Основные функциональные пробы с физическими нагрузками. Часть 2

Устойчивая адаптация аппарата кровообращения к статическим нагрузкам

Все сказанное выше об экономизации функции сердца в покое в полной мере относится к спортивным тренировкам лишь той направленности, в которой преобладают динамические нагрузки, и прежде всего тренировки с преимуществом на выносливость. При преобладании статических нагрузок признаки экономизации функции выражены слабо, либо вовсе не выявляются.

Экспериментальные исследования и наблюдения за добровольцами позволяют прийти к заключению, что при таких тренировках функциональное состояние синусового узла и характер регуляции водителя ритма существенно не меняется.

Хорошо известно, что в процессе долговременной адаптации к нагрузкам статического характера, в противоположность воздействию динамических нагрузок, прослеживается четкая тенденция к сдвигу систолического и диастолического артериального давления к верхним границам нормы.

В отношении величины УО у штангистов большинство исследователей сходятся во мнении, что среднее значение УО у штангистов и лиц, не занимающихся спортом, практически не отличается.

Очевидно, что интегральный показатель функции аппарата кровообращения - СИ - в состоянии покоя у штангистов также сохраняется на уровне, свойственном нетренированным лицам. Это подтверждает проведенное нами исследование ТК у лиц с различной направленностью тренировочного процесса, показавшее, что среди тренирующихся преимущественно на развитие силы, преобладают спортсмены с эу-и ГрТК.

Все вышеизложенное свидетельствует о том, что статические нагрузки не способствуют совершенствованию и экономизации функции аппарата кровообращения в состоянии покоя. Об этом же свидетельствуют и изложенные выше данные о физиологии мышечной деятельности, согласно которым, при мышечной работе статического характера не меняется VO2 и артериовенозная разница. Тренировки статического характера сопровождаются увеличением нагрузки на сердце дополнительным сопротивлением, а значит, увеличением напряжения миокарда. Такой тип гиперфункции в первую очередь активирует пластические процессы и синтез белков миокардиоцитов и в конечном счете приводит к увеличению толщины сердечной мышцы.

На основании упомянутых ЭхоКГ и экспериментальных данных очевидно, что при тренировках на развитие выносливости прежде всего включаются механизмы, ответственные за расслабление сердечной мышцы, т.е. механизмы транспорта Са2+. Позднее на базе более полной релаксации развивается тоногенная дилатация сердца и лишь при очень больших объемах тренировочных нагрузок к дилатации присоединяется гипертрофия миокарда.

В свете изложенного заслуживает внимания исследование Ф.З. Меерсона, проведенное им совместно с Н.М. Мухарлямовым и К.Ш. Беленковым. В этом исследовании были сопоставлены морфометрические характеристики сердца, полученные с помощью ЭхоКГ у нетренированных лиц и у спортсменов-лыжников перворазрядников и мастеров спорта. Спортсмены были разделены на две группы - со средней и высокой тренированностью. Показатели морфометрии и гемодинамики исследовались в состоянии покоя и при ступенчато возрастающей физической нагрузке динамического характера.

Естественно, спортсмены обеих групп продемонстрировали более широкий уровень адаптации аппарата кровообращения к физическим нагрузкам, чем нетренированные. Однако особенно важно то, что между группой нетренированных лиц и спортсменами со средним уровнем тренированности не было выявлено достоверных различий ни в величине КДО, ни в величине ММЛЖ, в то время как у высокотренированных спортсменов эти показатели были достоверно выше.

При этом важно обратить внимание, что масса миокарда и размеры левого желудочка у значительной части спортсменов не выходили за пределы колебаний среднестатистических показателей, рассчитанных для нетренированных лиц.

Из этих данных вытекают два важных вывода.

Во-первых, достижение достаточно высоких спортивных результатов возможно и без развития выраженной гипертрофии миокарда.

Во-вторых, среднестатистические показатели объемов камер и массы миокарда имеют весьма офаниченное значение в оценке индивидуальных данных о состоянии адаптации сердца к физическим нафузкам.

Именно поэтому представляется чрезвычайно важным использовать для оценки состояния адаптации сердца к нафузкам показатель соотношения величин КДО/ММЛЖ или обратного отношения ММЛЖ/КДО.

Физиологический смысл показателя КДО/ММЛЖ заключается в том, что он позволяет определить путь адаптации сердца к гиперфункции. В норме и при рациональной адаптации сердца к нагрузкам величина отношения КДО/ ММЛЖ близка к 1,0.

При преимущественном включении релаксационных механизмов, увеличении растяжимости миокарда и дилатации полостей величина КДО/ММЛЖ превышает 1,0. Напротив, преобладание пластических процессов и увеличение массы миокарда будет сопровождаться снижением этого показателя.

На основе изложенных ЭхоКГ-данных об адаптационных сдвигах, развивающихся в ответ на физические нагрузки динамического и статического характера, следует рассмотреть возможные пути адаптации сердца при тренировке выносливости и силы.

Изучению адаптационных сдвигов аппарата кровообращения, развивающихся в ответ на регулярные нафузки статического характера, спортивная кардиология уделяет существенно меньше внимания, чем анализу воздействия динамических нафузок. Между тем статические нагрузки широко используются для развития силовых качеств во многих видах спорта. Однако в большинстве из них в тренировочном процессе широко используются и динамические нагрузки.

