сосудистой (в целом - кардио-респираторной) систем. МПК - это наибольшее количество кислорода, которое человек способен потребить в течение одной минуты на 1 кг веса. МПК измеряется количеством миллилитров за 1 мин на 1 кг веса (мл/мин/кг). МПК является показателем аэробной способности организма, т. е. способности совершать интенсивную мышечную работу, обеспечивая энергетические расходы за счет кислорода, поглощаемого непосредственно во время работы. Величину МПК можно определить математическим расчетом, используя специальные номограммы; можно в лабораторных условиях при работе на велоэргометре или восхождении на ступеньку. МПК зависит от возраста, состояния сердечно-сосудистой системы, массы тела. Для сохранения здоровья необходимо обладать способностью потреблять кислород как минимум на 1 кг - женщинам не менее 42 мл/мин, мужчинам - не менее 50 мл/мин. Когда в клетки тканей поступает меньше кислорода, чем нужно для полного обеспечения потребности в энергии, возникает кислородное голодание, или гипоксия.

Кислородный долг - это количество кислорода, которое требуется для окисления продуктов обмена веществ, образовавшихся при физической работе. При интенсивных физических нагрузках, как правило, наблюдается метаболический ацидоз различной степени выраженности. Его причиной является «закисление» крови, т. е. накопление в крови метаболитов обмена веществ (молочной, пировиноградной кислот и др.). Для ликвидации этих продуктов обмена нужен кислород - создается кислородный запрос. Когда кислородный запрос выше потребления кислорода в данный момент, образуется кислородный долг. Нетренированные люди способны продолжить работу при кислородном долге 6–10 л, спортсмены могут выполнять такую нагрузку, после которой возникает кислородный долг в 16–18 л и более. Кислородный долг ликвидируется после окончания работы. Время его ликвидации зависит от длительности и интенсивности предыдущей работы (от нескольких минут до 1,5 ч).

Пищеварительная система

Систематически выполняемые физические нагрузки повышают обмен веществ и энергии, увеличивают потребность организма в питательных веществах, стимулирующих выделение пищеварительных соков, активизируют перистальтику кишечника, повышают эффективность процессов пищеварения.

Однако при напряженной мышечной деятельности могут развиваться тормозные процессы в пищеварительных центрах, уменьшающие кровоснабжение различных отделов желудочно-кишечного тракта и пищеварительных желез в связи с тем, что необходимо обеспечивать кровью усиленно работающие мышцы. В то же время сам процесс активного переваривания обильной пищи в течение 2–3 ч после ее приема снижает эффективность мышечной деятельности, так как органы пищеварения в этой ситуации оказываются как бы более нуждающимися в усиленном кровообращении. Кроме того, наполненный желудок приподнимает диафрагму, тем самым, затрудняя деятельность органов дыхания и кровообращения. Вот почему физиологическая закономерность требует принимать пишу за 2,5–3,5 ч до начала тренировки, и через 30–60 минут после нее.

Выделительная система

При мышечной деятельности значительна роль органов выделения, которые выполняют функцию сохранения внутренней среды организма. Желудочно-кишечный тракт выводит остатки переваренной пищи; через легкие удаляются газообразные продукты обмена веществ; сальные железы, выделяя кожное сало, образуют защитный, смягчающий слой на поверхности тела; слезные железы обеспечивают влагу, смачивающую слизистую оболочку глазного яблока. Однако основная роль в освобождении организма от конечных продуктов обмена веществ принадлежит почкам, потовым железам и легким.

Почки поддерживают в организме необходимую концентрацию воды, солей и других веществ; выводят конечные продукты белкового обмена; вырабатывают гормон ренин, влияющий на тонус кровеносных сосудов. При больших физических нагрузках потовые железы и легкие, увеличивая активность выделительной функции, значительно помогают почкам в выводе из организма продуктов распада, образующихся при интенсивно протекающих процессах обмена веществ.

Нервная система в управлении движениями

При управлении движениями ЦНС осуществляет очень сложную деятельность. Для выполнения четких целенаправленных движений необходимо непрерывное поступление в ЦНС сигналов о функциональном состоянии мышц, о степени их сокращения и расслабления, о позе тела, о положении суставов и угла сгиба в них. Вся эта информация передается от рецепторов сенсорных систем и особенно от рецепторов двигательной сенсорной системы, расположенных в мышечной ткани, сухожилиях, суставных сумках. От этих рецепторов по принципу обратной связи и по механизму рефлекса ЦНС поступает полная информация о выполнении двигательного действия и о сравнении ее с заданной программой. При многократном повторении двигательного действия импульсы от рецепторов достигают двигательных центров ЦНС, которые соответственным образом меняют свою импульсацию, идущую к мышцам, с целью совершенствования разучиваемого движения до уровня двигательного навыка.

Двигательный навык - форма двигательной деятельности, выработанная по механизму условного рефлекса в результате систематических упражнений. Процесс формирования двигательного навыка проходит три фазы: генерализации, концентрации, автоматизации.

Фаза генерализации характеризуется расширением и усилением процессов возбуждения, в результате чего в работу вовлекаются лишние группы мышц, а напряжение работающих мышц оказывается неоправданно большим. В этой фазе движения скованы, неэкономичны, неточны и плохо координированы.

