ОСОБЕНОСТИ АДАПТАЦИИ СЕРЕДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ И МЕТОДЫ ЕЁ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Особенности сердечно-сосудистой системы в циклических видах спорта

 

Эффективность спортивной деятельности, особенно в циклических видах спорта, в значительной мере определяется оптимальной работой кардиореспираторной системы (Карпман В.Л., 1994).

Циклические виды спорта - это виды спорта с преимущественным проявлением выносливости (легкая атлетика, плавание, лыжные гонки, конькобежный спорт, все виды гребли, велосипедный спорт и другие), отличаются повторяемостью фаз движений, лежащих в основе каждого цикла, и тесной связанностью каждого цикла с последующем и предыдущим. В основе циклических упражнений лежит ритмический двигательный рефлекс, проявляющийся автоматически.

Во время занятий циклическими видами спорта расходуется большое количество энергии, а сама работа выполняется, с высокой интенсивностью. Эти виды спорта требуют поддержки метаболизма, специализированного питания, особенно при марафонских дистанциях, когда происходит переключение энергетических источников с углеводных (макроэргических фосфатов, гликогена, глюкозы) на жировые.

Высокий результат в этих видах спорта в первую очередь зависит от функциональных возможностей сердечно-сосудистой и дыхательной систем, устойчивости организма к гипоксимическим сдвигам, волевой способности спортсмена противостоять утомлению.

К органам кровообращения при предельно напряженной работе также предъявляются очень большие требования. Особенно высоки они при циклической работе, когда потребление кислорода становится близким к МПК. Деятельность сердца в таких условиях характеризуется значительным учащением ритма сокращений, укорочением почти всех фаз сердечного цикла, увеличением систолического и минутного объемов крови.

Под влиянием систематической спортивной тренировки в организме человека развивается комплекс изменений, направленный на оптимизацию функционирования как всего организма в целом, так и отдельных систем. Не составляет исключения в этом отношении и аппарат кровообращения, оптимизация которого является необходимым условием достижения спортсменами высоких спортивных результатов (Китманов В.А., 2004).

Наиболее высоки величины максимального потребления кислорода и, следовательно, наиболее производительна сердечно-сосудистая система у спортсменов, тренирующихся на выносливость, так как именно это физическое качество необходимо для выполнения длительной и напряженной мышечной работы в аэробном режиме. Функциональные возможности сердечно-сосудистой системы у атлетов, специально тренирующихся на выносливость, являются самыми большими у человека как биологического вида. Поэтому кровообращение у них может считаться наиболее оптимизированным и эффективным.

Если интенсивное кровоснабжение организма, выполняющего мышечную работу, обеспечивается меньшим количеством энергии сердечного сокращения, то мы можем говорить об эффекте оптимизации работы аппарата кровообращения.

Таким образом, целесообразно рассматривать специфику реакций сердечно-сосудистой системы на максимальную нагрузку у спортсменов, тренирующихся на выносливость (Карпман В.Л., 1994).

2.2 Особенности сердечно-сосудистой системы в ациклических видах спорта

Ациклические виды спорта характеризуются в первую очередь тем, что не основаны на ритмическом двигательном рефлексе, следовательно, работа осуществляется преимущественно в анаэробной и анаэробно-аэробной зонах. Поскольку спортсмену необходимо показать наилучший результат, от него требуется максимальное проявление требуемых физических качеств. Направленные на оптимальное развитие искомого качества физические нагрузки будут безопасны для спортсмена в случае предварительного формирования специфического состояния функциональной готовности организма к предстоящей интенсивной нагрузке (Гольберг Н.Д., 2003).

Эффективная подготовка спортсменов в пауэрлифтинге обусловлена значительными энергозатратами, максимальным уровнем проявления физических усилий, высокими функциональными и оптимальными морфологическими показателями, без развития и сбалансированного взаимодействия которых невозможно осуществить учебно-тренировочный процесс, направленный на достижений высоких спортивных результатов в напряженной соревновательной деятельности. Под влиянием длительных физических нагрузок в организме спортсмена происходит адаптивная перестройка различных органов и систем, обеспечивающая лучшее приспособление его к интенсивной работе в тренировочный период. Изучение адаптационных реакций организма на физическую нагрузку позволяет более эффективно управлять учебно-тренировочным процессом(Волков В.Н., 2002,Гольберг Н.Д., 2003,Марушко Ю.В., 2008).