J. Morganroth и соавт, обследовав борцов, нашел у них достоверное увеличение ММЛЖ по сравнению с нетренированными лицами при практически неизменных размерах левого желудочка. Напротив, Н.Д. Граевская обнаружила у борцов существенное увеличение КДО, что, по-видимому, отражает большую роль нафузок динамического характера в тренировочном процессе у спортсменов этого вида спорта.

ЭхоКГ-исследования, проведенные в динамике у лиц, регулярно тренирующихся в статическом режиме, существенно дополнили представления о закономерностях долговременной адаптации сердца к мышечной работе такого характера. Так, Chkanakis и Rhickson доказали, что у начинающих спортсменов после 10-недельной тренировки с применением статических нагрузок достоверно увеличивается ММЛЖ без изменения КДО.

И все же экспериментальные исследования В.И. Пинчук и Б.А. Фролова, и ряда других авторов позволяют утверждать, что тренировки на развитие силы сопровождаются заметной гипертрофией миокарда без изменений размеров сердца и основных показателей центральной гемодинамики.

Все вышеизложенное дает основание считать, что регулярные тренировки статического характера не сопровождаются рациональной перестройкой функции аппарата кровообращения, способствуют формированию наклонности к прессорным реакциям, развитию гипертрофии миокарда и, по всей видимости, увеличению его жесткости.

Нельзя не отметить, что при обсуждении проблемы адаптации аппарата кровообращения к нагрузкам статического характера всегда как бы «за кадром» остаются вопросы приема анаболических стероидов. Возможность их неблагоприятного воздействия на сердечно-сосудистую систему следует всегда учитывать при анализе и оценке адаптации и ее нарушений у представителей силовых видов спорта.

Сосудистая система на стадии устойчивой адаптации к физическим нагрузкам

Изменения регуляции системного кровообращения под влиянием физических нагрузок динамического характера полностью укладываются в известные и обсуждавшиеся выше принципы экономизации функции систем в покое и при малых нагрузках и максимальной производительности при выполнении предельных нагрузок.

Г.Ф. Ланг отмечал отчетливое снижение артериального давления у спортсменов, которое, однако, не выходило за пределы нижних границ нормы. Позднее эти наблюдения были многократно подтверждены многими исследователями.

Влияние систематических тренировок на уровень артериального давления в покое было подробно изучено А. Г. Дембо и М.Я. Левиным. Они доказали, что снижение артериального давления у спортсменов, тренирующих выносливость, встречается тем чаще, чем выше уровень спортивного мастерства, стаж спортивных тренировок, их объем и интенсивность. Последнее обстоятельство подтверждается ростом ги-потензии от подготовительного к соревновательному периоду.

Таким образом, можно утверждать, что регулярные тренировки динамического характера сопровождаются артериальной гипотензией, в основе развития которой лежат адаптивные изменения артериальной сосудистой системы.

Действительно, трудно себе представить увеличение производительности спортивного сердца без увеличения гидравлической проводимости сосудов большого круга кровообращения.

Другим проявлением экономизации функции аппарата кровообращения у спортсменов являются адаптивные изменения скорости кровотока, которая существенно снижается у спортсменов по мере роста тренированности. Это, в свою очередь, создает благоприятные условия для максимального извлечения кислорода из крови в ткани.

Кроме того, в процессе адаптации к физическим нагрузкам динамического характера увеличивается растяжимость артерий, снижается их упругое сопротивление и в конечном счете увеличивается емкость артериального русла. Таким образом, снижение констрикторного тонуса сосудов облегчает движение крови и способствует снижению энергетических затрат сердца.

Снижение тонуса стенок артерий, возникающее под воздействием регулярных тренировок, прежде всего на выносливость, проявляется уменьшением скорости распространения пульсовой волны. Интенсивность кровотока через конечности у этих спортсменов также снижена. Показано, что при стандартной физической нагрузке приток крови к работающим мышцам спортсменов меньше, чем у нетренированных лиц.

Все эти данные подтверждают представление об экономизации функции сосудистой системы в состоянии покоя. Механизмы описанных выше изменений сосудистого тонуса при систематических тренировках в настоящее время не вполне ясны. Трудно допустить, что первоосновой снижения тонуса сосудов в состоянии покоя у спортсменов является снижение метаболической активности мышечной ткани. Этому противоречит выявляемое у спортсменов существенное повышение артериовенознои разницы по кислороду по сравнению с нетренированными лицами.

Эти данные скорее указывают, что при систематических тренировках увеличивается способность мышц использовать кислород. По современным представлениям, в совершенствовании регуляции сосудов резистивного типа участвуют три вида механизмов: гуморальный, местный и рефлекторный.

Хотя гуморальные механизмы повышения сосудистого тонуса, несомненно, принимают участие в реакции артерий на нагрузку, их роль в регуляции сосудистого тонуса не является ведущей. В ряде исследований выявлено, что регулярные тренировки динамического характера существенно снижают уровень катехоламинов крови в ответ на тестирующую нагрузку. Это дает основание полагать, что реакцию сосудов определяет не уровень катехоламинов крови, а высокая чувствительность нервных приборов сосудистой стенки.

