Адаптация кислородтранспортной системы.

Уровень аэробной производительности тесно связан с адаптацией кислородтранспортной системы к нагрузкам. Долговременные адаптационные перестройки кислородтранспортной системы носят как морфологический, так и функциональный характер и являются результатом систематического применения продолжительных физических нагрузок, требующих мобилизации различных звеньев Функциональных систем, определяющих уровень аэробной производительности.

Наиболее ярко адаптационные возможности кислородотранспортной системы проявляются уже при рассмотрении такого обобщённого показателя, как ЧСС. У спортсменов высокой квалификации ЧСС при предельной нагрузке может возрастать в 5 – 6 раз, в то время как у людей, не занимающихся спортом, всего в 2,5 – 3 раза. При особо напряжённых кратковременных нагрузках отмечаются случаи, когда ЧСС может достигать 250 ударов в минуту. Однако, важно отметить, что величины максимального систолического объёма крови наблюдаются лишь в определённом диапазоне ЧСС. Нижней границей этой зоны у нетренированного человека обычно является ЧСС 100 – 110 ударов в минуту, верхней – 170 – 180. У спортсменов высокой квалификации нижняя граница может составлять 110 – 130 ударов в минуту, верхняя – 190 – 220. При превышении этих величин отмечается уменьшение систолического объёма крови. При ЧСС 200 – 220 ударов в минуту диастола составляет всего 0,10 – 0,15 секунды, однако этого времени ещё вполне достаточно для полного наполнения обоих желудочков сердца квалифицированных спортсменов, поскольку адаптированная мышца сердца способна к более интенсивному сокращению. Это определяет и большую способность миокарда к расслаблению, что способствует быстрому диастолическому расширению обоих желудочков после окончания систолы и таким образом создаёт лучшие условия для притока крови из предсердий в желудочки.

Специальная тренировка не только повышает максимальные величины ЧСС, но и приводит к выраженной брадикардии в состоянии покоя. ЧСС 40 – 50 ударов в минуту в состоянии покоя является обычной для квалифицированных спортсменов, специализирующихся в видах спорта, требующих проявления выносливости. У отдельных выдающихся бегунов на длинные дистанции, велосипедистов - шоссейников, гребцов, лыжников часто регистрируются показатели ЧСС 30 – 40 ударов в минуту. Тренировка приводит к существенному уменьшению ЧСС при выполнении стандартных нагрузок. Например, шести месячная тренировка аэробной направленности способна привести к уменьшению ЧСС на 20 – 40 ударов в минуту при выполнении стандартных нагрузок различной интенсивности.

Особая роль в адаптации сердца к физическим нагрузкам отводится приросту сократительной способности сердечной мышцы и, как следствие, к увеличению ударного объёма. Важным моментом адаптации миокарда под влиянием физических нагрузок является увеличение растяжимости, прирост скорости и амплитуды сокращения и ещё более высокий прирост скорости расслабления. Из этого следует, что миокард тренированного человека может сохранять необходимую диастолу и обеспечивать сокращения при частотах, которые недоступны для нетренированного сердца.

Сердце хорошо тренированного человека отличается высокой экономичностью работы. А если учесть, что масса сердца у квалифицированных спортсменов обычно увеличена на 20 – 40%, то интенсивность функционирования структур миокарда в условиях физиологического покоя оказывается уменьшенной на 40% и более.

Наиболее рациональная адаптация сердца у мужчин отмечается при его объёме 900 – 1000 мл в секунду, ЧСС в состоянии покоя 55 – 60 ударов в минуту, МПК 4500 – 5000 мл в минуту.

В покое и при интенсивной физической работе кровоток, потребление кислорода и субстратов окисления в расчёте на 100 грамм массы миокарда у тренированных людей ниже. Чем у нетренированных, то есть сердце тренированных обладает не только большей мощностью, но и большей эффективностью. И если в состоянии покоя эти различия невелики, то при нагрузке они проявляются очень ярко. При равной внешней работе сердце тренированных людей потребляет на 100 грамм массы миокарда более чем в два раза меньше энергии по сравнению с сердцем нетренированных людей.

В результате тренировки увеличивается и общая масса крови. У мужчин, не занимающихся спортом, общая масса крови обычно колеблется в пределах 5 – 6 литров, а у женщин 4 – 4,5 литров. У спортсменов высокой квалификации, специализирующихся в видах спорта, связанных с проявлением выносливости, масса крови может повышаться соответственно до 7 – 8 у мужчин и до 5,5 – 6 литров у женщин. Общее увеличение массы крови приводит к увеличению количества гемоглобина, являющегося носителем кислорода. Увеличение гемоглобина связано с увеличением общей массы крови, а его концентрация остаётся без изменений. Эти адаптационные перестройки являются очень важными, так как при длительной работе, требующей функционирования значительного количества мышц, фактором, определяющим работоспособность, являются возможности кислородтранспортной системы.

Резко возрастает количество функционирующих капилляров. Если в состоянии покоя функционирует только 5 – 7% капилляров, то при длительной и значительной нагрузке – практически все капилляры, притом ещё и с дополнительным расширением. Увеличение сети функционирующих капилляров и расширение их поверхности может привести к многократному увеличению поверхности капиллярного русла. В процессе долговременной адаптации к физическим нагрузкам происходит образование новых капилляров, увеличивается их количество в мышечном волокне.

Потенциал скелетных мышц в отношении кровотока очень велик. Человек с мышечной массой, например, 30 килограмм способен к достижению показателей мышечного кровотока более 70 литров в минуту, что значительно превышает показатели сердечного выброса.

Существенным фактором, определяющим прирост аэробной производительности, является увеличение артериальной разности содержания кислорода при нагрузках, предъявляющих максимальные требования к аэробной системе энергообеспечения. Адаптационные перестройки гемодинамического и метаболического характера приводят к тому, что у спортсменов высокого класса (например, у велосипедистов – шоссейников, бегунов на длинные дистанции, гребцов) отмечаются значительные различия в

содержании кислорода в артериальной и венозной крови достигающие 18 – 19%. В то же время у нетренированных людей при предельных нагрузках отмечаются величины не превышающие 10 – 11%.

Адаптация кислородтранспортной системы направлена на повышение кровоснабжения работающих мышц. Адекватное кровоснабжение при физической нагрузке обеспечивается в зависимости от её мощности и продолжительности сочетанием трёх факторов: 1) перераспределения кровотока между работающими и не работающими мышцами и другими органами; 2) увеличения объёмного кровотока в мышцах во время сокращения; 3) увеличения кровотока сразу же после сокращения мышцы.