5. Основные этапы развития сердца.
К концу 3-й недели перенатального развития в мезенхиме задней части головного конца зародыша под глоткой появляются две продольные трубки. Они сближаются и сливаются друг с другом, образуя эндокард, из наружного слоя, эпимиокарда, возникающего из мезодермы, позднее развиваются миокард и эпикард. Сердечная закладка окруженаперикардиальной полостью, образовавшейся при разделении целома зародыша. Вначале сердечная трубка связана с кишечником дорсальным мезокардием, который затем исчезает. Передний конец сердца связан с ветвями аорты, а задний – с желточными венами. Зачаток сердца уже сокращается и проталкивает кровь благодаря наличию в его задней части специальных клеток водителей ритма. На более поздних стадиях они сформируют синусно-предсердный узел.
Растет сердечная трубка неравномерно, быстрее окружающих тканей и органов, вследствие чего изгибается и в ней возникают разграниченные клапанами предсердие и желудочек (стадия двукамерного сердца). Желудочек переходит в короткую брюшную аорту. Предсердие к концу первого, а желудочек к концу второго месяца внутриутробного развития разделяются продольными перегородками на правые и левые полости, но в межпредсердной перегородке остается овальное отверстие, через которое одно предсердие сообщается с другим вплоть до рождения. По мере роста предсердий венозный синус включается в состав правого предсердия.
Образование межжелудочковой перегородки начинается от верхушки сердца. Она растет вверх, где встречается с перегородкой предсердий. Таким образом происходит разделение сердца на правую (венозную) и левую (артериальную) половины. Одновременно с ростом перегородок образуются предсердно-желудочковые клапаны. В артериальном конусе возникает продольная перегородка, являющаяся продолжением межпредсердной перегородки. В результате происходит разделение аорты и легочного ствола. На их границе с артериальными конусами желудочков возникают полулунные клапаны.
Так как легкие плода не развиты, большая часть крови, выходящая из правого желудочка в легочный ствол по артериальному (боталлову) протоку переходит в аорту. В легкие попадает незначительный объем крови, обеспечивающий их развитие. Кроме того, наличие подобной системы позволяет полноценно развиваться правому желудочку. Несмотря на наличие межпредсердного отверстия, полного смешения крови в сердце не происходит. В то же время боталлов проток впадает в нисходящую часть дуги аорты. Сосуды, отходящие от дуги аорты к голове и верхним конечностям, несут кровь, обогащенную кислородом. Ниже места впадения артериального протока кровь становится смешанной.
Сердце 10-недельного зародыша очень велико и составляет примерно 10% массы его тела. По мере роста плода относительный вес сердца постепенно падает, но и у новорожденного он все еще больше (0,8%), чем у взрослого человека (0,5%). В течение первых месяцев внутриутробного развития сердце передвигается с места своей первоначальной закладки – области шеи – в грудную полость.
6. Особенности кровообращения плода и его изменения после рождения.
Все, что необходимо для развития , плод получает из крови матери. Кровь по маточной артерии проникает в плаценту. Из плаценты артериальная кровь поступает в пупочную вену, v . umbilicalis , плода, которая направляется к нижнему краю печени, ложится в борозду пупочной вены и на уровне ворот печени делится на две ветви. Первая ветвь впадает в воротную вену, а вторая ветвь - венозный проток, ductus uenosus , - в одну из печеночных или в нижнюю полую вену. Далее через печеночные вены кровь поступает в нижнюю полую вену, где смешивается с венозной кровью, оттекающей от нижней части туловища плода. По нижней полой вене смешанная кровь попадает в правое предсердие, а из него через овальное отверстие межпредсердной перегородки - в левое предсердие. Из левого предсердия кровь попадает в левый желудочек, а затем по аорте и отходящим от нее артериям направляется к органам и тканям тела плода.
Венозная кровь от верхней части тела плода поступает в правое предсердие по верхней полой вене. Через правое предсердно-желудочковое отверстие эта кровь проходит в правый желудочек, из него в легочный ствол, а далее течет по крупному артериальному протоку, ductus arteriosus , непосредственно в аорту. В аорте к смешанной крови, поступившей из левого желудочка, прибавляются новые порции венозной крови. Эта смешанная кровь оттекает по ветвям аорты ко всем органам и стенкам тела плода.
Обогащение крови плода кислородом и питательными веществами происходит в плаценте, куда смешанная кровь из аорты следует через внутренние подвздошные артерии, а далее по ее ветвям - парной пупочной артерии, a . umbilicalis, - в плаценту.