Местные сосудистые реакции также активно участвуют в регуляции кровотока, но центральное место в регуляции сосудистого тонуса в состоянии покоя принадлежит нервно-рефлекторным механизмам регуляции.

Результаты исследований В. Saltin и соавт. свидетельствуют, что мобилизация функции сердечно-сосудистой системы при физических нагрузках осуществляется рефлекторно при помощи сигналов, исходящих из рецепторов работающих мышц. Эти рефлекторные реакции претерпевают существенные изменения под воздействием систематических физических нагрузок.

Авторы высказывают вполне обоснованное предположение, что сердечно-сосудистые рефлексы, совершенствующиеся при регулярных тренировках, формируются благодаря возбуждению хеморецепторов скелетных мышц.

В заключение следует подчеркнуть, что ведущую роль в изменении сосудистых реакций под влиянием систематических физических нагрузок играют рефлекторные механизмы, поскольку только они способны обеспечить тонкое взаимодействие различных систем жизнеобеспечения и точную регуляцию регионарного кровотока в различных областях.

При физических нагрузках статического характера, описанных выше, адаптационных изменений сосудистого тонуса не происходит. Напротив, при тренировках, направленных на развитие силы, интенсивность кровотока в состоянии покоя повышается. У штангистов, как известно, отмечается наклонность к повышению артериального давления.

Г.Ф. Ланг считал улучшение капиллярного кровотока в мышцах главным фактором, обеспечивающим лучшее использование кислорода. Что касается сердечной мышцы, то увеличение капиллярного кровотока, по мнению Г.Ф. Ланга, является непременным условием успешной адаптации к физическим нагрузкам. Сегодня факт увеличения пропускной способности коронарного русла и его емкости в результате адаптации к физическим нагрузкам полностью подтвержден и не вызывает сомнений.

Нейрогуморальная регуляция

В процессе адаптации к физическим нагрузкам происходит перестройка всех звеньев нейрогуморальной регуляции аппарата кровообращения. Центральные механизмы регуляции обеспечивают координацию деятельности сердца и сосудов с функцией других органов и систем и в конечном счете с потребностями организма в целом. Участие в регуляции кровообращения принимают структуры на всех уровнях центральной нервной системы.

Экономизация функции аппарата кровообращения в покое и при нагрузке обеспечивается самим формированием и совершенствованием двигательных навыков, которые немыслимы без активного участия ЦНС. По К.В. Зимкину, формирование двигательных навыков проходит три стадии:

1-я стадия характеризуется иррадиацией нервных процессов, генерализацией ответных реакций и вовлечением «лишних» мышц;

2-я стадия характеризуется формированием стереотипных движений;

3-я стадия характеризуется развитием высокой степени координации и автоматизации движений.

Вполне понятно, что экономичное функционирование двигательного аппарата обеспечивает экономизацию функции аппарата кровообращения. Такая экономизация в условиях покоя характеризуется возрастанием роли автономного контура регуляции. Последнее проявляется на уровне вегетативной регуляции ритма сердца брадикардией и увеличением амплитуды дыхательных волн.

Роль ЦНС в обеспечении максимальной производительности аппарата кровообращения особенно отчетливо проявляется в предстартовых состояниях, когда в ответ на действие ситуационного раздражителя развиваются преднаг-рузочные изменения деятельности сердца, целью которых является подготовка организма к выполнению тяжелых или ответственных упражнений.

Очевидно, что участие ЦНС в регуляции не ограничивается влиянием на сердце. Есть основание считать, что влияние ЦНС сказывается особо на сосудистой части аппарата кровообращения и других органах и системах, прежде всего на системе дыхания.

Периферические механизмы нервной регуляции аппарата кровообращения реализуются через симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы.

Адаптационная перестройка вегетативной регуляции приводит к тому, что в состоянии покоя снижается влияние на сердце обоих отделов вегетативной нервной системы. Однако, по мнению большинства исследователей, при этом имеет место относительное преобладание холинергических влияний.

Экономизация функции сердца в покое и при умеренных нагрузках достигается у спортсменов уменьшением степени активизации симпатоадреналовой системы по сравнению с нетренированными лицами. Достижение необходимого эффекта при этом обеспечивается благодаря повышению плотности адренергических нервных окончаний путем врастания между клетками новых симпатических волокон.

Изменения нейрогуморальной регуляции в процессе адаптации сводится к формированию устойчивых условно-рефлекторных связей и двигательных навыков. В сердце увеличивается мощность адренергических механизмов регуляции, что позволяет экономнее, с меньшей активацией симпатоадреналовой системы и меньшим количеством катехоламинов, мобилизовать его сократительную функцию.

Все сказанное в полной мере относится к аппарату кровообращения, адаптированному к динамическим нагрузкам. Что же касается регулярных нагрузок статического характера, то существенных сдвигов нейрогуморальной регуляции, направленных на экономизацию функции аппарата кровообращения в состоянии покоя, у них не наблюдается. Во всяком случае, как уже было сказано, по показателям вегетативной регуляции ритма и значениям ЧСС и УО штангисты при обследовании их в состоянии покоя существенно не отличаются от нетренированных лиц.

Экономизация функции аппарата кровообращения, обеспечиваемая регуляторными механизмами, выявляется у штангистов только при проведении специфических функциональных проб, таких, как, например, проба с натуживанием. При такой пробе у них по сравнению с нетренированными людьми оказались менее выраженными вазоконстрикторные эффекты, был меньшим подъем артериального давления, увеличение ЧСС, отмечалось более существенное падение УО и МОК.

