Изменение частоты сердечных сокращений и артериального давления при работе разной мощности

Санкт-Петербургская Государственная  Академия физической культуры им. П.Ф. Лесгафта

 

 

 

 

кафедра массовой физическо-оздоровительной работы и туризма

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: «Изменение частоты сердечных  сокращений и артериального давления при работе разной мощности».

 

Исполнитель: Наумов Андрей

   Иванович

   IV курс, группа 2

   факультет массовой физическо-

          оздоровительной  работы

          и туризма 

Научный руководитель: Трофимова  М.П.

 

Защищена

Дата «_____»___________2000 год

На оценку______________

Зав. кафедрой __________(подпись)

 

Нижний Новгород

2000 год

 

ПЛАН

Введение………………………………………………………………………………………………………………………… 3

Часть 1. Зависимость  производительности сердца от интенсивности  трудового процесса……………………………………………………… 4

Часть 2. Изменение артериального  давления при работах разной мощности………………………………………………………………………………………………………16

Часть 3. Электрокардиографические показатели у конькобежцев и гимнастов  при разных уровнях физической нагрузки ………………………………………………….…………………………………………………………………21

Заключение……………………………………………………………………………………………………………………23

Список использованной литературы…………………………………………………………25

Приложения……………………………………………………………………………………………………………………26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Тема моей курсовой работы – «Изменение частоты сердечных сокращений и артериального давления при работах разной мощности». Исследования в данной области особенно актуальны в условиях современного развития спорта и туризма. Коммерциализация спортивной сферы зачастую неблагоприятно отражается на здоровье спортсменов, вынуждая их «работать на износ». Предстоит определить барьер, разделяющий сферы нагрузки и перегрузки и одним из факторов, играющий роль при этом разделении является частота сердечных колебаний и показатель артериального давления.

Курсовая работа логически разделена  на три главы. В первой главе рассматривается  зависимость производительности сердца от интенсивности труда. Первая глава  – основополагающая; в ней приводятся конкретные данные по исследованиям  спортивных коллективов. Вторая глава посвящена изменениям артериального давления при работах разной мощности. Третья глава является специально-практической и в ней приводятся данные оценки электрокардиографических изменений у отдельных групп спортсменов (конькобежцев и гимнастов).

Для написания  курсовой работы я использовал литературу по курсам «Спортивная медицина», «Физиология» и «Кардиология». Взаимосвязь этих предметов объясняется выбранной  мною темой. Особенно хотелось бы выделить сборник Н.Н. Асафовой «Состояние вегетативных функций при физической работе и работоспособность человека», сборник «Функциональные изменения в организме при мышечной деятельности», изданный в 1987 г. в Алма-Ате, а также книгу Меркуловой Р.А., Хрущева С.В., Хельбина В.Н. «Возрастная кардиогемодинамика у спортсменов». Эти издания послужили главной практической базой работы.

 

Часть 1. Зависимость производительности сердца от интенсивности трудового  процесса.

С увеличением мощности выполняемой  работы увеличивается производительность сердца. Особый интерес представляют механизмы, обеспечивающие это увеличение. Как выяснилось, у нетренированных спортсменов с различной физической подготовленностью, различного возраста особую роль в нарастании минутного объема кровообращения при мышечной работе повышающейся мощности играет систолический объем крови. Ниже приведена таблица, характеризующая зависимость показателей кардиогемодинамики у нетренированных (1) и тренированных (2) подростков 13-16 лет от мощности мышечной работы (N)¹

Показатель	Тренированность	Уровень регрессии
Частота сердечных сокращений, уд/мин	1 2	0,102N+87 (1) 0.08N+86 (2)
Систолических объем крови, мл	1 2	0.035N+60.5 (3) 0.04N+65.5 (4)
Минутный объем крови, л/мин	1 2	0.012 N+4.8 (5) 0.012 N+4.8
Длительность периода изгнания, м/с	1 2	209-0.12N (6) 209-0.099 (7)
Скорость сердечного сброса, мл/с	1 2	0.68N+210 (8) 0.68N+210

 

Показатели кардиогемодинами, кроме  систолического объема крови, при мышечной работе повышающейся мощности изменяются в линейной зависимости от мощности выполняемой мышечной нагрузки. Такая взаимосвязь изучаемых показателей позволяет рассчитать их значение в широком диапазоне мощностей. Сравнения уравнения 1 с подобными уравнениями у нетренированных детей и подростков, показало, что у нетренированных мальчиков 11-12 лет прирост частоты сердечных сокращений на каждые 100 кгм/мин мощности составляет 13,3 уд/мин, в то же время у подростков 13-16 лет – 10,2 уд/мин. Иными словами, у наблюдаемых подростков, частота сердцебиений нарастает медленнее, чем у мальчиков 11-12 лет (в изучаемом диапазоне мощностей). Это можно объяснить более высокими функциональными возможностями аппарата кровообращения подростков 13-16 лет, физическая работоспособность которых почти в 1,5 раза превышает работоспособность  детей 11-12 лет. «Систематические занятия спортом приводят к экономизации сердечной деятельности, что выражается прежде всего в снижении частоты сердечных колебаний».² Во всем диапазоне применявшихся нагрузок частота сердечных сокращений у юных спортсменов на 10-20 уд/мин ниже, чем у нетренированных сверстников. 