После рождения в сосудистой системе новорожденного происходят существенные изменения: осуществляется резкий переход от плацентарного кровообращения к легочному. Начинают функционировать легкие, легочные артерии и вены. Перевязанные после рождения пупочные сосуды запустевают: ствол пупочной вены превращается в круглую связку печени, а пупочные артерии - в правую и левую латеральные пупочные связки; просвет артерий сохраняется только в начальном их отделе. Эти пупочные связки располагаются на задней поверхности передней стенки живота. Венозный проток превращается в венозную связку, а артериальный проток, который у плода соединял легочный ствол с вогнутой частью дуги аорты, становится артериальной связкой, соединяющей легочный ствол (или левую легочную артерию) с дугой аорты.
ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ СЕРДЦА.
Основной функцией сердца является нагнетание крови в систему сосудов. Насосная функция сердца характеризуется несколькими показателями. Одним из важнейших показателей работы сердца является минутный объем кровообращения (МОК) - количество крови, выбрасываемое желудочками сердца в минуту. МОК левого и правого желудочков одинаков. Синонимом понятия МОК является термин «сердечный выброс» (СВ). МОК - это интегральный показатель работы сердца, зависящий от величины систолического объема (СО) - количества крови (мл; л), выбрасываемого сердцем за одно сокращение, и ЧСС. Таким образом, МОК (л/мин) = СО (л) х ЧСС (уд/мин). В зависимости от характера деятельности человека в данный момент времени (особенности физической работы, поза, степень психоэмоционального напряжения и др.) доля вклада ЧСС и СО в изменения МОК различна. Ориентировочные величины ЧСС, СО и МОК в зависимости от положения тела, пола, физической подготовленности и уровня физической активности представлены в табл. 7.1.
Частота сердечных сокращений
ЧСС в покое. ЧСС - один из самых информативных показателей состояния не только сердечно-сосудистой системы, но и всего организма в целом. Начиная с рождения и до 20-30 лет ЧСС в покое снижается со 100-110 до 70 уд/мин у молодых нетренированных мужчин и до 75 уд/мин у женщин. В дальнейшем, с увеличением возраста, ЧСС незначительно возрастает: у 60-76-летних в покое по сравнению с молодыми на 5-8 уд/мин.
ЧСС при мышечной работе. Единственной возможностью повысить доставку кислорода к работающим мышцам является увеличение объема крови, поступающей к ним в единицу времени. Для этого должен возрасти МОК. Поскольку ЧСС прямо влияет на величину МОК, то повышение ЧСС при мышечной работе является обязательным механизмом, направленным на удовлетворение значительно возрастающих нужд метаболизма. Изменения ЧСС при работе показаны на рис. 7.6.
Если мощность циклической работы выразить через величину потребляемого кислорода (в процентах от величины максимального потребления кислорода - МПК), то ЧСС возрастает в линейной зависимости от мощности работы (потребления Ог, рис. 7.7). У женщин при условии равного с мужчинами потребления Ог ЧСС обычно на 10-12 уд/мин выше.
Наличие прямо пропорциональной зависимости между мощностью работы и величиной ЧСС делает частоту пульса важным информативным показателем в практической деятельности тренера и педагога. При многих видах мышечной деятельности ЧСС - точный и легкоопределяемый показатель интенсивности выполняемых физических нагрузок, физиологической стоимости работы, особенностей протекания периодов восстановления.
Для практических нужд необходимо знать величину максимальной ЧСС у лиц разного пола и возраста. С возрастом максимальные величины ЧСС как у мужчин, так и у женщин снижаются (рис. 7.8.). Точную величину ЧСС у каждого конкретного человека можно определить лишь опытным путем, регистрируя частоту пульса во время работы возрастающей мощности на велоэргометре. Практически для ориентировочного суждения о максимальной ЧСС человека (независимо от пола) используют формулу: ЧССмаКс = 220 - возраст (в годах).
Систолический объем сердца
Систолический (ударный) объем сердца - это количество крови, выбрасываемое каждым желудочком за одно сокращение. Наряду с ЧСС СО оказывает существенное влияние на величину МОК. У взрослых мужчин СО может меняться от 60-70 до 120-190 мл, а у женщин - от 40-50 до 90-150 мл (см. табл. 7.1).
СО - это разность между конечно-диастолическим и конечно-систолическим объемами. Следовательно, увеличение СО может происходить как посредством большего заполнения полостей желудочков в диастолу (увеличение конечно-диастолического объема), так и посредством увеличения силы сокращения и уменьшения количества крови, остающейся в желудочках в конце систолы (уменьшение конечно-систолического объема). Изменения СО при мышечной работе. В самом начале работы из-за относительной инертности механизмов, приводящих к увеличению кровоснабжения скелетных мышц, венозный возврат возрастает сравнительно медленно. В это время увеличение СО происходит в основном благодаря увеличению силы сокращения миокарда и уменьшению конечно-систолического объема. По мере продолжения циклической работы, выполняемой в вертикальном положении тела, благодаря значительному увеличению потока крови через работающие мышцы и активации мышечного насоса, возрастает венозный возврат к сердцу. Вследствие этого конечно-диастолический объем желудочков у нетренированных лиц со 120-130 мл в покое повышается до 160-170 мл, а у хорошо тренированных спортсменов даже до 200-220 мл. В это же время происходит увеличение силы сокращения сердечной мышцы. Это, в свою очередь, приводит к более полному опорожнению желудочков во время систолы. Конечно-систолический объем при очень тяжелой мышечной работе может уменьшиться у нетренированных до 40 мл, а у тренированных до 10-30 мл. То есть увеличение конечно-диастолического объема и уменьшение конечно-систолического приводят к значительному повышению СО (рис. 7.9).