Фаза концентрации характеризуется снижением процессов возбуждения благодаря дифференцированному торможению, концентрируясь в нужных зонах головного мозга. Исчезает излишняя напряженность движений, они становятся точными, экономичными, выполняются свободно, без напряжения, стабильно.

В фазе автоматизации навык уточняется и закрепляется, выполнение отдельных движений становится как бы автоматическим и не требует контроля сознания, которое может быть переключено на окружающую обстановку, поиск решений и т. п. Автоматизированный навык отличается высокой точностью и стабильностью всех составляющих его движений.

Вопрос 1 Фазы сердечного цикла и их изменения при физической нагрузке. 3

Вопрос 2 Моторика и секреция толстого кишечника. Всасывание в толстом кишечнике, влияние мышечной работы на процессы пищеварения. 7

Вопрос 3 Понятие о дыхательном центре. Механизмы регуляции дыхания. 9

Вопрос 4 Возрастные особенности развития двигательного аппарата у детей и подростков 11

Список использованной литературы.. 13

Вопрос 1 Фазы сердечного цикла и их изменения при физической нагрузке

В сосудистой системе кровь движется благодаря градиенту давления: от высокого к более низкому. Давление крови определяется силой, с которой кровь, находящаяся в сосуде (полости сердца), давит во все стороны, в том числе и на стенки этого сосуда. Желудочки являются той структурой, которая и создает указанный градиент.

Циклически повторяемая смена состояний расслабления (диастолы) и сокращения (систолы) сердца именуется сердечным циклом. При частоте сокращений сердца 75 в минуту продолжительность всего цикла составляет около 0,8 с.

Сердечный цикл рассматривать удобнее, начиная с конца общей диастолы предсердий и желудочков. При этом отделы сердца находятся в следующем состоянии: полулунные клапаны закрыты, а атриовентрикулярные - открыты. Кровь из вен поступает свободно и полностью заполняет полости предсердий и желудочков. Давление крови в них так же, как и в близлежащих венах, около 0 мм рт. ст.

Возбуждение, зародившееся в синусном узле, в первую очередь поступает к миокарду предсердий, так как передача его желудочкам в верхней части атриовентрикулярного узла задерживается. Поэтому вначале происходит систола предсердий (0,1 с). При этом сокращение мышечных волокон, расположенных вокруг устьев вен, перекрывает их. Образуется замкнутая атриовентрикулярная полость. При сокращении миокарда предсердий давление в них повышается до 3-8 мм рт. ст. В результате часть крови из предсердий через открытые атриовентрикулярные отверстия переходит в желудочки, доводя объем крови в них до 110- 140 мл (конечно-диастолический объем желудочков - КДО). При этом за счет поступившей дополнительной порции крови полость желудочков несколько растягивается, что особенно выражено в продольном направлении их. После этого начинается систола желудочков, а у предсердий - диастола.

После атриовентрикулярной задержки (около 0,1 с) возбуждение по волокнам проводящей системы распространяется на кардиомиоциты желудочков, и начинается систола желудочков, продолжающаяся около 0,33 с. Систолу желудочков подразделяют на два периода, а каждый из них - на фазы.

Первый период - период напряжения - продолжается до тех пор, пока не откроются полулунные клапаны. Для их открытия давление крови в желудочках необходимо поднять до уровня, большего, чем в соответствующих артериальных стволах. При этом давление, которое регистрируется в конце диастолы желудочков и именуется диастолическим давлением, в аорте составляет около 70-80 мм рт. ст., а в легочной артерии - 10-15 мм рт. ст. Период напряжения продолжается около 0,08 с.

Начинается он с фазы асинхронного сокращения (0,05 с), так как не все волокна желудочков начинают сокращаться одновременно. Первыми сокращаются кардиомиоциты, находящиеся вблизи волокон проводящей системы. Затем следует фаза изометрического сокращения (0,03 с), которая характеризуется вовлечением в сокращение всего миокарда желудочков.

Начало сокращения желудочков приводит к тому, что при еще закрытых полулунных клапанах кровь устремляется в область наименьшего давления - обратно в сторону предсердий. Находящиеся на ее пути атриовентрикулярные клапаны током крови захлопываются. От вывихивания в предсердия их удерживают сухожильные нити, а сокращающиеся папиллярные мышцы создают еще больший упор. В результате на какое-то время возникают замкнутые полости желудочков. И пока сокращение желудочков не поднимет давление крови в них выше уровня, необходимого для открытия полулунных клапанов, существенного укорочения длины волокон не происходит. Повышается лишь их внутреннее напряжение.

Второй период - период изгнания крови - начинается с открытия клапанов аорты и легочной артерии. Он длится 0,25 с и состоит из фаз быстрого (0,1 с) и медленного (0,13 с) изгнания крови. Аортальные клапаны открываются при давлении около 80 мм рт. ст., а легочные- 10 мм рт. ст. Относительно узкие отверстия артерий не в состоянии сразу пропустить весь объем выбрасываемой крови (70 мл), и поэтому развивающееся сокращение миокарда приводит к дальнейшему увеличению давления крови в желудочках. В левом оно повышается до 120-130 мм рт. ст., а в правом - до 20-25 мм рт. ст. Создающийся высокий градиент давления между желудочком и аортой (легочной артерией) способствует быстрому выбрасыванию части крови в сосуд.