Зная частоту сердечных сокращений и подставив значения в указанные  выше уравнения, можно рассчитать мощность выполняемой физической нагрузки. Например, пр  частоте сердечных сокращений 120 уд/мин у подростков 13-16 лет мощность нагрузки будет равна:

120 = 0,102 N + 87

N = 323 кгм\мин

При выполнении возрастающей физической нагрузки систолический объем крови  у 13-16 летних нетренированных подростков имеет линейную зависимость вплоть до нагрузки 700 кгм/мин, а у тренированных сверстников – до 850 кгм/мин. Максимальная величина систолического объема крови составила у нетренированных 84 мл, у тренированных 100 мл, а частота сердечных сокращений у всех подростков была практически одинаковой (158, 154 уд/мин).

У нетренированных подростков максимальная величина систолического объема крови при данной нагрузке увеличивается в 1,5-1,75 раза по сравнению с данными покоя, зарегистрированными в положении сидя. С нарастанием физической нагрузки у четверти из них отмечается снижение, у четверти – прирост, а у половины – стабилизация систолического объема крови. Несмотря на разницу в значениях систолического объема крови у нетренированных и тренированных подростков повышение минутного объема крови уже при нагрузке умеренной мощности происходит менее экономично, чем у тренированных спортсменов. Отмечаются незначительные различия (в среднем 0,015) в длительности периода изгнания крови из левого желудочка у юных спортсменов и их нетренированных сверстников, что обусловлено неодинаковой частотой сердечных сокращений.

Отмечаются некоторые особенности  кардиогемодинамики при выполнении мышечной работы различной мощности у юных спортсменов в связи  с различным характером спортивных тренировок. «Наблюдаем две большие  группы подростков: борцов и пловцов. Разница в абсолютных значениях минутного объема крови у подростков двух групп нивелировалась при расчете относительного показателя – сердечного индекса – величины минутного объема крови, отнесенной на 1 м² поверхности тела. Это объясняется, таким образом, только различиями в антропометрических данных подростков».³

При изучении характера адаптации  кардиогемодинамики подростков, тренирующихся  преимущественно на выносливость (плавание) или развитие скоростно-силовых  качеств, отмечаются различия в степени изменения систолического объема крови при выполнении мышечной работы возрастающей мощности – от 300 до 1000 мг/мин. Мощность мышечной работы, при которой наступает максимилизация систолического объема крови у подростков, растет с повышением выносливости. Так, у юных борцов она лишь на 50 кгм/мин выше, чем у нетренированных сверстников и составляет 750 кгм/мин, в то время как у пловцов максимум систолического объема крови отмечается при 900 кгм/мин. У них зарегистрированы и более высокие показатели скорости сердечного выброса. Эта разница составляет в среднем 80-120 мл/с, хотя длительность изгнания крови из левого желудочка у подростков с разной степенью выносливости оказалась одинаковой. Можно подумать, что полученные величины скорости сердечного выброса у этих подростков при работе равной мощности отражают неодинаковый уровень их функциональных возможностей. Специфические изменения показателей гемодинамики у подростков, тренирующихся преимущественно на выносливость или развитие скоростно-силовых качеств, свидетельствуют о наличии разных путей адаптации системы кровообращения. Оптимизация кровообращения при непредельных нагрузках у подростков с ростом выносливости осуществляется путем реципрокности взаимоотношений между частотой сердечных сокращений и величиной систолического объема крови.

Возрастная адаптация  сердечно-сосудистой системы к мышечной нагрузке изучена еще недостаточно полно, особенно у подростков-спортсменов 13-16 лет.

Согласно общепризнанным данным, средние  величины минутного объема крови у спортсменов 15-16 лет лишь незначительно (на 0,5-1,5 л/мин) ниже, чем у взрослых. Использование относительного показателя позволило подтвердить ту точку зрения, что эти изменения имеют скорее морфологическую, чем функциональную природу, так как обусловлены различиями в тотальных размерах тела подростков. Систолический объем крови максимизируется при мощности выполняемой работы 650 кгм/мин у 13-летних подростков, 750 кгм/мин у 14-летних, 850 кгм/мин у 15-летних, 950 кгм/мин у 16-летних. Частота сердечных сокращений снижается на каждые 100 кгм/мин с 11,3 уд/мин у 13-летних до 8,1 уд/мин у 16-летних спортсменов. Однако при разработке стандартов основных физиологических показателей для детей и подростков, занимающихся спортом, кроме паспортного целесообразно учитывать и биологический возраст.