Исследователями установлено, что в процессе физических тренировок происходит адаптация сердечно-сосудистой системы к большим нагрузкам, это выражается в усовершенствовании функций возбуждения, обмена веществ, нейрогуморальной регуляции деятельности сердца, увеличении капилляризации мышечных волокон.

 

2.3 Методы исследования сердечно-сосудистой системы

Организм человека обладает сформировавшейся в процессе эволюции способностью приспосабливаться к изменяющимся условиям среды. Под влиянием внешних факторов могут изменяться физиологический статус, гомеостаз человека, их морфологические признаки и т.д. Однако адаптационные возможности организма не беспредельны, спортсмены не всегда и не в полной мере могут приспособиться к тем или иным условиям среды, физическим нагрузкам, в результате чего возникают заболевания.

При изучении адаптации аппарата кровообращения к мышечной деятельности большое значение имеет оценка функциональных возможностей сердца и поэтому исследования сердечно – сосудистой системы занимают центральное место в спортивной медицине (Артамонова, Л.Л., 2002.).

В кардиологической практике применяется множество функциональных проб. Под ними понимают такие методы исследования, при которых на сердечно-сосудистую систему воздействуют с помощью различных внешних факторов, изменяющих в той или иной степени гомеостаз кардиореспираторной системы в условиях покоя. С помощью функциональных проб удается определить компенсаторные возможности сердечно-сосудистой системы, а также проверяются общие и специфические адаптационные возможности организма спортсмена.

Объективное исследование системы кровообращения проводится обычными методами – осмотра, пальпации, перкуссии и аускультации, кроме того, используют и инструментальные методы исследования.

При оценке морфологии и функционального состояния сердечно – сосудистой системы необходимо использовать комплекс различных инструментальных методик исследования, характеризующих разные стороны деятельности сердца и сосудов. Такой подход является единственно правильным, так как отражает диалектическое единство аналитического и синтетического анализа явлений, происходящих в организме под влиянием систематической тренировки (Артамонова, Л.Л., 2002.).

Электрокардиография. Регистрация ЭКГ проводится в состоянии относительного покоя – лежа на спине после предварительного отдыха в течение 10 – 15 минут,а также на 1-й и 5-й минутах восстановительного периода после стандартных физических нагрузок (Макарова Г.А., 2003).

Акустические проявления сердечной деятельности объективно оцениваются с помощью фонокардиографии. Графически регистрируя тоны и шумы сердца, фонокардиография значительно дополняет аускультацию, предоставляя возможность судить о работе клапанного аппарата, об условиях внутрисердечной гемодинамики, о сократительной способности миокарда, о патологических изменениях сердечных звуков. ФКГ позволяет более объективно оценивать интенсивность тонов и шумов сердца и их частотную характеристику(Артамонова, Л.Л., 2002.).

Для изучения и оценки сократительной функции миокарда левого желудочка подходит метод поликардиографии.

Поликардиограмма – синхронная запись сфигмограммы сонной артерии, ЭКГ во втором стандартном отведении и фонограммы, регистрируется в положении лёжа на спине при скорости лентопротяжного механизма 100 мм/с. При этом определяются длительность сердечного цикла, фаза асинхронного сокращения, фаза изометрического сокращения, период напряжения, период изгнания, механическую систолу, электромеханическую (общую) систолу. Реография – метод исследования кровообращения, в основе которого лежит регистрация пульсовых колебаний сопротивления тела человека перенесённому электрическому току звуковой частоты. Оказывается между работой сердца и колебаниями электрического сопротивления в тканях имеется зависимость. При ритмической работе сердца и при дыхании изменяется кровенаполнение (следовательно, и объём) сердца, сосудов, других органов и тканей, что приводит к колебаниям их электропроводимости и соответственно к колебаниям электрического сопротивления. При увеличении кровенаполнения электрическое сопротивление увеличивается, при уменьшении кровенаполнения – наоборот (Макарова Г.А., 2003).