В зависимости от мощности работы (потребления О2) происходят довольно характерные изменения СО. У нетренированных людей СО максимально увеличивается по сравнению с его уровне м в покое на 50-60%. У большинства людей при работе на велоэргометре СО достигает своего максимума при нагрузках с потреблением кислорода на уровне 40-50% от МПК (см. рис. 7.7). Иначе говоря, при увеличении интенсивности (мощности) циклической работы в механизме увеличения МОК в первую очередь используется более экономичный путь увеличения выброса крови сердцем за каждую систолу. Этот механизм исчерпывает свои резервы при ЧСС, равной 130-140 уд/мин.
У нетренированных людей максимальные величины СО уменьшаются с возрастом (см. рис. 7.8). У людей старше 50 лет, выполняющих работу с тем же уровнем потребления кислорода, что и 20-летние, СО на 15-25% меньше. Можно считать, что возрастное уменьшение СО является результатом снижения сократительной функции сердца и, по-видимому, уменьшения скорости расслабления сердечной мышцы.
Минутный объем кровообращения
Важным показателем состояния сердца является минутный объем кровотока, или минутный объем кровообращения (МОК). Нередко используют синоним понятия МОК - сердечный выброс (СВ). Величина МОК, являясь производной от СО и ЧСС (МОК = СО х ЧСС), зависит от многих факторов (см. табл. 7.1). Среди них ведущее значение имеют размеры сердца, состояние энергетического обмена в покое, положение тела в пространстве, уровень тренированности, величины физического или психоэмоционального напряжения, вид работы (статическая или динамическая), объем активных мышц.
В покое в положении лежа МОК у нетренированных и тренированных мужчин составляет 4,0-5,5 л/мин, а у женщин - 3,0-4,5 л/мин (см. табл. 7.1). В связи с тем, что МОК зависит от размера тела, при необходимости сравнения МОК у людей разного веса используют относительный показатель - сердечный индекс - отношение величины МОК (в л/мин) к площади поверхности тела (в м2). Площадь поверхности тела определяют по специальной номограмме, исходя из данных о весе и росте человека. У здорового человека в условиях основного обмена сердечный индекс обычно равен 2,5-3,5 л/мин/м2. В некоторых ситуациях (например, при низкой температуре окружающей среды) даже в условиях физического покоя возрастает энергетический обмен в организме. Это приводит к возрастанию ЧСС и, соответственно, МОК.
В положении стоя у всех людей МОК обычно на 25-30% меньше, чем лежа (см. табл. 7.1). Это связано с тем, что в вертикальном положении тела значительные объемы крови скапливаются в нижней половине туловища. Вследствие этого заметно уменьшается СО.
МОК и общий объем циркулирующей крови. Общий объем крови, находящейся в кровеносных сосудах, называется объемом циркулирующей крови (ОЦК). ОЦК - это важный параметр, определяющий давление, при котором происходит наполнение сердца кровью во время диастолы, а значит, и величину систолического объема. Величина ОЦК может претерпевать значительные изменения при переходе тела человека в вертикальное положение, при мышечных нагрузках, при воздействиях гормональных факторов, изменениях степени тренированности, окружающей температуры и т.д.
У взрослого человека около 84% всей крови находится в большом круге, 9% - в малом (легочном) круге и 7% - в сердце. Около 60-70% всей крови содержится в венозных сосудах.
