Возрастные особенности реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку

Выделяют три вида физических нагрузок: статические, при которых имеется длительное напряжение отдельных групп мышц (например, вынужденная рабочая поза, в которой приходится проводить определенное время), динамические, когда в группах мышц чередуется напряжение и расслабление (например, ходьба, бег, плаванье) и «взрывные», характеризующиеся очень сильным и кратковременным напряжением мышц (например, подъемы тяжестей). Есть, кроме того, и смешанные виды, а также гиподинамия (отсутствие любых видов нагрузок, за исключением, естественно, минимальной мышечной деятельности).

Динамические нагрузки могут быть малой, средней и высокой интенсивности. На динамическую физическую нагрузку дети и подростки реагируют повышением частоты сердечных сокращений, систолического артериального давления (ударного объема). Чем младше дети, тем в большей мере, даже на меньшую физическую нагрузку, они реагируют повышением частоты пульса, меньшим увеличением ударного объема, обеспечивая примерно одинаковый прирост минутного объема кровообращения. Что происходит в организме при малой динамической нагрузке (например, при ходьбе)? Работающим мышцам требуется больше кислорода, поэтому сердце усиливает свои сокращения и учащает их. Сердечная мышца тренируется, в ней активируется обмен веществ, усиливаются восстановительные процессы. Активируется гормональная система надпочечников и щитовидной железы (а при ожирении, например, эта система всегда угнетена в той или иной степени), усиливается сгорание углеводов, повышается усвоение мышцами кислорода. Активируются специальные системы, оказывающие гипотензивное (снижающее АД) действие (тут срабатывают механизмы обратной связи: поскольку сердце работает в усиленном режиме, то АД, соответственно, будет повышаться и организм включает механизмы, направленные на снижение АД).

А так как нагрузка невелика, то повышение АД будет незначительным, а вот реакция гипотензивных процессов, раз уж она началась, всегда идет достаточно интенсивно. К тому же, сосуды, проходящие в мышцах при ритмичной работе мышц, то сдавливаются, то освобождаются от сдавления. Мышцы то сжимают сосуды, выталкивая из них кровь, то отпускают их, позволяя сосудам наполняться кровью. Мы получаем как бы второе, «мышечное» сердце, которое помогает нашему сердцу, разгружает его (теперь понятно, почему даже больным инфарктом миокарда и сердечной недостаточностью рекомендуются неспешные прогулки?). Кроме того, улучшаются свойства крови, уменьшается слипание тромбоцитов, повышается содержание липопротеидов высокой плотности (это практически единственные вещества, способные растворять холестерин, выпавший в бляшку, и «вытаскивать» его из бляшки). Теперь посмотрим, что происходит, если нагрузка увеличивается и становится более интенсивной.

Если физическая нагрузка повышается, потребности организма в энергетическом обеспечении резко повышаются. Растет потребление кислорода (так как кислород – необходимый субстрат для воспроизводства энергии). Если до этого источником энергии, в основном, было «сгорание» углеводов, то теперь в качестве источника энергии начинают выступать жиры. «Сгорание» жиров начинается примерно через 15–20 минут работы.

Отсюда выводы: если Вам необходимо сбросить вес, лишние калории или поступивший с пищей избыток холестерина, физическая нагрузка должна быть не менее 20 минут, до этого в основном «сгорают» углеводы. Повышается артериальное давление, частота пульса, содержание в крови адреналина и других активизирующих гормонов. Если подобная нагрузка продолжается не слишком долго (как долго – это вопрос состояния здоровья, возраста, тренированности и т.д.), то сердце и весь организм получают хорошую тренирующую нагрузку. Более того, считается, что только такая нагрузка (предъявляющая повышенные требования к организму) и может развивать адаптирующие возможности организма.

На определенном этапе прирост нагрузки перестает давать адекватное увеличение работоспособности сердца. При наращивании нагрузок наступает момент, когда клетки организма вообще не состоянии обеспечить непомерно возросшие потребности в энергетических веществах и в первую очередь в кислороде.

Наступает «кислородный предел», за которым нагрузка начинает стремительно разрушать организм: идет повреждение мышечной системы, сердца, сосудов, головного мозга, нарушаются газовый, белковый, углеводный, жировой, гормональный и другие виды обмена веществ и т.д. (хорошо известное заболевание спортсменов, известное как миокардиодистрофия вследствие физического напряжения, относится именно к этому классу заболеваний).

Действие статических нагрузок на организм. При статических нагрузках имеется напряжение мышц без их укорочения или удлинения. Т.е. мышцы напряжены, но никакой внешней работы не наблюдается. Что при этом происходит? Мышцы напряжены, в них идет активный расход энергии и накопление продуктов этого распада, в первую очередь, молочной кислоты. Но поскольку динамического сокращения мышц не происходит, а кровеносные сосуды стиснуты напрягшимися мышцами, сердцу приходится проталкивать кровь через сосуды, длительно сдавленные напряженными мышцами. Если при динамической нагрузке мышцы, то напрягаясь, то расслабляясь попеременно сжимают и отпускают сосуды, то в этой ситуации такого не происходит.