Однако сравнительно небольшая пропускная способность сосудов, в которых и до этого была кровь, приводит к их переполнению. Теперь давление растет уже в сосудах. Градиент давления между желудочками и сосудами постепенно уменьшается, по мере чего скорость изгнания крови замедляется.

В связи с более низким диастолическим давлением в легочной артерии, открытие клапанов и изгнание крови из правого желудочка начинаются несколько раньше, чем из левого. А более низкий градиент приводит к тому, что изгнание крови заканчивается несколько позже. Поэтому систола правого желудочка на 10-30 мс продолжительнее систолы левого.

Наконец, когда давление в сосудах повышается до уровня давления в полости желудочков, изгнание крови заканчивается. К этому времени сокращение желудочков прекращается. Начинается их диастола, продолжающаяся около 0,47 с. Обычно к концу систолы в желудочках остается еще около 40-60 мл крови (конечно-систолический объем - КСО). Прекращение изгнания приводит к тому, что находящаяся в сосудах кровь обратным током захлопывает полулунные клапаны. Это состояние именуется протодиастолическим интервалом (0,04 с). Затем происходит спад напряжения - изометрический период расслабления (0,08 с).

К этому времени предсердия уже полностью заполнены кровью. Диастола предсердий продолжается около 0,7 с. Наполняются предсердия главным образом пассивно притекающей по венам кровью. Но можно выделить и «активный» компонент, проявляющийся в связи с частичным совпадением их диастолы с систолой желудочков. При сокращении последних плоскость атриовентрикулярной перегородки смещается в направлении к верхушке сердца, что создает присасывающий эффект.

Когда напряжение стенки желудочков спадает и давление в них падает до 0, атриовентрикулярные клапаны током крови открываются. Кровь, заполняющая желудочки, постепенно расправляет их. Период наполнения желудочков кровью можно разделить на фазы быстрого и медленного наполнения. Перед началом нового цикла (систолы предсердий) желудочки, как и предсердия, успевают полностью заполниться кровью. Поэтому за счет поступления крови при систоле предсердий внутрижелудочковый объем увеличивается примерно на 20-30%. Но этот вклад существенно возрастает при интенсификации работы сердца, когда укорачивается общая диастола, и кровь не успевает в достаточной степени заполнить желудочки.

При физической работе активируется деятельность сердечно-сосудистой системы и, таким образом, более полно удовлетворяется увеличенная потребность работающих мышц в кислороде, а образующееся тепло с током крови отводится от работающей мышцы в те участки организма, где происходит его отдача. Через 3-6 мин после начала легкой работы возникает стационарное (устойчивое) повышение частоты сердечных сокращений, которое обусловлено иррадиацией возбуждения из моторной зоны коры на сердечно-сосудистый центр продолговатого мозга и поступлением активирующих импульсов к этому центру от хеморецепторов работающих мышц. Активация мышечного аппарата усиливает кровоснабжение в работающих мышцах, которое достигает максимума уже через 60-90 с после начала работы. При легкой работе формируется соответствие между кровотоком и метаболическими потребностями мышцы. По ходу легкой динамической работы начинает доминировать аэробный путь ресинтеза АТФ с использованием в качестве энергетических субстратов глюкозы, жирных кислот и глицерина. При тяжелой динамической работе частота сердечных сокращений увеличивается до максимума по мере развития утомления. Кровоток в работающих мышцах возрастает в 20-40 раз. Однако доставка к мышцам О 3 отстает от потребностей мышечного метаболизма, и часть энергии образуется за счет анаэробных процессов.

Вопрос 2 Моторика и секреция толстого кишечника. Всасывание в толстом кишечнике, влияние мышечной работы на процессы пищеварения

Двигательная активность толстого кишечника имеет особенности, которые обеспечивают накопление химуса, его сгущение за счет всасывания воды, формирование каловых масс и их удаление из организма во время дефекации.

О временных характеристиках процесса передвижения содержимого по отделам желудочно-кишечного тракта судят по перемещению рентгено-контрастного вещества (например, сернокислого бария). После приема оно начинает поступать в слепую кишку через 3-3,5 ч. В течение 24 ч происходит заполнение толстой кишки, которая освобождается от контрастной массы через 48-72 ч.

Начальным отделам толстой кишки свойственны очень медленные малые маятникообразные сокращения. С их помощью осуществляется перемешивание химуса, что ускоряет всасывание воды. В поперечной ободочной и сигмовидной кишке наблюдаются большие маятникообразные сокращения, вызванные возбуждением большого количества продольных и циркулярных мышечных пучков. Медленное перемещение содержимого толстой кишки в дистальном направлении осуществляется благодаря редким перистальтическим волнам. Задержке химуса в толстой кишке способствуют антиперистальтические сокращения, которые перемещают содержимое в ретроградном направлении и тем самым способствуют всасыванию воды. Сгущенный обезвоженный химус накапливается в дистальном отделе толстой кишки. Этот участок кишки отделяется от вышележащего, заполненного жидким химусом, перетяжкой, вызванной сокращением циркулярных мышечных волокон, что является выражением сегментации.