Последнее обстоятельство наиболее важно для понимания механизмов долговременной адаптации, совершенствующихся при тренировке такой направленности. Меньшее увеличение ЧСС, большее падение УО и соответственно более выраженное снижение МОК следует рассматривать как свидетельство совершенствования и увеличения мощности анаэробных путей энергопродукции.

Что же касается динамических нагрузок, то возможности их выполнения у штангистов не отличаются от таковых у нетренированных лиц. Так, по данным В.Л. Карпмана и соавт., по тесту PWC=170 гимнасты и штангисты не отличались от нетренированных лиц, а по данным К.В. Аверковича, утомление у них при динамических нагрузках развивалось даже быстрее, чем у нетренированных.

Все сказанное полностью согласуется с принципом преимущественного структурного обеспечения систем, доминирующих в процессе адаптации. Этот принцип подразумевает формирование системы, обеспечивающей успешное выполнение физической нагрузки данной направленности в ущерб возможностям выполнения физических нагрузок иного характера.

Таким образом, преимуществами адаптированного сердца обладает сердце лиц, тренированных к выполнению физических нагрузок динамического характера.

Обратимость адаптации к физическим нагрузкам

Прекращение спортивных тренировок приводит, как известно, к постепенному снижению адаптации к физическим нагрузкам. При этом происходит довольно быстрое исчезновение «системного структурного следа», составляющего основу такой адаптации. Механизм этого явления состоит в том, что прекращение воздействия нагрузок в соответствующих системах, ответственных за адаптацию, приводит к падению синтеза РНК и уменьшению количества полисом, которые ответственны за синтез белка.

В экспериментах, проведенных в лаборатории Ф.З. Меерсона, было выявлено, что прекращение воздействия адаптационного фактора приводит сначала к снижению синтеза белка, а затем к исчезновению гипертрофии. В клинических условиях после коррекции аортального порока гипертрофия левого желудочка также претерпевала полное обратное развитие.

Все эти данные свидетельствуют о том, что прекращение физических нагрузок приводит к развитию процесса физиологической деадаптации.

Вопрос об обратной динамике адаптационного процесса в сердечно-сосудистой системе лиц, прекративших спортивные тренировки, стал интенсивно изучаться с появлением ЭхоКГ-метода. Немногочисленные ЭхоКГ-исследования спортсменов, прекративших регулярные тренировки, в целом подтверждают факт обратного развития гипертрофии миокарда.

Г.Е. Калугина у 80 спортсменов старше 36 лет выявила уменьшение массы миокарда левого желудочка при одновременном увеличении его полости. Г.Д. Шелия обнаружил обратное развитие признаков гипертрофии миокарда обоих желудочков, выявив достоверно меньшие величины массы миокарда у ветеранов спорта, по сравнению с действующими спортсменами.

Однако другие данные о динамике параметров сердца после прекращения спортивных тренировок не столь однозначны. Macchi у 16 футболистов и 7 боксеров в возрасте 40-60 лет, которые в течение 16 лет занимались профессиональным спортом, а затем не менее 10 лет не тренировались, выявил гипертрофию миокарда и дилатацию полости левого желудочка. Масса сердца у бывших спортсменов составила 332+97,3 г, а у лиц того же возраста, не занимавшихся спортом, - 220±27,2 г.

По мнению автора, прекращение тренировок не обеспечивает полного обратного развития адаптационных изменений. Во всяком случае, такие данные в известной мере совпадают с теоретическими построениями Ф.З. Меерсона, справедливо считающего, что исчезновение адаптационного структурного следа на заключительном этапе идет медленнее, чем вначале.

К этому можно добавить, что обратимость структурных адаптационных изменений, видимо, во многом зависит для высших животных от степени выраженности этих изменений и «цены», которую организм «платит» за адаптацию, а также от характера и темпа выхода из условий, формирующих адаптацию.

Zeppilli считает, что процесс обратного развития структурных изменений полностью обратим, а случаи возникновения концентрической гипертрофии после прекращения тренировок автор расценивает как результат раннего старения или присоединения ИБС или артериальной гипертензии.

Не ставя под сомнение правомерность такого подхода, нам кажется логичным рассматривать изменения, происходящие в организме спортсмена после прекращения интенсивных тренировок, на основе представлений о возможности как физиологической, так и патологической деадаптации, а возникновение вышеупомянутых патологических изменений связывать с нарушениями процесса деадаптации.

Огромную роль в развитии патологических изменений в организме ветеранов спорта играет, как уже было сказано, темп выхода из режима спортивных тренировок и возраст, в котором прекращается воздействие на организм такого адаптогенного фактора, как физические тренировки.

Утрата долговременной адаптации в пожилом возрасте представляет наибольший риск. Не менее опасным является и резкое прекращение тренировок.

Очевидно, что контроль за формированием физиологического спортивного сердца, или, точнее, физиологического спортивного аппарата кровообращения, представляется задачей первостепенной важности для спортивной кардиологии.