Эхокардиография – метод основан на отражении импульсного ультразвука. Отражённый звук принимается пьезоэлектрическим датчиком и после преобразования в электрическую энергию регистрируется на осциллоскопе и фиксируется на фотоплёнке.

Эхокардиография позволяет определить толщину миокарда задней стенки левого желудочка и переднезадний размер его полости в период систолы и диастолы; скорость сокращения и расслабления миокарда задней стенки левого желудочка; диаметр устья аорты; размер левого предсердия; толщину межжелудочковой перегородки; переднезадний размер правого желудочка; скорость и амплитуду движения митрального клапана; и ряд других показателей (Артамонова, Л.Л., 2002.).

Функциональных пробы могут выполняться как в лабораторных условиях (в кабинете функциональной диагностики), так и непосредственно во время тренировок в спортивных залах и на стадионах.

Тестирование позволяет выявлять функциональные резервы организма, его общую физическую работоспособность. Материалы медицинского тестирования рассматриваются не изолированно, а комплексно со всеми другими медицинскими критериями. Только комплексная оценка медицинских критериев тренированности позволяет надежно судить об эффективности тренировочного процесса у данного спортсмена.

В настоящее время насчитывается более 100 различных проб. В практике применяются те исследования, которые требуют незначительных затрат времени и являются достаточно информационными (Яцечко Т.В., 2010).

Для исследований сердечной деятельности как вне лаборатории так и в ней используются множество тестов однако в изученной литературе чаще указываются следующие.

Проба Мартинета использует­ся при массовых исследованиях, позволяет оценивать способность сердечно-сосудистой системы к восстановлению после физической нагрузки. В качестве нагрузки в зависимости от контингента обследуемых могут применяться 20 приседаний за 30 с. и приседания в том же темпе в течение 2 мин. В первом случае период длится 3 мин., во втором — 5. Перед нагрузкой и спустя 3 (или 5) мин после ее окончания у испытуемого измеряется ЧСС, систолическое и диастолическое давление. Оценка пробы проводится по величине разности исследуемых показателей до и после нагрузки:
при разности не более 5 — «хорошо»;
при разности от 5 до 10 — «удовлетворительно»;
при разности более 10 — «неудовлетворительно».
Ряд авторов (Карпман В.Л., 1988, Яцечко Т.В., 2010) считают, что данный тест имеет недостатки, при оценке группы спортсменов, связанные с выполнением разной физической нагрузки в зависимости от телосложения и данная проба больше подходит для «менее тренированных спортсменов». Михалюк Е.Л. предлагает данную пробу в виде теста у школьников (Михайлюк Е.Л., 2010).

Проба Руффье. используется для определения функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсменов более высокого уровня (Михалюк Е.Л., 2010). При проведении этой пробы измеряется ЧСС в трех положениях. После чего измерения подставляются в формулу:

где IP – индекс Руффье; ЧСС1-3 – частота сердечных сокращений в различных положениях (уд/мин.).

Тест PWC170 основан в первую очередь на определении мощности мышечной нагрузки, при которой ЧСС повышается до 170 уд/мин. При помощи этого теста можно определить объем сердца, максимальный ударный объем крови. Определение объема сердца просчитывается с помощью следующего простого уравнения:

HV = 1.1*PWC₁₇₀-23*10^-5(PWC₁₇₀)²-140,

где HV – объем сердца (см³); PWC₁₇₀ – результат полученный от проведения теста PWC₁₇₀ (кГм/мин.).

Максимальный ударный объем крови рассчитывается по формуле:

maxQ_s = 0,08PWC₁₇₀+25,

где maxQ_s – максимальный ударный объем крови (мл); PWC₁₇₀ – результат полученный от проведения теста PWC₁₇₀ (кГм/мин.).

стандартная погрешность данной формулы составляет ±25 мл., при 95% уровне вероятности (Карпман В.Л., 1988).