При заполнении поперечной ободочной кишки сгущенным плотным содержимым усиливается раздражение механорецепторов ее слизистой оболочки на значительной площади, что способствует возникновению мощных рефлекторных пропульсивных сокращений, перемещающих большой объем содержимого в сигмовидную и прямую кишку. Поэтому подобного рода сокращения называются масс-сокращениями. Прием пищи ускоряет возникновение пропульсивных сокращений за счет осуществления желудочно-ободочного рефлекса.

Перечисленные фазные сокращения толстой кишки осуществляются на фоне тонических сокращений, которые в норме продолжаются от 15 с от 5 мин.

В основе моторики толстой кишки, как и тонкой, лежит способность мембраны гладкомышечных элементов к спонтанной деполяризации. Характер же сокращений и их координация зависят от влияний эфферентных нейронов интраорганной нервной системы и вегетативного отдела ЦНС.

Всасывание питательных веществ в толстой кишке в нормальных физиологических условиях незначительно, так как большая часть питательных веществ уже всосалась в тонкой кишке. Велики размеры всасывания в толстой кишке воды, что имеет существенное значение в формировании кала.

В толстой кишке в небольших количествах могут всасываться глюкоза, аминокислоты и некоторые другие легко всасываемые вещества.

Сокоотделение в толстом кишечнике является в основном реакцией в ответ на местное механическое раздражение слизистой оболочки химусом. Сок толстой кишки состоит из плотной и жидкой компонент. Плотная компонента включает в себя слизистые комочки, состоящие из слущенных эпителиоцитов, лимфоидных клеток и слизи. Жидкая компонента имеет рН 8,5-9,0. Ферменты сока содержатся в основном в слущенных эпителиоцитах, при распаде которых их ферменты (пентидазы, амилаза, липаза, нуклеаза, катепсины, щелочная фосфатаза) поступают в жидкую компоненту. Содержание ферментов в соке толстой кишки и их активность значительно ниже, чем в соке тонкого кишечника. Но имеющихся ферментов достаточно для завершения гидролиза в проксимальных отделах толстой кишки остатков непереваренных пищевых веществ.

Регуляция сокоотделения слизистой оболочки толстого кишечника осуществляется в основном за счет энтеральных местных нервных механизмов.

Похожая информация.

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 дм 3 , а в исключительных случаях и до 40-50 дм 3 . Это увеличение минутного объема происходит (особенно у тренированных) главным образом за счет систолического объема, который у человека может достигать 200-220 см 3 . 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.

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 см 3 , а у женщин - на 100 см 3 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.

Сердечно - сосудистая система во время физической нагрузки повышает свои требования. Потребность кислороде активных мышц резко возрастает, используется больше питательных веществ, ускоряются метаболические процессы, поэтому возрастает количество продуктов распада. При продолжительной нагрузке, а также при выполнении физической нагрузки в условиях высокой температуры повышается температура тела. При интенсивной нагрузке увеличивается концентрация ионов водорода в мышцах и крови, что вызывает снижение рН крови.

Во время нагрузки происходят многочисленные изменения в сердечно - сосудистой системе. Все они направлены на выполнение одного задания: позволить системе удовлетворить возросшие потребности, обеспечив максимальную эффективность ее функционирования. Чтобы лучше понять происходящие изменения, нам необходимо более внимательно рассмотреть определенные функции сердечно- сосудистой системы. Мы изучим изменения всех компонентов системы, обратив особое внимание на частоту сердечных сокращений; систолический объем крови; сердечный выброс; кровоток; артериальное давление; кровь.

ЧАСТОТА СЕРДЕЧНЫХ СОКРАЩЕНИЙ. Частота - сердечных сокращений - наиболее простой и наиболее информативный параметр сердечно - сосудистой системы. Измерение его включает определения пульса, обычно в области запястья или сонной артерии. ЧСС отражает количество работы, которую должно выполнить сердце, чтобы удовлетворить повышенные требования организма при его вовлечении в физическую деятельность. Чтобы лучше разобраться, сравним ЧСС в покое и при физической нагрузке. Частота сердечных сокращений в покое. Средняя ЧСС в покое составляет 60-80 ударов в минуту. У людей среднего возраста, у малоподвижных и у тех, кто не занимается мышечной деятельностью, ЧСС в покое может превышать 100 ударов в минуту. У отлично подготовленных спортсменов, занимающихся видами спорта, требующими проявления выносливости, ЧСС в покое составляет 28-40 ударов в минуту. ЧСС обычно снижается с возрастом. На частоту сердечных сокращений также влияют факторы окружающей среды, например, она увеличивается в условиях высокой температуры и высокогорья. Уже до начала упражнения ЧСС, как правило, превышает обычный показатель в покое. Это так называемая предстартовая реакция. Она возникает вследствие выделения нейромедиатора норадреналина симпатической нервной системы и гормона адреналина надпочечниками. По-видимому, снижается также вагусный тонус. Поскольку ЧСС перед выполнением упражнения, как правило, повышена, определение ее в покое следует осуществлять только в условиях полного расслабления, например утром, перед тем как встать с постели после спокойного сна. Частоту сердечных сокращений перед выполнением упражнения нельзя считать ЧСС в покое.

