Влияние физических упражнений на сердечно – сосудистую, дыхательную и нервную систему

Основное назначение тромбоцитов  — участие в процессе гемостаза (см. раздел 6.4). Важная роль в этой реакции принадлежит так называемым тромбоцитарным факторам, которые сосредоточены главным образом в гранулах и мембране тромбоцитов. Часть из них обозначают буквой Р (от слова platelet — пластинка) и арабской цифрой (Р1, Р2 и т. д.). Наиболее важными являются Р3, или частичный (неполный) тромбопластин, представляющий осколок клеточной мембраны; Р4, или антигепариновый фактор; Р5, или фибриноген тромбоцитов; АДФ; контрактильный белок тромбастенин (напоминающий актомиозин), вазоконстрикторные факторы — серотонин, адреналин, норадреналин и др. Значительная роль в гемостазе отводится тромбоксану А2 (ТхА2), который синтезируется из арахидоновой кислоты, входящей в состав клеточных мембран (в том числе и тромбоцитов) под влиянием фермента тромбоксансинтетазы.

На поверхности тромбоцитов  находятся гликопротеиновые образования, выполняющие функции рецепторов. Часть из них «замаскирована» и экспрессируется после активации тромбоцита стимулирующими агентами — АДФ, адреналином, коллагеном, микрофибриллами и др.

Тромбоциты принимают  участие в защите организма от чужеродных агентов. Они обладают фагоцитарной активностью, содержат IgG, являются источником лизоцима и β-лизинов, способных разрушать мембрану некоторых бактерий. Кроме того, в их составе обнаружены пептидные факторы, вызывающие превращение «нулевых» лимфоцитов (0-лимфоциты) в Т- и В-лимфоциты. Эти соединения в процессе активации тромбоцитов выделяются в кровь и при травме сосудов защищают организм от попадания болезнетворных микроорганизмов.

Регуляторами тромбоцитопоэза  являются тромбоцитопоэтины кратковременного и длительного действия. Они образуются в костном мозге, селезенке, печени, а также входят в состав мегакариоцитов и тромбоцитов. Тромбоцитопоэтины кратковременного действия усиливают отшнуровку кровяных пластинок от мегакариоцитов и ускоряют их поступление в кровь; тромбоцитопоэтины длительного действия способствуют переходу предшественников гигантских клеток костного мозга в зрелые мегакариоциты. На активность тромбоцитопоэтинов непосредственное влияние оказывают ИЛ-6 и ИЛ-11.

Сердце - это центральный орган ССС  человека, располагается в грудной  клетке. Сердце является источником движения крови, насос и мотор в одном органе. Работа сердца состоит из отдельных фаз: сокращение сердца -  систола, расслабления – диастола.     

Работа  сердечной мышцы тесно связана  с работой всех остальных мышц: чем больше они «трудятся», тем больше нужно работать и сердцу. Ясно, что, развивая и тренируя свои мышцы во время занятий физическими упражнениями, мы также развиваем и укрепляем сердечную мышцу. Так, учеными установлено, что в покое  у людей, не занимающихся физической культурой и спортом, при каждом сокращении сердце выбрасывает 50-60 см³ крови. У людей, систематически занимающихся физическими упражнениями, в покое при каждом сокращении сердце выбрасывает до 80 см³ крови.    

Нетренированное сердце отвечает на физическую нагрузку резким учащением сокращений, а тренированное (даже при большой физической нагрузке) бьется значительно реже, но зато начинает сильнее сокращаться и полностью обеспечивает усиленную потребность организма в кислороде. Сердце меньше устает, лучше питается, нуждается в меньшем отдыхе.     

У тех, кто постоянно занимается физической культурой, сердце легче приспосабливается к новым условиям работы.

Важными показателями, оценивающими состояние  ССС, являются ЧСС (частота сердечных  сокращений) и АД (артериальное давление).

Пульс является важным, простым и информативным показателем состояния организма. Частота пульса – интегральный показатель сдвигов в организме, он довольно точно представляет уровень физической нагрузки. Для оценки реакции  ССС используется проба с 20 приседаниями, ортостатическая проба.

При изменении положения тела с горизонтального  до вертикального, изменяются условия  циркуляции крови, на которые ССС  реагирует учащением пульса, что  служит для оценки адаптационной  реакции.  У обследуемого лежа измеряется ЧСС (уд/мин), после чего он спокойно встает.  В первые 15 с после вставания снова измеряется ЧСС. По разнице ЧСС лежа и стоя как раз и судят о состоянии ССС на небольшую нагрузку при изменении положения тела. Так, разница до 10 уд/мин свидетельствует о хорошем физическом состоянии и тренированности, а более 20 уд/мин – о переутомлении и неудовлетворительном состоянии.