Изменение МОК при мышечной работе. В условиях мышечной деятельности запросы мышц в кислороде возрастают пропорционально мощности выполняемой работы. При этом общее потребление организмом кислорода может возрастать в 10 и более раз. Вполне естественно, что это требует значительного увеличения МОК. Зависимость между величиной потребления кислорода (или мощностью работы) и МОК, вплоть до его предельных величин, носит линейный характер (см. рис. 7.7). Как уже отмечалось, МОК зависит от величины СО и ЧСС (МОК = СО х ЧСС). При мышечной работе увеличение МОК обусловлено возрастанием как СО, так и ЧСС. Конкретная величина МОК зависит от многих факторов. В частности, при одинаковой мощности работы в позе сидя или стоя МОК меньше, чем при работе в горизонтальном положении (рис. 7.10). При предельных аэробных нагрузках МОК у тренированных мужчин и женщин значительно выше, чем у нетренированных. Максимальные величины МОК у нетренированных мужчин и женщин уменьшаются с возрастом (см. рис. 7.8). При прочих равных условиях (пол, возраст, тренированность, положение исследуемого, окружающая температура и другие факторы) МОК зависит от объема активной мышечной массы и характера выполняемой работы. При динамической работе, в которой участвуют небольшие мышечные группы (например, работа одной или двумя руками), МОК меньше, чем при работе более"крупных мышц ног. При статической работе в отличие от динамической МОК почти не меняется. Это связано с тем, что кровообращение в мышцах практически прекращено. Приток крови к сердцу либо не меняется, либо даже может уменьшаться. Небольшие увеличения МОК, которые отмечают при изометрических сокращениях, связаны с заметным увеличением ЧСС при такого рода работе.
Показатели работоспособности сердца в покое и при мышечной работе
|
Положение и вид мышечной работы |
Организм |
Необходимый минутный объем для питания, л |
Систолический объем, мл | |
|
Быстрая ходьба |
Нетренированный Тренированный | |||
|
Быстрый бег |
Нетренированный Тренированный |
В положении лежа и при быстрой ходьбе сердце нетренированного человека для того, чтобы обеспечить необходимый минутный объем крови, вынуждено сокращаться с большей частотой, так как систолический объем у него меньше.
При быстром беге сердце нетренированного человека, имея недостаточный систолический объем крови, даже при ЧСС 200 ударов в минуту (предельная возможность) не может обеспечить минутный объем в 30 л крови, который необходим человеку при быстром беге. Поэтому нетренированный человек через несколько минут, а иногда и секунд после начала интенсивного бега, чувствует большое утомление и прекращает бег. Если же человек находится в условиях, когда прекратить бег невозможно и продолжает его, - наступает обморочное состояние.
Сердце тренированного человека может показывать удивительную работоспособность. При интенсивной физической работе систолический объем двух желудочков равен 400 мл (200+200), при ЧСС 200 ударов в минуту минутный объем крови может возрастать до 80 л.
Долго ли сердце может выдержать такую работу? При марафонском беге (42 км195 м), например, сердце тренированного человека, спортсмена-марафонца, сокращается с частотой 170-190 раз в минуту, производит 20 тыс. сокращений.
При обследовании лыжников-гонщиков, участников соревнований на дистанции 100 км было обнаружено, что за время прохождения дистанции (8 ч 22 мин) сердце спортсмена перекачало 35 т крови - целую железнодорожную цистерну!
И сердце при правильной тренировке от такой работы не изнашивается, а, наоборот, укрепляется. Здесь действует закон живых тканей: чем больше берешь (в разумных пределах), тем больше остается. Этому закону есть физиологическое обоснование. Секрет высокой работоспособности сердца тренированного человека - в сохранении строгого ритма работы и в том, что мышца тренированного сердца более густо пронизана кровеносными сосудами. Следовательно, в сердце лучше осуществляется питание мышечной ткани и ее работоспособность успевает восстанавливаться во время кратчайших пауз сократительного цикла.
ЧСС, или артериальный пульс, является весьма информативным показателем работоспособности сердечнососудистой системы и всего организма.
В процессе спортивной тренировки частота пульса в покое (утром, лежа, натощак) со временем становится реже за счет увеличения мощности каждого сердечного сокращения.
Урежение пульса, если оно не связано с заболеванием, увеличивает абсолютное время паузы в работе сердца, во время которой сердечная мышца отдыхает.
Средние значения ЧСС (уд./мин) для мужчин:
нетренированных 70-80;
тренированных 50-60.
Средние значения ЧСС (уд./мин) для женщин:
нетренированных 75-85;
тренированных 60-70.
Кровяное давление - давление крови внутри кровеносных сосудов на их стенки. Измеряют кровяное давление в плечевойартерии,поэтому его называют артериальным давлением (АД), которое является также весьма информативнымпоказателем состояния сердечнососудистой системыи всего организма.
Различают максимальное (систолическое) артериальноедавление (АД), которое создается при систоле (сокращении) левого желудочка сердца, и минимальное (диастолическое)АД, котороеотмечается в момент его диастолы (расслабления).
Пульсовое давление (пульсовая амплитуда) - разница между максимальным и минимальным АД.Давление измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.).
В норме для студенческого возраста в покое максимальное АД находится в пределах 100-130; минимальное - 65-85,пульсовое давление - 40-45 мм рт. ст.
Стойкое повышение максимального АД в покое до 140-150 мм рт. ст. и более свидетельствует о гипертонической болезни, которая почти всегда является следствием сниженияэластичности стенок кровеносных сосудов. Реакция АД представлена в таблице.