Частота сердечных сокращений при физической нагрузке.

Когда вы начинаете выполнять упражнения, ЧСС быстро возрастает пропорционально интенсивности нагрузки. Когда интенсивность работы точно контролируется и измеряется (например, на велоэргометре), показатель потребления кислорода можно предсказать. Следовательно, выражение интенсивности физической работы или упражнения в показателях потребления кислорода является не только точным, но и наиболее подходящим при обследовании как различных людей, так и одного того же человека в разных условиях.

Максимальная частота сердечных сокращений. ЧСС увеличивается пропорционально возрастанию интенсивности физической нагрузки практически до момента крайнего утомления (изнеможения). По мере приближения этого момента ЧСС начинает стабилизироваться. Это означает, что достигнут максимальный уровень ЧСС. Максимальная частота сердечных сокращений - максимальный показатель, достигаемый при максимальном усилии перед моментом крайней усталости. Это очень надежный показатель, который остается постоянным изо дня в день и изменяется незначительно только с возрастом из года в год.

Максимальную ЧСС можно определять, учитывая возраст, поскольку она снижается примерно на один удар в год, начиная с возраста 10-15 лет. Вычтя возраст из 220 мы получим приближенный средний показатель максимальной ЧСС. Следует, однако, отметить, что индивидуальные показатели максимальной ЧСС могут отличаться от полученного таким образом среднего показателя довольно значительно. Например, у 40-летнего человека средний показатель максимальной ЧСС будет 180 ударов в минуту.

Однако из всех 40-летних людей 68% будут иметь показатель максимальной ЧСС в пределах 168-192 ударов в минуту, а у 95% этот показатель будет колебаться в пределах 156-204 ударов в минуту. Этот пример демонстрирует возможность ошибки при оценке максимальной ЧСС человека.

Устойчивая частота сердечных сокращений. При постоянных субмаксимальных уровнях физической нагрузки ЧСС увеличивается относительно быстро, пока не достигнет плато - устойчивой ЧСС, оптимальной для удовлетворения потребностей кровообращения при данной интенсивности работы. При каждом последующем увеличении интенсивности ЧСС достигает нового устойчивого показателя в течении 1-2 мин. Вместе с тем чем выше интенсивность нагрузки, тем больше времени требуется для достижения этого показателя.

Понятие устойчивости ЧСС легло в основу ряда тестов, разработанных для оценки физической подготовленности. В одном из этих тестов испытуемых помещали на прибор типа велоэргометра, и они выполняли работу при двух-трех стандартизированных интенсивностях. Отличавшиеся лучшей физической подготовленностью, исходя из их кардио - респираторной выносливости, имели более низкие показатели устойчивой ЧСС при данной интенсивности работы по сравнению с менее физически подготовленными. Таким образом, этот показатель - эффективный индикатор производительности сердца: более низкая ЧСС свидетельствует о более производительном сердце.

Когда упражнение выполняются с постоянной интенсивностью в течении продолжительного времени, особенно в условиях высокой температуры воздуха, ЧСС повышается, вместо демонстрации устойчивого показателя. Эта реакция является частью феномена, который называется сердечно - сосудистым сдвигом.

СИСТОЛИЧЕСКИЙ ОБЪЕМ КРОВИ.

Систолический объем крови также увеличивается во время нагрузки, обеспечивая более эффективную работу сердца. Общеизвестно, что при почти максимальной и максимальной интенсивности нагрузки систолический объем является главным показателем кардио - респираторной выносливости. Рассмотрим, что лежит в основе этого.

Систолический объем определяют четыре фактора:

1) объем венозной крови, возвращаемой в сердце;

2) растяжимость желудочков или их способность увеличиваться;

3) сократительная способность желудочков;

4) давление в аорте или давление в легочной артерии (давление, которое должно преодолевать сопротивление желудочков в процессе сокращения).

Первые два фактора влияют на возможности заполнения желудочков кровью, определяя, какой объем крови имеется для их заполнения, а также, с какой легкостью они заполняются при данном давлении. Два последних фактора влияют на способность выталкивания из желудочков, определяя силу, с которой кровь выбрасывается, а также давление, которое она должна преодолеть, продвигаясь по артериям. Эти четыре фактора непосредственно контролируют изменения систолического объема, обусловленные увеличением интенсивности нагрузки.

Увеличение систолического объема с нагрузкой.

Ученые сошлись на том, что величина систолического объема во время нагрузки превышает показатели в состоянии покоя. Вместе с тем приводятся весьма противоречивые данные об изменении систолического объема при переходе от работы очень низкой интенсивности к работе максимальной интенсивности или к работе до возникновения крайней усталости. Большинство ученых считают, что систолический объем увеличивается с увеличением интенсивности работы, но только до 40-60 % максимальной. Считают, что при указанной интенсивности показатель систолического объема крови демонстрирует плато и не изменяется даже при достижении момента возникновения крайней усталости.