Дело в том, что недостаточные по объему и интенсивности, а также неадекватные по характеру двигательной деятельности физические нагрузки не способны вызвать тех благоприятных адаптационных сдвигов, с которыми мы привыкли ассоциировать оздоровительные эффекты физических тренировок. В частности, нагрузки статического характера не обеспечивают эффектов экономизации функции аппарата кровообращения в условиях покоя и совершенствования кислородтранспортной функции.

С другой стороны, чрезмерные физические нагрузки способны вызвать нарушения адаптации и несут в себе опасность перенапряжения. Все это требует от врача знания основных критериев физиологического сердца и умения диагностировать нарушения адаптации на ранних стадиях.

Формирование физиологического спортивного аппарата кровообращения традиционно принято связывать с некогда «классической» триадой признаков, выявляемых в покое, - брадикардией, артериальной гипотензией и гипертрофией миокарда. Сегодня эта триада требует дополнений и уточнений.

Прежде всего тренировка выносливости приводит не столько к гипертрофии, сколько к тоногенной дилатации полостей сердца, чего никак нельзя забывать, отождествляя эти два процесса. Устойчивой адаптации аппарата кровообращения к физическим тренировкам, преимущественно на выносливость, сопутствует также формирование гипокинетического типа кровообращения, который в подобных случаях полностью вписывается в представление об экономизации функции кровообращения в покое в ответ на адаптацию к нагрузкам.

Наконец, положительная клиническая трактовка всех вышеперечисленных признаков спортивного сердца требует пересмотра. Дело в том, что ни один из них не может и не должен рассматриваться отдельно, в отрыве от результатов комплексного обследования функции аппарата кровообращения в покое и при нагрузке.

Таким образом, брадикардия, артериальная гипотензия и особенно гипертрофия не являются однозначными атрибутами физиологического спортивного сердца, а должны рассматриваться не только «как шаг к развитию патологического состояния», но и как начало патологического процесса.

Реакция кардио-респираторной системы на физическую нагрузку

Субмаксимальные нагрузки вызывают значительные сдвиги со стороны обеспечивающих систем, чем и объясняется их информативность. Артериальное давление повышается до 180 мм.рт.ст. и более. Уже в первые секунды работы определяется выраженное учащение ритма сердца. Зубец Р увеличивается, зубец Т в начале работы несколько уменьшается и затем постепенно увеличивается. При хорошем функциональном состоянии после нагрузки наблюдаются укорочение интервалов RR, PQ и QТ, умеренное удлинение электрической систолы, умеренное повышение зубцов Р и Т, небольшое увеличение векторов QRS и Т, незначительное изменение вольтажа зубца R, сегмент ST на изолинии или на 0,6-1 см выше ее, но без деформации. Такая же направленность изменений, но при более выраженной степени сдвигов с их нарастанием от первой ко второй нагрузке, указывает на менее высокую функциональную готовность.

Значительное учащение ритма, уплощение зубцов Р и Т, появление отрицательных либо, наоборот, высоких остроконечных зубцов Т, смещение сегмента ST более чем на 1-1,5 мм с изменением его формы, выраженное снижение вольтажа зубцов R, расхождение векторов QRS и Т более чем 80°, появление аритмии свидетельствуют о неадекватности нагрузки состоянию обследуемого, что может зависеть от перенапряжения либо снижения функции кровообращения в результате заболеваний и требует анализа.

Непосредственно после нагрузки изменяются и показатели фазового анализа сердечного цикла: может появиться синдром острого утомления миокарда, характеризующийся удлинением как периода изоволюмического сокращения, так и периода изгнания. Однако при адекватной реакции на нагрузку быстро наступает нормализация.

Электрические и гемодинамические показатели после субмаксимальной нагрузки у здоровых лиц нормализуются обычно в пределах от 10-15 до 30-40 мин в зависимости от функционального состояния обследуемого. Значительно более выражены и дольше сохраняются изменения при пробах с максимальными нагрузками.

В.Л. Карпман предложил следующие ориентиры для подбора допустимой мощности и длительности нагрузок при определении МПК при тестировании.

На каждой ступеньке берут пробы выдыхаемого воздуха для определения потребления кислорода при данной мощности работы, записывают ЭКГ, определяют артериальное давление и проводят другие функциональные исследования в зависимости от задачи и контингента обследованных, что дает достаточную информацию о функциональном состоянии и резервных возможностях организма. МПК считается достигнутым, если, несмотря на увеличение нагрузки, оно больше не возрастает. У тренированных спортсменов это обычно наблюдается при нагрузке в пределах 1500-2000 кгм; при этом суммарная мощность выполненной работы составляет 20 000-30 000 кгм.

МПК характеризует аэробную производительность организма. Величина МПК зависит от возраста, пола, уровня тренированности, массы тела, генетических свойств человека.

У нетренированных МПК чаще всего находится в пределах 2,5-3,5 л/мин, или 60-80 мл/кг, в зависимости от специализации и уровня тренированности.

В.Л. Карпман для спортсменов-мужчин старше 18 лет в видах спорта, развивающих преимущественно выносливость, очень высокими показателями МПК считал более 78 мл/, высокими – 68-78, низкими - 46-50 и очень низкими - менее 46 мл/; для женщин - соответственно более 69, 60-69, 40-49 и менее 40 мл/. В спортивных играх и единоборстве эти величины составляют соответственно более 69, 60-68, 40-49 и менее 40 мл/ для мужчин и более 59, 52-59, 36-43 и менее 36 мл/ для женщин. У здоровых нетренированных лиц высокими можно считать показатели МПК 49-55 мл/ у молодых мужчин, 40-50 мл/ - в среднем возрасте, 35-43 мл/ - у лиц старше 55 лет. Для женщин молодого возраста высоким считают МПК 36-44 мл/, низким – 24-30 мл/, в 50-59 лет и старше - соответственно 27-32 и 16-24 мл/.