Пульсовое давление при физической работе увеличивается,его уменьшение является неблагоприятным показателем (наблюдается у нетренированных людей). Снижениедавления может быть следствием ослабления деятельности сердца или чрезмерного сужения периферическихкровеносных сосудов.
Полный кругооборот крови по сосудистой системе в покое осуществления за 21-22 секунд, при физической работе - за 5 секунд и меньше.
При физической работе в результате увеличения скорости движения крови по сосудистой системе значительно повышается снабжение тканей тела питательными веществами и кислородом.
Особенно полезны циклические физические упражнения в условиях гигиенически чистого открытого воздуха, например, в лесопарке.
После прохождения через капилляры кровь попадает в вены и по ним возвращается к сердцу. Движение крови по венам затруднено, во-первых, по причине их удаленности от сердца и падения в них кровяного давления до 15-5 мм рт. ст., во-вторых, в большинстве случаев кровь движется по венам вверх против действия силы тяжести.
В венах имеются клапаны, обеспечивающие движение крови только по направлению к сердцу.
При длительном неподвижном положении тела венозная кровь, бедная питательными веществами и кислородом и насыщенная продуктами распада клеток, под влиянием силы тяжести может скапливаться (застаиваться) в различных органах и частях тела.
Стенки венозных сосудов тонкие, и скапливание излишнего объема крови в них может привести к деформации и расширению вен.
Застойные явления венозной крови вредно отражаются на функциях соответствующих органов в целом.
При динамической циклической мышечной работе движению крови в венах способствует дыхательный насос. Действие дыхательного насоса заключается в том, что при вдохе давление в грудной клетке понижается и даже может достигать отрицательных значений. Поэтому при учащении дыхания во время динамических, преимущественно циклических движений, увеличивается присасывающее действие грудной клетки, что способствует продвижению крови по венозным сосудам к сердцу.
При статических усилиях, сопровождающихся натуживанием, давление внутри грудной клетки, наоборот, повышается, что затрудняет кровообращение и снижает приток крови к сердцу по венам. В результате уменьшения объема крови, выбрасываемой в сосудистое русло, снижается АД, ухудшается кровоснабжение всех органов. Длительное или сильное натуживание резко ухудшает кровоснабжение головного мозга, что может привести к обморочному состоянию.
Поэтому при выполнении силовых статических упражнений надо стремиться не задерживать дыхание, а при занятиях с тяжестями (штанга, гири) и поднимании значительного веса необходимо осуществлять страховку.
При длительном, рационально построенном тренировочном процессе организм квалифицированных спортсменов адаптируется к статическим усилиям с задержкой дыхания, например, в тяжелой атлетике, и отрицательных последствий у спортсменов не наблюдается.
Мышечным насосом называют механизм принудительного продвижения венозной крови к сердцу с преодолением сил гравитации под воздействием ритмических сокращений и расслаблений скелетных мышц.
Когда участок вены между двумя клапанами наполнен кровью, сокращение расположенных рядом с ним мышц, сопровождаемое их утолщением, сдавливает вену и проталкивает порцию крови вверх, к сердцу, так как движению крови вниз, в противоположную от сердца сторону, препятствует закрывшийся клапан. При последующем расслаблении мышц данный участок вены расправляется и засасывает снизу через открывшийся клапан новую порцию крови. Сверху участок вены перекрывается клапаном, и кровь в обратном от сердца направлении не поступает в данный участок вены, а новая порция крови проталкивается по направлению к сердцу и т.д. Таким образом, скелетные мышцы при циклических движениях, когда ритмично чередуется их сокращение и расслабление, помогают сердцу обеспечивать циркуляцию крови в сосудистой системе.
Чем чаще сокращаются и расслабляются мышцы, чем полнее их сокращение и расслабление, тем большую помощь сердцу оказывает мышечный насос. Особенно эффективно он работает в таких упражнениях, как плавание, бег на лыжах и т.д.
Роль мышечного насоса ярко проявляется в явлении, которое называется гравитационным шоком.
Если спортсмен, например, после финиша бега, сразу остановится, то кровь под действием силы тяжести задержится в крупных венозных сосудах мышц ног, в которых прекратится действие мышечного насоса, и венозные сосуды будут широко раскрыты. Следовательно, сердце будет получать, и направлять в сосудистое русло недостаточное количество крови. Давление крови и кровоснабжение головного мозга резко понижаются, человек бледнеет, появляется головокружение, и может наступить обморочное состояние.
Чтобы избежать наступления гравитационного шока, необходимо соблюдать следующее правило: после интенсивного бега или других циклических упражнений на соревнованиях или тренировочных занятиях переходить в состояние покоя, т.е. останавливаться, следует постепенно. Сначала необходимо, снижая скорость бега, пробежать 50-100 м, а затем в течение 3-5 мин передвигаться шагом, постепенно замедляя ходьбу.
