Физиологические изменения гемодинамики при физических нагрузках

Физическая нагрузка нуждается в существенном повышении функции сердечно-сосудистой системы, от которой в значительной степени (обычно в тесной взаимосвязи с другими физиологическими системами организма) зависит обеспечение работающих мышц достаточным количеством кислорода и удаления из тканей углекислоты и других продуктов тканевого метаболизма. Именно поэтому с началом мышечной работы в организме происходит сложный комплекс нейрогуморальних процессов, которые приводят, с одной стороны, в результате активизации симпатоадреналовой системы, к повышению основных показателей системы кровообращения – частоте сердечных сокращений, ударного и минутного объемов крови, системного артериального давления, объема циркулирующей крови и др., а с другой стороны – предопределяют изменения тонуса сосудов в органах и тканях. Изменения сосудистого тонуса проявляются в снижении тонуса и, соответственно, расширении сосудов периферического сосудистого русла (преимущественно гемокапилляров) в то же время с увеличением тонуса и сужением мелких сосудов внутренних органов. Вышеприведенные изменения тонуса сосудов обеспечивают рациональное перераспределение регионального кровотока между функционально активными и неактивными при нагрузке органами. В функционально активных органах кровообращение существенно увеличивается, например, в скелетных мышцах в 15-20 раз (при этом количество функционирующих гемокапилляров может вырасти в 50 раз), в миокарде – в 5 раз, в коже (для обеспечения адекватной теплоотдачи) – в 3-4 раза, в легких – почти в 2-3 раза. В функционально неактивных при нагрузке органах (печени, почках, мозге и др.) кровообращение значительно уменьшается. Если в состоянии физиологического покоя кровообращение во внутренних органах составляет около 50% минутного объема кровообращения (МОК), то при максимальной физической нагрузке он может снижаться до 3-4% от МОК.

Определение типа реакции на физическую нагрузку

Для определения типа реакции сердечно-сосудистой системы учитывают следующие параметры:

1. Возбудимость пульса – увеличение частоты пульса по отношению к начальному значению, отмеченное в процентах;

2. Характер изменений артериального давления (АД) – систолического, диастолического и пульсового;

3. Время восстановления показателей пульса и АД до начального уровня.

Выделяют 5 основных типов реакции сердечно-сосудистой системы:нормотонический, гипотонический, гипертонический, дистонический и ступенчатый(рис.1)

1. Для нормотонического типа реакции характерно:

• ускорение частоты пульса на 60-80% (в среднем на 6-7 уд. за 10 сек.);

• умеренное повышение систолического АД до 15-30% (15-30 мм рт.ст.);

• умеренное снижение диастолического АД на 10-15% (5-10 мм рт.ст.), что предопределено уменьшением общего периферического сопротивления в результате расширения сосудов периферического сосудистого русла для обеспечения работающих мышц необходимым количеством крови;

• значительное повышение пульсового АД – на 80-100% (какое непрямоотбивает величину сердечных выбросов и свидетельствует о ее увеличении);

• нормальный период процесса возобновления: у мужчин составляет до 2,5 минут, у женщин – до 3-х минут.

Данный тип реакции считается благоприятным, так как свидетельствует об адекватном механизме приспособления организма к физической нагрузке. Увеличение минутного объема кровообращения (МОК) во время такой реакции происходит за счет оптимального и равномерного увеличения ЧСС И ударного объема сердца (УОС).

1 2 3 4 5

01

Рис. 1. Типы реакции сердечно-сосудистой системы на стандартную

функциональную пробу с физической нагрузкой: 1 – нормотонический, 2 – гипотонический (астенический), 3 – гипертонический, 4 – дистонический, 5 – ступенчатый.

2. Для гипотонического (астенического)типа реакции характерно:

• значительное ускорение пульса – более 120-150%;

• систолическое АД при этом незначительно повышается, или не изменяется, или даже понижается;

• диастолическое АД чаще не изменяется, или даже повышается;

• пульсовое АД чаще снижается, а если и повышается, то незначительно – всего на 12-25%;

• значительно замедлен период восстановления – более 5-10 минут.

Данннй тип реакции считается неблагоприятным, поскольку механизм адаптации к нагрузке не удовлетворителен. Усиление кровообращения достигается преимущественно только за счет увеличения ЧСС при незначительном УОС, то есть сердце работает мало эффективно и с большими энергозатратами. Наблюдается чаще от всего у нетренированных и мало тренированных лиц, при вегето-сосудистых дистониях по гипотоническому типу, после перенесенных заболеваний, при переутомлении и перенапряжении у спортсменов.

Однако у детей и подростков данный тип реакции, при снижении диастолического АД и нормальном периоде восстановления, считается вариантом нормы.