По данным В.В. Городецкого, большие величины МПК при одинаковой работе отражают меньшую экономичность энергообеспечения.

К тестам типа максимальных можно отнести и тесты на удержание критической или субкритической мощности нагрузки, но они не нашли широкого распространения в практике врачебного контроля.

При оценке максимальных тестов следует учитывать, что наступление момента отказа во многом зависит от воли обследуемого. Объективными признаками отказа могут служить резкое изменение внешнего вида обследуемого, появление жалоб на слабость, головокружение, боли в области сердца и правого подреберья, дыхательный коэффициент больше единицы, ЧСС более 200 уд/ мин, резкое повышение АД или, наоборот, падение артериального давления, увеличение концентрации лак-тата в крови до 14 ммоль и более, выраженный метаболический ацидоз и изменения ЭКГ. Эти признаки служат прямыми показаниями к прекращению нагрузки.  

В связи с известной опасностью такой нагрузки для недостаточно подготовленных и больных людей проба может проводиться только врачом либо с его участием в случае отсутствия противопоказаний и при наличии необходимых средств первой помощи.

Сопоставление работоспособности и приспособляемости, т.е. цены данной работы, достаточно полно характеризует функциональную подготовленность и состояние обследуемого. Даже высокая работоспособность при чрезмерном напряжении гемодинамики, выраженном метаболическом ацидозе, невысоком МПК и кислородном пульсе менее 20 мл на удар либо высоких показателях МПК при небольшом кислородном пульсе, инверсии зубцов Т либо появлении высоких остроконечных зубцов, снижении сегмента SТ более чем на 1,5 мм, снижении или резком возрастании вольтажа зубцов R, появлении различных видов нарушения ритма, особенно политопных и групповых экстрасистол, дискоординации функций свидетельствует о функциональном неблагополучии.

Неблагоприятными признаками надо также считать снижение содержания гемоглобина и эритроцитов при уменьшении средней гемоглобинизации эритроцитов, гиперлейкоцитоз с выраженным сдвигом лейкоцитарной формулы влево, падение концентрации лимфоцитов и эозинофилов, а также идентичные изменения при нарастающей лейкопении, продолжительное после нагрузки изолированное повышение гематокрита или снижение количества гемоглобина на фоне повышения числа ретикулоцитов, выраженное снижение содержания белка в крови, резкие изменения минерального обмена, в частности падение содержания ионов калия, натрия, фосфатидов, некомпенсированный метаболический ацидоз, появление в моче белка и форменных элементов, выраженное снижение ее плотности, ухудшение функции ЦНС и нервно-мышечного аппарата. Особенно неблагоприятны чрезмерное напряжение функций и замедленное восстановление их при невысоких показателях работоспособности.

Высокая работоспособность даже при значительной реакции гемодинамики, обмена и симпатоадреналового звена регуляции при нормальном течении процессов восстановления указывает на высокие функциональные возможности и способность организма к их мобилизации при предъявлении максимальных требований.

Например, у высокотренированного бегуна на длинные дистанции при предельной мощности работы 2650 кгм/мин и МПК 78 л/кг ЧСС достигала 210 уд/мин, систолическое артериальное давление - 220 мм.рт.ст. при нулевом диастолическом, систолический объем увеличивался до 180 м, минутный - до 36 л/мин, наблюдались выраженные сдвиги на ПКГ и ЭКГ, но без нарушения ритма и деформации конечной части кривой, кислородный долг составлял 15 л, но уже к 2-й минуте после нагрузки в основном погашался, значительная часть лактата утилизировалась, гемодинамические сдвиги восстановились в пределах 25 мин. Существенной можно считать экономизацию кислородного пульса на субкритичном уровне.

Эффективность и устойчивость системы внешнего дыхания при максимальных нагрузках проявляются высокой аэробной мощностью: МПК 5-6 л/мин, минутный объем дыхания - 70-80 л, кислородный пульс - 25-30 мл на удар, высокий и устойчивый коэффициент использования кислорода и выделения СО2.

Важным показателем функционального состояния является и анаэробная производительность организма - его способность работать в бескислородном режиме, когда накапливаются недоокисленные продукты гликолиза, что приводит к резким сдвигам во внутренней среде, и кислородный долг оплачивается после нагрузки. Эту сторону деятельности организма характеризуют величины кислородного долга, степень накопления молочной кислоты и способность к ее утилизации. После максимальных нагрузок концентрация лактата в крови увеличивается до 10-14 ммоль/с, а в ряде случаев даже до 16-20 ммоль/с.

Определенное значение придают порогу анаэробного обмена. Его устанавливают по уровню мощности работы, при котором изменения выбранного показателя достигают наибольшего значения. Считается, что чем выше уровень, тем выше работоспособность обследуемого.