Кровеносная и дыхательная системы совместно выполняют одну из важнейших функций - осуществляют обмен кислородом и углекислотой между тканями тела и атмосферным воздухом.
Дыхательная система обеспечивает насыщение кровикислородом и выведение из нее углекислого газа. Кровеносная система обеспечивает контакт обогащенной кислородом крови с тканями тела. Кислород поступает в ткани, а в кровь из тканей переходит в углекислый газ - один из продуктов распада в процессе жизнедеятельности клеток. В легких кровь освобождается от углекислого газа и вновь насыщается кислородом.
Следовательно, эти системы являются звеньями одной цепи. Их деятельность строго координирована. Если, например, при физической работе повышается частота дыхания, то, соответственно, возрастает ЧСС. Таким же образом синхронно изменяются и другие показатели работоспособности сердечнососудистой и дыхательной систем.
Работоспособность сердца определяется по соотношениию между его объемом и его функциональной способностью.
Исходным пунктом для разработки метода определения работоспособности сердца, учитывающего его объем, послужили представления Reindell о значении остаточной крови и наблюдение, что малые сердца менее работоспособны, чем большие. За меру работоспособности принят максимальный кислородный пульс. Кислородный пульс (О2-пульс) - это то количество кислорода, которое забирается кровью при каждом сердечном сокращении.
Для измерения спирометрических величин используют метабограф Флейша. Нагрузка дается в положении лежа в виде велосипедного эргометра (эргостат фирмы «Jaquet», Базель). Нагрузка повышается отдельными ступенями - 25 ватт (для больных) и 50 ватт (здоровых) вплоть до максимально возможной ступени (в ваттах). На каждой ступени требуется достижение относительного постоянного состояния и только по достижении его переходят к следующей.
Для рассчета так называемого коэффициента работоспособности сердца у каждого больного в положении лежа определяют объем сердца. Сопоставление объема сердца и его работоспособности приводит к выводу, что работоспособность, т. е. максимальный кислородный пульс, увеличивается с увеличением миокарда. Это положение действительно для всех исследованных нами возрастных групп.
На основании пропорциональности между сердечным объемом и О2-пульсом получается для всех сердечных размеров здоровых взрослых мужчин в среднем приблизительно одинаковой величины коэффициент: между 55 и 60. В возрасте 60-75 лет наблюдается значительное повышение этой величины как выражение «физиологической возрастной недостаточности». У женщин значения коэффициента (58-66) немного выше. Самые низкие значения находят у высокотренированных спортсменов (средняя величина 46). у молодых лиц коэффициент характеризуется в основном теми же средними величинами. Замечательно, что самый низкий коэффициент находят в 18-летнем возрасте; это указывает на оптимальную работоспособность сердца в таком возрасте.
Величина коэффициента позволяет высказаться о том, находится ли соотношение между объемом сердца и его работоспособностью еще в физиологических колебаниях. Чем ниже этот коэффициент, тем лучше работоспособность сердца. Коэффициент, лежащий выше нормы, является выражением нарушенного отношения.
Относительно причины снижения работоспособности коэффициент не говорит ничего. Чем вызвано в каждом случае такое снижение, надо выявлять обычными клиническими исследованиями сердца (анамнез, рентгенологический анализ, формы сердца, ЭКГ, фонокардиограмма). Оно может вызываться нагрузками в виде повышения давления крови (прессорная нагрузка) или увеличения ее объема (объемная нагрузка) при пороках сердца, гипертонии, первичном поражении миокарда при коронаросклерозе, инфекционно-токсических процессах или это может быть результатом общего нарушения обмена веществ.
Руководящие линии при оценке следующие :
При рентгенлогически увеличенном сердце указанный коэффициент инфомирует, является ли увеличение сердца результатом физиологического приспособительного процесса благодаря физкультуре (коэффициент нормальный) или же результатом расширен мышцы сердца (коэффициент патологический). В последнем случае в покое или же в условиях обычной повседневной работ может не проявляться клинических симптомов недостаточности в виде застоя кровообращения. Только при более сильной нагрузке дело доходит до недостаточности при работе (рабочая недостаточность).
ЭКГ, снятая в покое и после нагрузки, может быть еще совершенно нормальной. Только ЭКГ, снятая во время эргометрической нагрузки, вскрывает в части случаев гипоксемическое состояние работающего сердца. Дифференциально-диагностически надо дополнительно учитывать в качестве этиологического фактора наличие гипертонии.