Так же используется проба с 20 приседаниями.  В состоянии покоя, в положении  сидя, подсчитывается пульс в течение 10 с. Затем проделываются 20 приседаний за 30 с. После приседаний в положении сидя подсчитывается пульс в первые 10 с. Учитывается не только  ЧСС, но и то, как быстро  пульс сможет восстановиться до исходного состояния.  Чем быстрее это произойдет, тем лучше состояние ССС.

Под влиянием длительной и систематической тренировки заметные изменения происходят в функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы. Своеобразные, неповторимые при других состояниях изменения касаются пульса, дыхания, артериального давления. Ряд признаков имеет существенное значение для оценки состояния тренированности.

Для хорошо тренированных  спортсменов в состоянии покоя характерен замедленный пульс (спортивная брадикардия) и замедленный ритм дыхания (спортивное брадипноэ). Редкий пульс (от 60 до 40 ударов в минуту), одновременное урежение ритма дыхания (до 6—12 дыханий в минуту) — довольно частое явление у хорошо тренированных спортсменов. В. Н. Коваленко сообщил, что он наблюдал мастера спорта по лыжам, у которого утром в постели частота пульса была 28 ударов в минуту. В день исследования этот спортсмен показал высокий результат, выиграв первенство Белоруссии на дистанции 30 км.

Наряду с  урежением пульса и дыхания обычно у спортсменов отмечают тенденцию  к снижению максимального артериального  давления — до 100 мм рт. ст. и ниже, что соответствует нижней границе  известных норм. Минимальное артериальное давление не меняется или незначительно понижается. Пульсовое давление в состоянии покоя у тренированных по сравнению с нетренированными всегда несколько повышено. Таким образом, несмотря на редкий пульс, минутный объем сердца не уменьшается. Подобное состояние отражает экономную работу органов кровообращения и дыхания, которые с меньшей затратой энергии обеспечивают потребность в кровообращении. Тренированному сердцу свойственно выполнять работу не столько за счет учащения сердечных сокращений, сколько за счет увеличения ударного объема. Указанные изменения являются результатом улучшения нервной регуляции кровообращения и дыхания в целом, что происходит путем выработки условнорефлекторных связей в период тренировки. Имеют значение характерные изменения в тонусе вегетативного отдела нервной системы (повышение тонуса блуждающего нерва).

Необходимо  уделять большое внимание изучению у спортсменов гипертонических  состояний. По данным Н. И. Вольнова, число  спортсменов с повышенным артериальным давлением (свыше 130/80 мм рт. ст.) довольно велико; это требует тщательного изучения причини мер предупреждения.

Исследованиями  последнего времени показано, что  гипертрофия сердца сама по себе не может являться обязательным показателем  тренированности прежде всего потому, что далеко не у всех спортсменов сердца подвергаются рабочей гипертрофии.

С. П. Летунов, Р. Е. Мотылянская и Н. Д. Граевская  на основании изучения форм и размеров сердца ведущих спортсменов Советского Союза рекомендуют выделять три  фазы его гипертрофических изменений.

В первой фазе (первый тип спортивного сердца) гипертрофия выражена настолько слабо, что форма и размеры сердца изменяются весьма незначительно. Все размеры сердца (диаметры, площадь и объем), как правило, находятся в пределах, близких или слегка превышающих величины, наблюдаемые у лиц, не занимающихся спортом. К этой группе они отнесли 20,1% всех обследованных спортсменов. Такое сердце нормальных размеров и формы наблюдали даже у спортсменов с большим спортивным стажем.

Во второй фазе (второй тип спортивного сердца) отмечена выраженная гипертрофия левого желудочка; последний удлинен и имеет шарообразную форму. Размеры сердца нередко увеличиваются, особенно его продольный размер и площадь; левая граница соответственно смещается влево и вниз, верхушечный толчок может быть смещен в шестое межреберье и находиться по средне ключичной линии. К этой группе они отнесли наибольшую часть обследованных спортсменов— 62,2%. Такого характера изменения наблюдали у спортсменов, ведущих в течение продолжительного времени усиленную тренировку с частым использованием максимальных нагрузок.

В третьей фазе (третий тип спортивного сердца) гипертрофируется не только левый, но и правый желудочек. При этом размеры  сердца увеличиваются чаще, чем в  первой и во второй фазах, но далеко не всегда. К этой группе было отнесено 17,7% всех обследованных спортсменов. Такого рода изменения наблюдали у спортсменов, ведущих напряженную тренировку с недостаточно постепенным повышением нагрузки, чрезмерно частым использованием максимальных напряжений и недостаточным отдыхом, т. е., по-видимому, у них были погрешности в методах и плане тренировочных занятий.