Обычно ПАНО определяют по вентиляционным показателям или по динамике содержания лактата. В.В. Городецкий считает величину ПАНО характеристикой степени экономичности обеспечения мышечной деятельности, снижение которой может служить ранним признаком перенапряжения.

Принято считать, что ПАНО соответствует увеличению лактата до 4 ммоль/л, в то время как верхняя граница аэробного энергообеспечения находится на более низком уровне содержания лактата. Однако индивидуальные показатели ПАНО далеко не всегда совпадают с «критическим» уровнем лактата. Кроме того, динамическое определение содержания лактата в процессе работы затруднено, поэтому известным ориентиром могут служить Кио2 и Ксо2. С увеличением мощности нагрузки их величины снижаются. Чем больше устойчивость Кио2 и чем длительнее сохраняется его превышение над уровнем выделяемой углекислоты, тем выше уровень функциональной подготовленности обследуемого. В последнее время высказываются сомнения в диагностическом значении ПАНО.

Между аэробной мощностью и временем ликвидации лактатной задолженности отмечена высокая корреляция. Чем быстрее ликвидируется задолженность, тем выше тренированность спортсмена. Имеется, правда, и мнение о том, что уровень лактата в крови, превышающий лактатный порог, не обязательно свидетельствует об увеличении лактата в мышцах.

Кислородный долг у нетренированных мужчин обычно не превышает 110 мл/кг; у женщин он на 30-40% меньше. У лиц, тренированных преимущественно на выносливость, он может достигать 250-300 мл/кг, но чаще всего находится в пределах 100-200 мл/кг у мужчин и 60-120 мл/кг у женщин, в скоростносиловых и сложнокоординационных видах спорта – 100-150 мл/кг.

Высокой информативностью в оценке реакции организма на физические нагрузки и течения процессов восстановления обладают биохимические критерии, отражающие содержание в крови показателей углеводного, липидного и белкового обмена, кислотноосновного состояния, ферментной активности.

Преимущественный вклад различных видов метаболизма в энергообеспечение и степень мобилизации отражающих их показателей зависят от зоны мощности работы, уровня тренированности и индивидуальных особенностей обследуемого. При кратковременной работе наиболее выражены изменения КОС, содержания лактата и неорганического фосфора, при работе субмаксимальной мощности - также гликолиза, при длительной работе - анаэробного пути ресинтеза АТФ, содержания сахара в крови, НЭЖК, 11-оксикортикостероидов. Показательно также содержание креатинина.

При максимальных нагрузках наблюдаются значительные сдвиги всех компонентов метаболизма: содержание глюкозы в крови может повыситься до 8-9 ммоль/л, лактата - до 12-17 и даже 18-20 ммоль/л, глицерина - до 0,3-0,4 ммоль/л, НЭЖК - до 2-3 ммоль/л, мочевины - до 3-14 ммоль/л; снижается содержание инсулина, накапливается мочевина, нарастание компенсированного метаболического ацидоза проявляется снижением рН крови до 7,1-7,15 и изменением всех компонентов КОС.

Важнейшим фактором адаптации является состояние симпатоадреналовой системы и системы гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников. Активность симпатоадреналовой системы во время нагрузки повышается, что выражается в увеличении содержания в плазме катехоламинов и их предшественников и весьма важно для обеспечения деятельности сердечно-сосудистой системы, терморегуляции, регуляции водного и минерального обмена. О функциональном состоянии ГГКН судят по выделению в моче кортикостероидов.

По данным Н.Н. Шарова и Г.А Шрей-берга, оптимальный тип реакции системы ГГКН на нагрузку - увеличение выделения кортизона при относительно меньшем выделении 11-окси- и 17-дезоксикортикостероидов. Относительно более выраженное увеличение выделения последних менее благоприятно.

А.А. Чарыева отмечает высокую информативность критериев энерготранспортной роли креатинфосфатного механизма, углеводно-липидных взаимоотношений и гормональной регуляции с учетом содержания соматотропина, кортизола, глицерина и лактата, прирост которых после нагрузки коррелирует со спортивной работоспособностью.

В.В. Меньшиков и соавт. отмечают, что при неадекватной нагрузке и перенапряжении изменения содержания в плазме НЭЖК, лактата, глицерина и гуморально-гормональных звеньев регуляции рассогласовываются.

В.А. Рогозкин различает три группы реакций эндокринной системы при физических нагрузках: срочные реакции, реакции умеренной интенсивности и реакцию с отставленным эффектом, связанную с изменением концентрации инсулина, соматотропина и глюкагона. При нагрузках активность ферментов крови повышается.

Важным показателем функционального состояния является быстрота нормализации метаболизма в восстановительном периоде.

Таким образом, современная спортивная медицина располагает многочисленными критериями для оценки функционального статуса и возможностей организма в целом и отдельных звеньев, его адаптации к физическим нагрузкам.

Комплексная оценка результатов функционального исследования

Обширная и все увеличивающаяся с развитием естественных наук и прикладной физиологии информация о функциональном состоянии, основанная на результатах частных, фрагментарных, исследований, создает существенные затруднения для заключения о совокупной деятельности органов, физиологических систем целостного организма, ответственных за сохранение гомеостаза в различных условиях. Широко распространенный аналитический подход, не отражающий закономерностей интегративной биологической организации жизнедеятельности организма, неадекватен запросам функциональной диагностики, динамического врачебного контроля, управления тренировочным процессом, коррекции в случаях необходимости режима тренировки.