При рентгенологически нормальных размерах сердца, но патологически измененном на ЭКГ, нормальный коэффициент исключает рабочую недостаточность, В этом случае изменения ЭКГ следует считать выражением начинающейся коронарной недостаточности или нарушения системы регуляции кровообращения. Здесь еще нет снижения работоспособности сердца. Патологический коэффициент (также при нормальных размерах сердца) может быть выражением рабочей недостаточности или следствием уже уменьшившихся резервов работоспособности при коронарной недостаточности.
При наличии прессорной и объемной нагрузки на почве врожденных и приобретенных пороков сердца коэффициент указывает на имеющиеся резервы сердечной работоспособности. При митральном стенозе, например, это является существенным вспомогательным средством в отношении показаний к . Оценка успешности операции на сердце при контрольной проверке данного коэффициента становится объективной.
С учетом приведенного коэффициент позволяет точно судить о состоянии больного при решении вопросов трудовой экспертизы.
Сравнение коэффициентов в начале и конце пребывания в санатории позволяет объективно судить об успешности медикаментозного лечения сердца или в рамках курортных и других оздоровительных мероприятий.
Анализ резервной работоспособности сердца с помощью описанного здесь метода сравнительного (коррелятивного) изучения объема сердца позволяет высказываться более определенно, чем это было возможно при использовании только одних абсолютных спироэргометрических показателей работоспособности. Так, работоспособность в абсолютном выражении (изморенная с помощью максимально возможного поглощения кислорода по Knipping) может быть еще нормальной благодаря деятельности периферических или кардиальных компенсаторных механизмов, и только сопоставление с объемом сердца позволяет ясно видеть, но работоспособность в отношении к объему сердца уменьшена, т. е. что между этими обоими величинами диссонанс уже наступил.
При заболеваниях легких спироэргометрическое исследование необходимо дополнять специальными функциональными легочными пробами, чтобы распознать пульмонально обусловленное снижение работоспособности сердца (дыхательную недостаточность).
Статью подготовил и отредактировал: врач-хирургФизическая работа способствует расширению кровеносных сосудов, снижению тонуса их стенок; умственная работа, так же как и нервно-эмоциональное напряжение, приводит к сужению сосудов, повышению тонуса их стенок и даже спазмам. Такая реакция особенно свойственна сосудам сердца и мозга. Длительная напряженная умственная работа, частое нервно-эмоциональное напряжение, не сбалансированные с активными движениями и с физическими нагрузками, могут привести к ухудшению питания этих важнейших органов, к стойкому повышению кровяного давления, которое, как правило, является главным признаком гипертонической болезни. Свидетельствует о заболевании также и понижение кровяного давления в покое (гипотония), что может быть следствием ослабления деятельности сер-" дечной мышцы. В результате специальных занятий физическими упражнениями и спортом кровяное давление претерпевает положительные изменения. За счет более густой сети кровеносных сосудов и высокой их эластичности у спортсменов, как правило, максимальное давление в покое оказывается несколько ниже нормы. Однако предельная частота сердечных сокращений у тренированных людей при физической нагрузке может, находиться на уровне 200-240 удар/мин, при этом систолическое давление довольно долго находится на уровне 200 мм рт. ст. Нетренированное сердце такой частоты сокращений достигнуть просто не может, а высокое систолическое и диастолическое давление даже при кратковременной напряженной деятельности могут явиться причиной предпатологических и даже патологических состояний.
Систолический объем крови - это количество крови, выбрасываемое левым желудочком сердца при каждом его сокращении. Минутный объем крови - количество крови, выбрасываемое желудочком в течение одной минуты. Наибольший систолический объем наблюдается при частоте сердечных сокращений от 130 до 180 удар/мин. При частоте сердечных сокращений выше 180 удар/мин систолический объем начинает сильно снижаться. Поэтому наилучшие возможности для тренировки сердца имеют место при физических нагрузках, когда частота сердечных сокращений находится в диапазоне от 130 до 180 удар/мин.
В покое кровь совершает полный кругооборот за 21-22 с, при физической работе - за 8 с и менее, при этом объем циркулирующей крови способен возрастать до 40 л/мин. В результате такого увеличения объема и скорости кровотока значительно повышается снабжение тканей организма кислородом и питательными веществами. Особенно полезна тренировка для совершенствования сердечно-сосудистой системы в циклических видах спорта на открытом воздухе.
Систематическая тренировка средствами физической культуры и спорта не только стимулирует развитие сердечно-сосудистой и дыхательной системы, но и способствует значительному повышению уровня потребления кислорода организмом в целом. Наиболее эффективно совместную функцию взаимоотношения дыхания, крови, кровообращения развивают упражнения циклического характера, выполняемые на свежем воздухе. Однако следует помнить, насколько важно повышать возможности организма к потреблению кислорода, настолько же важно для него вырабатывать устойчивость к гипоксии. Это качество также совершенствуется в процессе тренировки, с помощью специальных процедур; путем создания искусственных условий гипоксии. Наиболее доступный способ - упражнение с задержкой дыхания. Систематически физические нагрузки определенной мощности, связанные с анаэробной производительностью, обусловливают возникновение в тканях гипоксического состояния, которое с помощью функциональных систем организма при определенных условиях ликвидируется, тем самым эти системы, защищая организм, сами тренируются и совершенствуются. В результате положительный тренировочный эффект в борьбе с гипоксией формирует устойчивость тканей организма к гипоксии.