Когда тело находится в вертикальном положении, систолический объем крови увеличивается почти вдвое по сравнению с показателем в состоянии покоя, достигая максимальных значений при мышечной деятельности. Например, у физически активных, но нетренированных людей, он увеличивается от 50-60 мл в состоянии покоя до 100-120 мл при максимальной нагрузке. У отлично подготовленных спортсменов, занимающихся видами спорта, требующими проявления выносливости, показатель систолического объема может повышаться от 80-110 мл в состоянии покоя до 160-200 мл при максимальной нагрузке. При выполнении упражнения в положении супинации (например, плавание) систолический объем также увеличивается, но не столь выражено - на 20-40%. Почему существует такое различие, обусловленное разными положениями тела?

Когда тело находится в положении супинации, кровь не скапливается в нижних конечностях. Она быстрее возвращается в сердце, что и обусловливает более высокие показатели систолического объема в состоянии покоя в горизонтальном положении (супинация). Поэтому увеличение систолического объема при максимальной нагрузке не столь велико при горизонтальном положении тела по сравнению с вертикальным. Интересно, что максимальный показатель систолического объема, который может быть достигнут при выполнении упражнения в вертикальном положении, лишь ненамного превышает показатель в горизонтальном положении. Увеличение систолического объема при низкой или средней интенсивности работы в основном направлено на компенсирование силы тяжести.

Объяснение увеличения систолического объема крови.

Общеизвестно, что систолический объем крови увеличивается при переходе от состояния покоя к выполнению нагрузки, однако до последнего времени механизм этого увеличения не изучен. Одним из возможных механизмов может быть закон Франка - Старлинга, согласно которому главным фактором, регулирующим систолический объем крови, является степень растяжимости желудочков: чем сильнее растягивается желудочек, тем с большей силой он сокращается.

Некоторые более новые приборы диагностики функции сердечно - сосудистой системы позволяют точно определить изменения систолического объема при нагрузках. Метод эхокардиографии и радионуклидный метод с успехом применяли, чтобы определить, как реагируют камеры сердца на повышенную потребность в кислороде во время нагрузки. Оба метода обеспечивают получение постоянного изображения сердца в состоянии покоя, а также при почти максимальных интенсивностях нагрузки.

Для реализации механизма Франка - Старлинга необходимо, чтобы объем крови, поступающий в желудочек, возрастал. Чтобы это произошло, должен увеличиться венозный возврат крови в сердце. Это может быстро осуществиться при перераспределении крови вследствие симпатической активации артерий и артериол в неактивных участках тела и общей симпатической активации венозной системы. Кроме того, во время нагрузки мышцы более активны, поэтому их насосное действие также увеличивается. Кроме того, более интенсивными становится дыхание, поэтому повышается внутригрудное и внутрибрюшное давление. Все эти изменения усиливают венозный возврат.

Во время нагрузки сердечный выброс увеличивается, главным образом для того, чтобы удовлетворить возросшую потребность работающих мышц в кислороде.

КРОВОТОК.

Сердечно - сосудистая система еще более эффективна с точки зрения снабжения кровью тех участков, которые в этом нуждаются. Вспомним, что система сосудов способна перераспределять кровь, снабжая ею наиболее нуждающиеся участки. Рассмотрим изменения кровотока во время нагрузки.

Перераспределение крови во время физической нагрузки. При переходе от состояния покоя к выполнению физической нагрузки структура кровотока заметно изменяется. Под воздействием симпатической нервной системы кровь отводится из участков, где ее наличие необязательно, и направляется в участки, принимающие активное участие в выполнении упражнения. В состоянии покоя сердечный выброс в мышцах составляет всего 15-20%, а при интенсивных физических нагрузках - 80-85%. Кровоток в мышцах увеличивается главным образом за счет уменьшения кровоснабжения почек, печени, желудка и кишечника.

По мере повышения температуры тела вследствие выполнения упражнения либо высокой температуры воздуха значительно большее количество крови направляется к коже, чтобы перенести тепло из глубины тела к периферии, откуда тепло выделяется во внешнюю среду. Увеличение кожного кровотока означает, что кровоснабжение мышц снижено. Этим, кстати, объясняются более низкие результаты в большинстве видов спорта, требующих проявления выносливости в жаркую погоду.

С началом упражнения активные скелетные мышцы начинают испытывать возрастающую потребность в кровотоке, которая удовлетворяется путем общей симпатической стимуляции сосудов тех участков, в которые кровоток предстоит ограничить. Сосуды в этих участках суживаются и кровоток направляется к скелетным мышцам, испытывающим потребность в дополнительном количестве крови. В скелетных мышцах симпатическая стимуляция суживающих стенок сосудов волокон ослабевает, а симпатическая стимуляция сосудорасширяющих волокон увеличивается. Таким образом, сосуды расширяются и в активные мышцы поступает дополнительное количество крови.

Сердечно - сосудистый сдвиг.