Структурно системная методология, реализованная в кибернетических исследованиях, успешно разрабатывается на основе учения П.К. Анохина о функциональных системах обеспечения гомеостаза.

Принципиальными основами этого учения являются представления о функциональной системе как временно формирующейся совокупности тесно взаимодействующих на основе обратной связи структурных элементов организации биологических процессов жизнедеятельности, направленных на получение конкретного полезного результата. Важнейшей особенностью всякой функциональной системы является ее способность к саморегуляции, включающей молекулярные, клеточные, органные подсистемы, функционирующие по принципу взаимозависимости и подчиненности под контролем центральных механизмов управления. Благодаря динамической регуляторной деятельности различные функциональные системы способствуют постоянству внутренней среды организма - гомеостазу.

Нормальное здоровье спортсменов, особенно в состоянии спортивной формы, характеризуется широким диапазоном оптимального функционирования в различных условиях окружающей среды и при значительных физических и психоэмоциональных воздействиях. Однако надежность организма как биологической системы неабсолютна. В спорте, где столь часты острые стрессорные воздействия, грани между нормой и патологией особенно подвижны. Перенапряжение как регулирующих механизмов, так и регулируемых эффекторных органов служит причиной возникновения в этих ситуациях предпатологических, а иногда и явно патологических процессов.

Системно-количественный анализ функциональных систем позволяет выявить взаимозависимость функций подсистем, регулируемых центральными и автономными механизмами управления, обеспечивающих полезный результат адаптации организма в целом и отдельных его подсистем, а при необходимости коррекции состояний направленно действовать на конкретное звено системы. В качестве примера можно привести методику, разработанную А.Н. Меделяновским в лаборатории нормальной физиологии АМН СССР. 

Методика основывается на качественно-количественном анализе изменений совокупности параметров, а также их производных, которые позволяют описать регуляцию кардиореспираторной системы: минутного потребления кислорода, минутного объема сердца, минутного объема дыхания, периферического сопротивления сосудов. Их совокупность составляет структуру важной транспортной функции кардиореспираторной системы. Критериями оценки состояния этой функциональной системы являются эффективность и уравновешенность ее структурных элементов, а также системное дыхание. Регистрация этих показателей проводится в процессе ступенчато повышающейся нагрузки до отказа.

Эффективность функционирования кардиореспираторной системы определяется на основе сопоставления отношений показателей производительности каждого из трех эффектов к величине полезного эффекта, т.е. потребления кислорода на единицу времени. Кроме того, используется интегральный показатель эффективности в виде индекса МОС, МОД, I1CC/VO2, который отражает степень напряжения согласованной работы трех подсистем, приходящуюся на единицу полезного эффекта функциональной системы в целом.

О функциональном состоянии кислородтранспортной функции кровообращения судят по динамике показателей эффективности функционирования кардиореспираторной системы: MOC/VO2, МОД/VO2, ПСС/VO2 и ИПЭ при нарастании мощности нагрузок. Минимальное значение ИПЭ, выявляемое по мере повышения мощности нагрузки, соответствует индивидуальному оптимальному режиму функционирования кардиореспираторной системы.

Зона оптимального режима работы зависит от диапазона адаптационных способностей изучаемой системы. Расчет показателей уравновешенности, проводимый по соотношению производительности отдельных эффекторов, отражает долю участия каждого в достижении полезного эффекта всей системы.

Структурно-количественный анализ свидетельствует о наличии статистически достоверных различий по всем параметрам функционирования кардиореспираторной системы в зависимости от функционального состояния, возраста и подготовленности: наиболее экономно у здоровых спортсменов, наименее - у лиц, не занимающихся спортом, среднее место занимают спортсмены с изменениями сердца, а также лица пожилого возраста.

Межгрупповые данные в процессе выполнения ступенчато повышающихся нагрузок на велоэргометре наглядно выявляют характер и степень различий - в показателях эффективности по каждому производному параметру - MOC/VO2, МОД/УО2 ПСС/УО2, а также по ИПЭ.

Для характеристики динамики показателя эффективности работы сердца и аппарата внешнего дыхания имеет значение их внутренняя структура, т.е. соотношения обменных и частотных характеристик функций сердца и аппарата внешнего дыхания. Объемно-частотные соотношения отражают резервные возможности каждого из эффекторов.

Таким образом, метод системно-структурного количественного анализа позволяет судить о перестройке функциональных систем организма в процессе физических нагрузок, определить слабые звенья и, что очень важно, прогнозировать оптимальные нормативы мышечной деятельности в каждом конкретном случае.

Поскольку показатели различных методов исследования не всегда однозначны, часто нелегко сделать обобщающее заключение о функциональном состоянии спортсмена. В связи с этим важно объективно сопоставлять полученные при обследовании показатели. Для этого можно использовать ряд сравнительно несложных методических подходов.

    Banner Akad_Zaharkin_Novosib Banner IdealScout Banner SportExpert banner altayvitaminy ArtHockey Banner_Sakhalin

Все права защищены. Любое использование материалов сайта допускается только с разрешения правообладателя. За получением разрешения на использование обращаться по адресу E-Mail Image При любом использовании материалов ссылка на сайт lifeinhockey.ru обязательна ©