Итак, физические нагрузки оказывают двойной тренирующий эффект: повышают устойчивость к кислородному голоданию и, увеличивая мощность дыхательной и сердечно-сосудистой систем, способствуют лучшей утилизации кислорода.
15. Период усиления деятельности систем и органов
Врабатывание - это постепенное повышение работоспособности, обусловленное усилением деятельности физиологических систем организма, своего рода оперативная адаптация его в процессе самой работы на высоком уровне деятельности. Чем быстрее протекает процесс врабатывания, тем выше производительность выполнения работы.
Различные системы организма настраиваются на необходимый рабочий уровень гетерохронно (не одновременно). Так, двигательный аппарат, обладая достаточно высокой возбудимостью и лабильностью, настраивается быстрее, чем вегетативные системы. Однако и скелетные мышцы не в состоянии проявлять необходимые двигательные качества сразу, им для этого требуется определенное время. Так, например, скоростной бег в процессе преодоления стометровой дистанции показывает, что на первой секунде скорость составляет только 55% и лишь к 5-6-й с достигает максимума.
Работа отдельных внутренних органов, показатели деятельности вегетативных систем еще более инертны. Если сердечный ритм хотя и нарастает с первых секунд, к максимальному своему значению он приближается почти через минуту. Врабатывание дыхательных функций происходит в течение нескольких минут и т.д.
При этом необходимо помнить, что чем длительнее, а, следовательно, и менее интенсивно выполняется работа, тем длительнее осуществляется и врабатывание.
16. Процесс физического воспитания и части практического занятия
Физическое воспитание - органическая часть общего воспитания; социально-педагогический процесс, направленный на укрепление здоровья, гармоничное развитие форм и функций организма человека, его физических способностей и качеств, на формирование и совершенствование двигательных навыков и умений, необходимых в быту и производит, деятельности, и в конечном итоге на достижение физического совершенства. Основные средства и пути Ф.в.- занятия физическими упражнениями (естественными и специально подобранными движениями и их комплексами - гимнастические, легкоатлетическими), различные виды спорта и туризма, закаливание организма (использование оздоровит, сил природы - солнце, воздух, вода), соблюдение гигиенического режима труда и быта, овладение спец. знаниями и навыками в области использования физических упражнений, средств закаливания, личной и обществ, гигиены в целях физического развития и совершенствования (т. н. физическое образование).
Физическое воспитание и образование не дадут долговременных положительных результатов, если они не активизируют стремление студента к самовоспитанию и самосовершенствованию. Самовоспитание интенсифицирует процесс физического воспитания, закрепляет, расширяет и совершенствует практические умения и навыки, приобретаемые в физическом воспитании.
Процесс физического воспитания - это замкнутый круговорот определенных занятий и этапов, образующих циклы.
Основы обучения движениям.
Этапы обучения движениям
При обучении двигательным действиям ставится задача довести до определенной степени совершенства двигательные умения, навыки и связанные с ними знания.
Определим понятия «двигательное умение» и «двигательный навык», чтобы избежать путаницы, когда эти термины ошибочно употребляются как синонимы.
Двигательное умение - это такая степень владения техникой действия, при которой, повышена концентрация внимания на составные операции (части), наблюдается нестабильное решение двигательной задачи.
| 1-й этап ОЗНАКОМЛЕНИЕ, ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ РАЗУЧИВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ Краткая характеристика этапа: замедленное выполнение; нестабильный итог; невысокая устойчивость, непрочное запоминание; осознанный контроль действий | |
| 2-й этап ФОРМИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЬНОГО УМЕНИЯ. УГЛУБЛЕННОЕ ДЕТАЛИЗИРОВАННОЕ РАЗУЧИВАНИЕ Краткая характеристика этапа: невысокая быстрота, нестабильный, итог; невысокая устойчивость; непрочное запоминание; осознанный контроль действия | |
| 3-й этап ФОРМИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЬНОГО НАВЫКА. ДОСТИЖЕНИЕ ДВИГАТЕЛЬНОГО МАСТЕРСТВА Краткая характеристика этапа: высокая быстрота, стабильный итог, высокая устойчивость, прочное запоминание, автоматизм двигательного действия |
Рис. 5.3. Общая структура обучения двигательному действию