Проба с приседанием – служит для характеристики функциональной полноценности сердечно-сосудистой системы. Методика проведения: у человека до нагрузки двукратно подсчитывается ЧСС и АД. Затем обследуемый выполняет 15 приседаний за 30 с. либо 60 — за 2 мин. Сразу по окончании нагрузки подсчитывают пульс и измеряют давление. Процедура повторяется через 2 мин. При хорошей физической подготовке обследуемого проба в том же темпе может быть продлена до 2 мин. Для оценки пробы применяют показатель качества реакции:

где ПД₂ и ПД₁ — пульсовое давление до и после нагрузки; П₂ и П₁— частота сердечных сокращений до и после нагрузки.
Проба Флака – позволяет оценить функцию сердечной мышцы. Методика проведения: обследуемый в течение максимально возможного времени поддерживает в U-образной трубке ртутного манометра диаметром 4 мм давление 40 мм рт. ст. Проба проводится после форсированного вдоха при зажатом носе. Во время ее проведения каждые 5с.определяется ЧСС. Оценочным критерием яв­ляется степень учащения пульса по отношению к исходному и продолжительность поддержания давления, которое у тренированных людей не превышает 40—50 с. По степени учащения пульса за 5 с различаются следующие реакции:

не более 7 уд. — хорошая;

до 9 уд. — удовлетворительная;

до 10 уд — неудовлетворительная.
До и после пробы у испытуемого измеряется АД. Нарушение функций сердечно-сосудистой системы ведет к снижению артериального давления иногда на 20 мм рт. ст. и более. Оценка пробы производится по показателю каче­ства реакции:

где ПКР – показатель качества реакции;СД₁ и СД₂ — систолическое давление исходное и после пробы.
При перегрузке сердечно-сосудистой системы значение ПКР превышает 0,10—0,25 отн. ед. системы (Макарова Г.А., 2003).

Активная ортопроба (уровень вегетативно-сосудистой устойчивости)
Проба относится к числу функциональных нагрузочных проб, позволяет оценить функциональные возможности сердечно-сосудистой системы, а также состояние ЦНС.

Ортостатическая проба характеризует возбудимость симпатического отдела вегетативной нервной системы. Ее суть заключается в анализе изменений частоты сердечных сокращений и артериального давления в ответ на переход тела из горизонтального в вертикальное положение.

Она проводится таким образом. Спортсмен лежит на кушетке 5 мин, затем подсчитывает ЧСС. После этого он встает и вновь подсчитывает ЧСС. В норме при переходе из положения лежа в положение стоя отмечается увеличение ЧСС на 10-12 уд/мин; увеличение до 20 уд/мин считается удовлетворительной реакцией, более 20 уд/мин – неудовлетворительной, что указывает на недостаточную нервную регуляцию сердечно-сосудистой системы.

Ортостатическая проба (ОИ - ортостатический индекс) оценивается по формуле, предложенной Бурхардом-Киргофом.

Трактовка пробы:

в норме ОИ = 1,0 - 1,6 отн. ед.;

при хроническом утомлении ОИ=1,7-1,9 отн. ед.;

при переутомлении ОИ=2 и более отн. ед.

Клиностатическая проба – переход из положения стоя в положение лежа. В норме замедление ЧСС составляет 6-10 уд/мин. Более резкое замедление указывает на повышенный тонус парасимпатической нервной системы. Височное давление измеряют по Ровинскому-Маркелову специальной манжеткой шириной 4 см. В норме оно ровно 1/2 максимального АД. При утомлении показатели височного давления увеличиваются на 10-20 мм рт.ст.

Коэффициент выносливости используется для оценки степени тренированности сердечно-сосудистой системы к выполнению физической нагрузки и определяется по формуле:

где ЧСС — частота сердечных сокращений, уд./мин;ПД — пульсовое давление (мм рт. ст.)
Показатель нормы: 12-15 (усл. ед.)
Увеличение КВ, связанное с уменьшение ПД, является показателем детренированности сердечно-сосудистой системы.

Индекс Кердо оценивает степень влияния на сердечно-сосудистую систему вегетативной нервной системы

где ВИ – вегетативный индекс;ДД-диастолическое давление (мм рт. ст.); ЧСС - частота сердечных сокращений (уд./мин). Показатель нормы: от – 10 до + 10 %

Трактовка пробы: положительное значение - преобладании симпатических влияний, отрицательное значение - преобладание парасимпатических влияний.