При продолжительной нагрузке, а также выполнении работы в условиях повышенной температуры воздуха объем крови понижается вследствие потери организмом жидкости, обусловленной потением и общим перемещением жидкости из крови в ткани. Это - отек. При постепенном снижении общего объема крови по мере увеличения продолжительности нагрузки и перемещении большего количества крови к периферии с целью охлаждения давления сердечного наполнения снижается. Это уменьшает венозный возврат в правую часть сердца, что, в свою очередь, снижает систолический объем. Пониженный систолический объем компенсируется увеличением ЧСС, направленным на сохранение величины сердечного выброса.

Эти изменения представляют собой так называемый сердечно - сосудистый сдвиг, позволяющий продолжать упражнения низкой или средней интенсивности. Вместе с тем организм неспособен полностью компенсировать пониженный систолический объем при высоких интенсивностях физической нагрузки, так как максимальная ЧСС достигается ранее, тем самым ограничивая максимальную мышечную деятельность.

АРТЕРИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ.

При физических нагрузках, требующих проявление выносливости, систолическое давление крови повышается пропорционально увеличению интенсивности нагрузки. Повышенное систолическое давление крови - результат увеличенного сердечного выброса, который сопровождает увеличение интенсивности работы. Оно обеспечивает быстрое перемещение крови по сосудам. Кроме того, артериальное давление крови обусловливает количество жидкости, выходящей из капилляров в ткани, транспортируя необходимые питательные вещества. Таким образом, повышенное систолическое давление способствует осуществлению оптимального процесса транспорта. Во время мышечной деятельности, требующей проявления выносливости, диастолическое давление практически не изменяется, независимо от интенсивности нагрузки.

Диастолическое давление отражает давление в артериях во время "отдыха" сердца. Ни одно из изменений, которые мы рассматривали, не влияет в значительной степени на это давление, поэтому нет причин ожидать его увеличения.

Артериальное давление достигает стабильных показателей во время субмаксимальной нагрузки, требующей проявления выносливости, постоянной интенсивности. С увеличением интенсивности нагрузки систолическое давление также возрастает. При продолжительной нагрузке постоянной интенсивности систолическое давление может постепенно снижаться, однако диастолическое давление остается неизменным.

При нагрузках на верхнюю часть тела, требующих высокой интенсивности, реакция давления крови еще более очевидна. По-видимому, это обусловлено меньшей мышечной массой и меньшим количеством сосудов в верхней части тела по сравнению с нижней. Такое различие обусловливает большее сопротивление кровотоку и, следовательно, повышенное давление крови, направленное на преодоление сопротивления.

Различия в реакции систолического давления крови между верхней и нижней частями тела имеют особое значение для сердца. Утилизация кислорода миокардом и кровоток в миокарде непосредственно связаны с произведением ЧСС и систолического давления крови. При выполнении статических, динамических силовых упражнений или упражнений для верхней части тела двойное произведение возрастает, свидетельствуя об увеличении нагрузки на сердце.

Объем плазмы. С началом мышечной деятельности почти мгновенно наблюдается переход плазмы крови в интерстициальное пространство. Повышение давления крови вызывает увеличение гидростатического давления в капиллярах. Поэтому увеличение давления крови выталкивает жидкость из сосуда в межклеточное пространство. Кроме того, вследствие аккумуляции продуктов распада в активной мышце увеличивается внутримышечное осмотическое давление, притягивая жидкость к мышце.

Если интенсивность нагрузки или факторы окружающей среды вызывают потение, можно ожидать дополнительных потерь объема плазмы. Главный источник жидкости для образования пота - интерстициальная жидкость, количество которой уменьшается по мере продолжения процесса потения.

При нагрузке продолжительностью несколько минут изменения количества жидкости, а также терморегуляция практически не оказывает никакого влияния, однако при увеличении продолжительности нагрузки их значение для обеспечения эффективной деятельности повышается..Изменения в сердечно-сосудистой системе при физической работе.

Биохимические процессы

Во время мышечной деятельности происходит усиление и учащение сердечных сокращений, что требует большего количества энергии по сравнению с состоянием покоя. Однако энергообеспечение сердечной мышцы осуществляется главным образом за счет аэробного ресинтеза АТФ. Анаэробные пути ресинтеза АТФ включаются лишь при очень интенсивной работе.

Большие возможности аэробного энергообеспечения в миокарде обусловлены особенностью строения этой мышцы. В отличие от скелетных мышц в сердечной имеется более развитая, густая сеть капилляров, что позволяет извлекать из протекающей крови больше кислорода и субстратов окисления. Кроме того, в клетках миокарда имеется больше митохондрий, содержащих ферменты тканевого дыхания. В качестве источников энергии миокард использует различные вещества, доставляемые кровью: глюкозу, жирные кислоты, кетоновые тела, глицерин. Собственные запасы гликогена практически не используются; они необходимы для энергообеспечения миокарда при истощающих нагрузках.

Во время интенсивной работы, сопровождающейся увеличением концентрации лактата в крови, миокард извлекает из крови лактат и окисляет его до углекислого газа и воды. При окислении одной молекулы молочной кислоты синтезируется до 18 молекул АТФ. Способность миокарда окислять лактат имеет большое биологическое значение. Использование лактата в качестве источника энергии позволяет дольше поддерживать в крови необходимую концентрацию глюкозы, что очень существенно для биоэнергетики нервных клеток, для которых глюкоза является почти единственным субстратом окисления. Окисление лактата в сердечной мышце также способствует нормализации кислотно-щелочного баланса, так как при этом в крови снижается концентрация этой кислоты.