3. Для гипертонического типа реакции характерным является:

• значительное ускорение пульса – больше 100%;

• значительное повышение АД систолического – до 180-200 мм рт. ст. и выше;

• повышение АД диастолического – до 90 и выше мм рт. ст., или тенденция к повышению;

• повышение пульсового АД (которое в данном случае предопределенно повышенным сопротивлением кровотока в результате спазма периферических сосудов и свидетельствует о слишком напряженной деятельности миокарда);

• период восстановления существенно замедлен (больше 3 минут).

Тип реакции считается неблагоприятным в связи с тем, что механизм адаптации к нагрузке не удовлетворителен. При значительном увеличении систолического объема в то же время с повышением общего периферического сопротивления в сосудистом русле сердце вынужденно работать с достаточно большим напряжением. Данный тип встречается при склонности к гипертоническим состояниям (в том числе при скрытых формах гипертонии), вегетативных дисфункциях по гипертоническому типу, начальных и симптоматических гипертензиях; атеросклерозе сосудов, при переутомлении и физическом перенапряжении у спортсменов. Склонность к гипертоническому типу реакции при выполнении интенсивных физических нагрузок может обусловить возникновение сосудистых “катастроф” (гипертонического криза, инфаркта, инсульта и тому подобное).

Следует также отметить, что некоторые авторы выделяют, как один из вариантов гипертонического, гиперреактивный тип реакции, для которого, в отличие от гипертонического, характерное умеренное снижение диастолического артериального давления. При нормальном периоде восстановления его можно считать условно благоприятным. Однако, все же, данный тип реакции свидетельствует о повышении реактивности симпатического отдела вегетативной нервной системы (симпатикотонии), которая является одним из начальных признаков нарушения вегетативной регуляции сердечной деятельности и повышает риск возникновения патологических состояний во время выполнения интенсивных нагрузок.

4. Для дистоническоготипа реакции характерно:

• значительное ускорение пульса – больше 100%;

• существенное повышение систолического АД (иногда выше 200 мм рт.ст.);

• снижение диастолического АД к нулю (“феномен бесконечного тона”), которое длится на протяжении больше 2-х минут (длительность данного феномена до 2-ым мин. считается вариантом физиологической реакции);

• замедление периода восстановления.

Тип реакции считается неблагоприятным и свидетельствует об избыточной лабильности системы кровообращения, что обусловлено резким нарушением нервной регуляции периферического (микроциркуляторного) сосудистого русла. Наблюдается при нарушениях со стороны вегетативной нервной системы, неврозах, после перенесенных инфекционных заболеваний, часто у подростков в пубертатном и препубертатном периодах, при переутомлении и перенапряжении у спортсменов.

5. Для ступенчатого типа реакции характерно:

• резкое увеличение пульса – более 100%;

• ступенчатое повышение систолического АД, то есть систолический АД, измеренный непосредственно после нагрузки – на первой минуте – ниже, чем на 2 или 3 минутах периода восстановления;

• замедлен период восстановления.

Тип реакции считается неблагоприятным, потому что механизм адаптации к нагрузке не удовлетворителен. Он свидетельствует об ослабленной системе кровообращения, не способной адекватно и быстро обеспечивать перераспределение кровотока, необходимое для выполнения мышечной работы. Часто наблюдается у лиц преклонного возраста, особенно при заболеваниях сердечно-сосудистой системы, после перенесенных инфекционных заболеваний, при переутомлении, при низкой физической подготовке, а также недостаточной общей тренированности у спортсменов.

Следует отметить, что гипотонический, гипертонический, дистонический и ступенчатый типы реакции считаются патологическими типами реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку. Неудовлетворительным также считается нормотонический тип реакции, если возобновление пульса и АД происходит больше

3-х минут.

Результаты комбинированной пробы Летунова вообще оценивают также, как и при пробе 20 приседаний за 30 сек., определяя тип реакции. При нормальных функциональных способностях сердечно-сосудистой системы после каждой части пробы в то же время усиливаются реакции пульса и систолического АД; диастолическое АД в норме умеренно снижается при всех нагрузках.

Оценить качество сердечно-сосудистой системы на нагрузку можно также рассчитав показатель качества реакции (ПКР)(1):

РД2 – РД1

ПКР (по Кушелевскому) = (1)

Р2 – Р1

где РД1 - пульсовое давление до нагрузки;

РД2 - пульсовое давление после нагрузки;

Р1 - пульс до нагрузки;

Р2 - пульс после нагрузки.

Оценка ПКР: 0,1-0,2 – нерациональная реакция;

0,3-0,4 – удовлетворительная реакция;

0,5-1,0 – хорошая реакция;

> 1,0 – нерациональная реакция.