Известно, что «… происходящая в  период полового созревания перестройка  функционирования эндокридного аппарата оказывает значительное влияние  на состояние сердечно-сосудистой системы, изменяя характер приспособительных механизмов и адаптивных реакций в ответ на мышечную нагрузку. Так, частота сердечных сокращений у юных спортсменов находится в обратной зависимости от степени их индивидуального полового созревания. Систолический объем крови увеличивается по мере возрастания мощности мышечной работы. Это наиболее выражено у подростков-акселератов, у ретардантов менее существенно».⁴

При выполнении интенсивной мышечной работы одинаковой мощности значения минутного объема крови у спортсменов-акселератов  оказались выше соответствующих показателей у их сверстников-ретардантов, причем нарастание происходило больше за счет систолического объема крови. Частота сердечных сокращений у акселератов имела тенденцию к менее выраженному росту, вероятно за счет более рациональной приспособительной реакции аппарата кровообращения к мышечной работе. Мощность при которой систолический объем крови достигает максимума, прямо пропорциональна половой зрелости.

Таким образом, адаптационные реакции  аппарата кровообращения у юных спортсменов  при выполнении мышечной работы зависят и от их биологического возраста. Причем некоторые различия в адаптационных реакциях обусловлены, по-видимому, функциональными причинами, а минутный и отчасти систолический объем крови зависят от морфологических особенностей организма юных спортсменов с разной степенью полового созревания. К морфологическим особенностям относятся, прежде всего, размеры тела подростков. Так, при работе одинаковой мощности частота сердцебиений у акселератов меньше на 8-15 уд/мин, систолический объем – на 15-20 мл, минутный объем крови – на 1-1,5 л/мин, скорость сердечного выброса – на 100-120 мл/с. Сердечный и ударный индексы, длительность периода изгнания крови из сердца оказались приблизительно одинаковыми. Мощность нагрузки при которой систолический объем крови достигал максимума различалась на 200 кгм/мин.

Проведено исследование двух групп  спортсменов. Они выполняли нагрузку повышающейся мощности в диапазоне  от 500 до 2000 кгм/мин. Физическая работоспособность, рассчитанная по формуле В.Л. Карпмана, составила у спортсменов первой группы 1481 кгм/мин, у второй – 1964 кгм/мин. Приведенные в приложении 1 данные показывают, что с повышением мощности выполняемой работы происходит отчетливое увеличение минутного объема крови. При мышечной работе умеренной мощности величина минутного объема крови по сравнению со значением в покое утраивается. При дальнейшем повышении мощности мышечной работы отмечается последовательное увеличение значений минутного объема крови. Взаимосвязь между мощностью выполняемой работы (от 500 до 1700 кгм/мин) и величиной минутного объема крови может быть представлена как линейная. Она существенно не зависит от физической подготовленности и выражается уравнением:

Q = 0,014 N + 5,0 ,

где Q – минутный объем крови (л/мин); N – мощность мышечной работы (кгм/мин).

Максимальная индивидуальная величина минутного объема крови среди  спортсменов первой группы была зарегистрирована у борца, мастера спорта (возраст 22 года, масса тела 72 кг, рост 172 см), и  составила 34,06 л/мин. Величины минутного объема крови, превышающие 30 л/мин были зарегистрированы еще у двух спортсменов. Среднее значение минутного объема крови, полученное нами при мощности работы 1500 кгм/мин, - 25,88 л/мин – было близко к средним данным. У спортсменов второй группы при  мышечной работе мощностью 2000 кгм/мин, значения минутного объема крови были в тех же пределах 23,6-31,4 л/мин. Средняя величина при этом составила 28,9 л/мин. С повышением мощности выполняемой работы увеличивается продукция СО2. Так, выделение углекислоты при работе 2000 кгм/мин составляет в среднем 4208,8 л/мин, а максимальное индивидуальное значение – 4582,5 мл/мин.

Коснемся изменения артериального  давления. «Согласно общепризнанным данным, при повышении мощности выполняемой  работы нарастание веноартериальной разницы происходит двумя путями: повышением напряжения CO2 в артериальной крови наблюдалось нами не всегда».⁵ У спортсменов, выполняющих нагрузки мощностью 600 и 1300 кгм/мин, наблюдался незначительный рост концентрации CO2 в артериальной крови. Таким образом, при выполнении нагрузок повышающейся мощности изменения напряжения CO2 в артериальной крови не всегда носят однотипный характер. Напряжения CO2 в артериальной крови снижается с 61% случаев при повышении мощности выполняемой работы с 600 до 1300 кгм/мин и 53,3% случаев – при повышении мощности с 1000 до 1500 кгм/мин. Таким образом, у большинства обследованных спортсменов концентрация CO2 в артериальной крови снижалась при повышении мощности выполняемой нагрузки. Наряду с этим возросло напряжение CO2 в смешанной венозной крови. Если в условиях покоя напряжение углекислого газа составляло 49,8 мм рт.ст., то при работе 500-600 кгм/мин – 63-64,3 мм рт.ст. Максимальное напряжение углекислого газа в смешанной венозной крови было получено у двух спортсменов: футболиста первого разряда и конькобежца-перворазрядника при выполнении работы мощностью 1500 кгм/мин (оно составило 84,7 мм рт.ст.).