Снижение периферического сопротивления

Существенным изменением в сердечно-сосудистой системе при динамической нагрузке в то же время является значительное снижение общего периферического сопротивления, вызванного накоплением метаболических вазодилататоров и снижением сосудистого сопротивления в активно работающей скелетной мускулатуре. Снижение общего периферического сопротивления представляет собой фактор, снижающий давление, который стимулирует увеличение симпатической активности посредством артериального барорецепторного рефлекса.

Хотя среднее артериальное давление во время физической нагрузки выше нормы, однако снижение общего периферического сопротивления приводит к его падению ниже этого повышенного уровня, на котором оно должно было бы регулироваться в результате только воздействий на сосудодвигательный центр, направленных на подъем установочной точки. Артериальная барорецепторная дуга реагирует на данное обстоятельство увеличением симпатической активности. Таким образом, артериальный барорецепторный рефлекс в значительной степени обусловливает увеличение симпатической активности при физической нагрузке, несмотря на казалось бы противоречащий этому факт повышения уровня артериального давления по сравнению с нормой. Фактически, если бы не артериальный барорецепторный рефлекс, то снижение общего периферического сопротивления, происходящее во время физической нагрузки, вызвало бы падение среднего артериального давления существенно ниже нормы.

Кровоток в коже может увеличиться при нагрузке, несмотря на общее увеличение тонуса симпатических сосудосуживающих нервов, поскольку термические рефлексы могут подавлять прессорные рефлексы при регуляции кровотока в коже в определенных условиях. Температурные рефлексы обычно, конечно, активируются во время усиленной физической нагрузки, чтобы устранить избыток тепла, который возникает во время активной работы скелетной мускулатуры. Часто кровоток в коже снижается в начале нагрузки (как часть общего увеличения тонуса артериол в результате увеличения активности симпатических сосудосуживающих нервов), а затем возрастает при ее продолжении по мере того, как нарастает теплопродукция и температура тела.

Помимо увеличения кровотока в скелетной мускулатуре и коже, при тяжелой физической нагрузке также существенно возрастает коронарный кровоток. Это прежде всего обусловлено локальной метаболической вазодилатацией коронарных артериол, вследствие усиления работы сердца и увеличения потребления кислорода миокардом.

Существуют два важных механизма, участвующих в реакции сердечно-сосудистой системы на динамическую физическую нагрузку. Первый - это насос скелетной мускулатуры, который мы обсуждали в связи с вертикальным положением тела. Насос скелетной мускулатуры является очень важным фактором усиления венозного возврата при физической нагрузке и таким образом предупреждает чрезмерное снижение центрального венозного давления вследствие увеличения частоты сердечных сокращений и сократительной способности миокарда. Второй фактор - это дыхательный насос, который также способствует венозному возврату при физической нагрузке. Усиление дыхательных движений во время физической нагрузки ведет к увеличению эффективности деятельности дыхательного насоса и, тем самым, способствует повышению венозного возврата и наполнения сердца.

Средняя величина центрального венозного давления при значительной динамической физической нагрузке изменяется несущественно, или вообще не меняется. Это происходит, потому что обе кривые минутного объема и венозного возврата сдвигаются кверху при физической нагрузке. Таким образом, минутный объем и венозный возврат увеличиваются без значительных изменений центрального венозного давления.

В целом, значительные адаптационные изменения деятельности сердечно-сосудистой системы при динамической физической нагрузке, происходят автоматически, вследствие работы нормальных механизмов регуляции! деятельности сердечно-сосудистой системы. Колоссальное увеличение кровотока в скелетной мускулатуре осуществляется преимущественно за счет увеличения минутного объема сердца, но частично это также осуществляется за счет уменьшения кровотока в почках и органах брюшной полости.

При статической (т.е. изометрической) физической нагрузке в сердечно-сосудистой системе возникают изменения, отличные от изменений при динамической нагрузке. Как обсуждалось в предыдущем разделе, динамическая нагрузка приводит к существенному уменьшению общего периферического сопротивления, вследствие локальной метаболической вазодилатации в работающих мышцах. Статическое напряжение, даже умеренной интенсивности, вызывают сдавление сосудов в сокращающихся мышцах и снижение объемного кровотока в них. Таким образом, общее периферическое сопротивление обычно не снижается при статической физической нагрузке и может даже существенно увеличиться, если в работу вовлечены некоторые крупные мышцы. Первичные изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы во время статической нагрузки представляют собой повышающие установочную точку потоки импульсов в сосудодвигательный центр продолговатого мозга из коры головного мозга (центральная команда) и от хеморецепторов в сокращающихся мышцах.

Воздействие на сердечно-сосудистую систему статической нагрузки приводит к увеличению частоты сердечных сокращений, минутного объема и артериального давления - все это является результатом усиления активности симпатических центров. Статическая нагрузка в то же время приводят к меньшему увеличению частоты сердечных сокращений и минутного объема и большему увеличению диастолического, систолического и среднего артериального давления, чем это происходит при динамической физической нагрузке.