Расчётный индекс адаптационного потенциала сердечно-сосудистой системы .

Распознавание функциональных состояний на основе анализа данных о вегетативном и миокардиально-гемодинамическом гомеостазе требует определенного опыта и знаний в области физиологии и клиники. Для того чтобы этот опыт сделать достоянием широкого круга врачей, был разработан ряд формул, позволяющих вычислять адаптационный потенциал системы кровообращения по заданному набору показателей с помощью уравнений множественной регрессии. Одна из наиболее простых формул, обеспечивающих точность распознавания 71,8% (по сравнению с экспертными оценками), основана на использовании наиболее простых и общедоступных методов исследования - измерения частоты пульса и уровня артериального давления, роста и массы тела:

где АП - адаптационный потенциал системы кровообращения в баллах; ЧП - частота пульса (уд/мин); САД - систолическое артериальное давление (мм рт.ст.); ДАД - диастолическое артериальное давление (мм рт.ст.); Р - рост (см);МТ - масса тела (кг); В - возраст (лет).

По значениям адаптационного потенциала определяется функциональное состояние пациента:
ниже 2.6 - удовлетворительная адаптация;
2.6 - 3.9 - напряжение механизмов адаптации;
3.10 - 3.49 - неудовлетворительная адаптация;
3.5 и выше - срыв адаптации.

В настоящее время используются и другие тесты в числе которых Гарвардский степ-тест, проба Летунова, ортостатическая проба, пробы с натуживанием по Флеку и Бюргеру хорошо подходят (по мнению Макаровой Г.А.) для тяжелоатлетов (Карпман В.Л., 1988).

При исследовании сердечной деятельности в лабораториях так же применяются вышеперечисленные пробы и пробы с использованием различной медицинской аппаратуры.

 

 

Выводы

Сердечно - сосудистая система сложнейшая самоуправляющая система, в которой оптимально сочетаются автономия и саморегуляция с централизованным контролем и управлением. Сердце является объектом тонкого и совершенного управления, в силу чего оно незамедлительно реагирует на воздействия внешней среды. Все функции организма и практически каждая клетка в той или иной степени зависят от этой системы

Адаптационно-приспособительная деятельность сердечно-сосудистой системы и организма в целом - это непрерывно следующие друг за другом переходные процессы, требующие определенного напряжения регуляторных механизмов.

Реакция сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку отражает физиологическую адаптацию к повышенной потребности организма в доставке и утилизации кислорода. Это требует увеличения сердечного выброса (СВ), что обеспечивается в основном повышением частоты сердечных сокращений (ЧСС) и, в меньшей степени, ударного объема.

Каждый вид спорта определяет наличие у спортсмена определенных физиологических и морфологических особенностей сердечно-сосудистой системы.

Изменения при занятиях спортом касаются как морфологического, так и функционального параметра системы: урежение пульса (особенно для циклических видов спорта), увеличение ударного объема сердца, снижение частоты дыхательных движений, кроме того, работа сердечно-сосудистой системы под влиянием физических нагрузок становится более экономичной.

Спортивная тренировка влияет на все звенья сердечно-сосудистой системы: морфологию сердца и системную гемодинамику, состояние сосудистого русла.

В результате адаптации к физическим нагрузкам формируется функциональная система, оптимального функционирования аппарата кровообращения, соответствующего направленности тренировочного процесса.

В зависимости от нагрузки, статической или динамической, сердце спортсмена имеет свои особенности. Размеры сердца в спорте в значительной мере определяются характером спортивной деятельности. Наибольшие размеры отмечаются у представителей циклических видов спорта (лыжников, велосипедистов, бегунов на средние и длинные дистанции). Несколько меньшие размеры сердца у спортсменов, в тренировке которых выносливости придается определенное значение, но это физическое качество не является доминирующим в данном виде спорта (бокс, борьба, спортивные игры и т. д.). И наконец, у спортсменов, развивающих главным образом скоростно-силовые качества, объем сердца увеличен крайне незначительно по сравнению с нетренированными людьми.

В настоящее время имеется множество методов и различных функциональных проб для исследования сердечно-сосудистой системы. С их помощью мы можем выявить функциональные резервы организма, его общую физическую работоспособность.