Отсюда понятно, что нагрузка на сердце резко и очень значительно возрастает. Кроме того, нарушается не только приток, но и отток крови – ухудшается удаление вредных продуктов распада энергетических структур, жидкость застаивается в тканях и клетках, нарушая их естественный обмен веществ. Происходит выброс гормонов и гормоноподобных веществ, которые значительно повышают давление, увеличивают нагрузку на сердце. Физическое напряжение мышц в подобных экстремальных условиях оказывает очень сильный тренирующий эффект на мышцы, способствует быстрому наращиванию физической силы и выносливости, обладает и еще рядом аналогичных качеств (например, некоторые исследователи считают, что небольшие статические (вернее, изометрические) нагрузки способны активировать системы, понижающие АД), но в целом влияние статических нагрузок на сердечно-сосудистую систему нельзя признать благоприятным.

«Взрывные» нагрузки по своему воздействию на сердце являются самыми неблагоприятными. Предъявляемые требования к сердцу при этом заключаются в необходимости обеспечения значительного мышечного напряжения (например, при поднятии штанги) и сочетают в себе как механизм статического напряжения, когда нарушается кровоток в напряженных мышцах, так и механизм динамического напряжения. Даже несмотря на кратковременность "взрывных" нагрузок, сердце испытывает серьезную перегрузку. Резкое повышение напряжения с «нуля» почти до максимума, вызывает:

- значительное повышение потребности сердца в кислороде и ухудшение коронарного кровотока;

- резкий выброс гормонов надпочечников (адреналина и др.), что при повторяющихся ситуациях способно привести к изменениям в надпочечниках;

- повышение сахара и холестерина в крови;

- повышение артериального давления и избыточную нагрузку на сосуды, что при определенных условиях может привести к разрыву того или иного кровеносного сосуда (в худшем варианте, к инфаркту, инсульту и т.д.);

- срыв адаптационных вегетативных механизмов, что способно вызывать помимо прочего и нарушение нормальной работы внутренних органов.

Внимание! Важно уметь хотя бы приблизительно оценивать свои физические возможности.

Для определения физической работоспособности (и соответственно, определения оптимальных для данного человека физических нагрузок) существуют различные способы, от самых простых и приблизительных до высокоточных, но сложных и требующих наличия специальной аппаратуры. Самым простым способом дозирования нагрузок является определение максимальной и субмаксимальной ЧСС (пульса). Максимальным пульсом называется частота пульса, которая соответствует той работе сердца, при которой достигается максимально возможное потребление кислорода работающими мышцами.

Существуют специальные таблицы, определяющие максимальный пульс (ЧСС) для каждого возраста, но существует и известная упрощенная формула: 220 – возраст (т.е., если вам 45, то ваш максимально допустимый пульс равен 220 – 45 = 175). Субмаксимальный пульс рассчитывается как 75 или 85 процентов от максимального. Он соответствует тренирующим нагрузкам.

Людям, имеющим проблемы с сердцем, субмаксимальный пульс устанавливаем в 75%, людям, тренированным и практически здоровым можно считать субмаксимальным пульс в 85% от максимально допустимого.

Внимание! Максимальный эффект для здоровья мы получаем при нагрузке, соответствующей субмаксимальному пульсу (ЧСС), и ни в коем случае нагрузка не должна давать ЧСС (пульс), превышающий максимально допустимый уровень.

Помните, что нагрузка должна возрастать постепенно, постепенность – главное условия сохранения здоровья!

И не забывайте четыре основных принципа, сформулированных академиком П.К. Анохиным: постепенность, регулярность, доступность, контроль!

По мере роста и развития сердечно-сосудистой системы изменяются и ее реакции у детей и подростков на физическую нагрузку. Возрастные особенности этих реакций отчетливо проявляются как при постановке специальных функциональных проб, направленных на выявление состояния сердечно-сосудистой системы, так и в процессе выполнения физических упражнений, в процессе труда.

Минутный объем сердца тренированные дети и подростки по сравнению со своими нетренированными сверстниками обеспечивают за счет увеличения ударного объема и в меньшей степени за счет частоты сердечных сокращений. Проявляется и другая примечательная особенность: время восстановления гемодинамических показателей у тренированных учащихся короче, чем у нетренированных. В ответ на большую нагрузку у тренированных школьников 15 лет количество крови, выбрасываемое за 1 мин, достигает такого объема, которое позволяет обеспечить кислородом работающие органы. При большой нагрузке особенно ярко проявляются различия в реакциях сердечно-сосудистой системы тренированного и нетренированного школьника.

У юных спортсменов (16–18 лет) после дозированной физической нагрузки (20 приседаний за 30 с или 60 подскоков) частота сердечных сокращений увеличивается на 60–70 %, систолическое артериальное давление повышается на 25–30 %, а диастолическое снижается на 20–25 %; пульс возвращается к исходной частоте через 1,0–1,5 мин. Такая реакция расценивается как благоприятная. На аналогичную нагрузку нетренированные подростки реагируют повышением частоты сердечных сокращений на 100 %, максимального артериального давления на 30–40 % и снижением минимального на 10–15 %; пульс возвращается к величинам до нагрузки через 2–3 мин после ее завершения.

Внимание! Занятия физической культурой и трудом в пределах возрастных границ допустимых физических нагрузок – наиважнейшая мера укрепления сердца!