Исследованиями  более позднего времени доказано, что спортивному сердцу свойственна  или одновременная гипертрофия  правого и левого желудочков, или  гипертрофия преимущественно правого желудочка; изолированной гипертрофии левого желудочка не бывает (Ж. А. Тесленко, В. В. Булычев).

Следует иметь  в виду, что все три фазы изменений  сердца спортсменов имеют динамический и в значительной степени обратимый  характер. В условиях изменений тренировочного режима удавалось наблюдать переход одной фазы изменений в другую. Выключение спортсмена на длительный срок из тренировок и участий в соревнованиях может привести к обратному развитию мышцы сердца; спустя некоторое время характерные для спортивного сердца признаки могут полностью исчезнуть. Гипертрофия мышцы сердца обратима, если будут сняты причины ее гиперфункции (С. С. Вайль). Этим спортивное сердце отличается от патологически измененного, в котором органические изменения и их последствия носят стойкий и, как правило, необратимый характер.

Практически врачу  следует всегда иметь в виду возможные  варианты так называемого спортивного  сердца. Важно правильно диагностировать  здоровое гипертрофированное

сердце, уметь  отличать его от патологических форм. Всякого рода значительные отклонения от нормы размеров и формы сердца у лиц, занимающихся спортом, подлежат тщательной проверке, и диагноз должен быть уточнен.

Представляют  интерес изменения формы и  расположения сердца под влиянием различного характера физических упражнений. Такого рода исследования проведены М. А. Джафаровым под руководством М. Ф. Иваницкого — крупного анатома, создателя оригинального направления в отечественной анатомии — динамической анатомии. При помощи рентгенологических методов исследования М. А. Джафаров изучал изменения сердца и диафрагмы при выполнении гимнастических упражнений. Он установил, что во время упражнений сердце значительно меняет свою форму и перемещается в грудной клетке в пределах 10 см.

Физические  упражнения и система дыхания

   Если  сердце представляет собой насос, перекачивающий кровь и обеспечивающий ее доставку ко всем тканям, то легкие - главный  орган дыхательной системы - насыщают эту кровь кислородом.    

Физические  упражнения увеличивают поступление  кислорода   
в организм, активизируют функцию дыхания. При вдохе легче осуществляется доставка кислорода из воздуха к легким и далее через кровь ко всем тканям организма, при выдохе удаляются продукты обмена, и в первую очередь углекислота.    

Под влиянием физических упражнений увеличивается количество воздуха, вентилируемого легкими. Дыхательные  мышцы, которые в значительной мере обусловливают качество вдоха, становятся сильнее, реберные хрящи эластичнее. Увеличивается экскурсия грудной клетки, которая определяется разностью ее окружности на полном вдохе и полном выдохе.    

Основные  физиологические характеристики дыхания:

Жизненная емкость  легких (ЖЕЛ) – объем воздуха, полученный при максимальном выдохе, сделанный  после максимального вдоха.

1. Мощность вдоха-выдоха.
2. Частота дыхания
3. Легочный газообмен.

    Если  у людей, не занимающихся физическими  упражнениями, экскурсия грудной  клетки равняется 4-6 см, то у физкультурников  она составляет 8-10 см. Физические упражнения повышают потребность организма  в кислороде и заставляют легкие усиленно работать. Благодаря этому объем легких значительно увеличивается, они могут пропускать большие массы воздуха, что ведет к обогащению крови кислородом. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) измеряется специальным прибором - спирометром, который определяет в кубических сантиметрах объем выдыхаемого воздуха после максимального вдоха. Чем больше этот объем, тем лучше развит дыхательный аппарат. У нетренированных людей средняя величина ЖЕЛ равна 3-4 л, у тренированных до 6 л.    

Хорошо  развитый дыхательный аппарат - надежная гарантия полноценной жизнедеятельности клеток. Ведь известно, что гибель клеток организма в конечном итоге связана с недостатком снабжения их кислородом. И напротив, многочисленными исследованиями установлено, что чем больше способность организма усваивать кислород, тем выше физическая работоспособность человека. Тренированный аппарат внешнего дыхания (легкие, бронхи, дыхательные мышцы) - это первый этап на пути к улучшению здоровья.     

У тренированного человека система внешнего дыхания работает более экономично. Так, частота дыхания с 15-18 вдохов в минуту снижается до 8-10, при этом несколько возрастает его глубина.   
Из одного и того же объема воздуха, пропущенного через легкие, извлекается большее количество кислорода.