КАРДИО-ГЕМОДИНАМИКА ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ МИНИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ

В.Л.Карпман,
З.Б.Белоцерковский,
Б.Г.Любина,
Т.К.Ибрагимов,
Т.Э.Ольм

В целях своевременного выявления ранних признаков недостаточности кровообращения и для начальной реабилитации больных после перенесенных заболеваний сердца в клинике все шире используются мышечные нагрузки. Очевидно, что для этих целей применение больших, а тем более предельных нагрузок противопоказано. В этих случаях физическая нагрузка, как тестирующее или тренирующее средство должна быть умеренной или даже минимальной (А.Л.Сыркин, 1973; А.М.Аронов, В.П.Лупанов, 1980; Г.И.Кассирский, 1979; В.А.Николаева, А.М.Аронов,1988; Bruce et al., 1971).

В спортивной медицине в настоящее время хорошо изучена реакция сердечно-сосудистой системы на нагрузки максимальной, субмаксимальной, большой и умеренной мощности (В.Л.Карпман, 1965; В.Л.Карпман и сотр. 1973, 1982, 1987; Ф.З.Меерсон, 1976; Astrand, 1964; Blomquist, 1983; Lange-Andersen et al., 1971; Б.С.Катковский, 1980). Адаптация же сердечно-сосудистой системы к нагрузкам минимальной мощности исследована совершенно недостаточно.

В настоящей работе рассматриваются изменения кардио- и гемодинамики при выполнении нагрузок минимальной мощности. Надо заметить, что нет общепринятого определения того, какую нагрузку следует относить к зоне минимальной мощности. В соответствии с представлениями Nowacki (1978) к мышечной работе минимальной мощности следует относить нагрузки меньше 1 ватта на 1 кг веса тела. В нашей лаборатории зона минимальных нагрузок принималась не превышающей 0,75 Вт/кг.

Материал и методы

Было обследовано 50 здоровых мужчин в возрасте 20-59 лет. Средний возраст составлял 42,3 года, вес - 72,9 кг. Испытуемые исследовались в состоянии покоя, а затем им предлагалось выполнить шесть нагрузок различной мощности на велоэргометре.

Первая физическая нагрузка заключалась во вращении педалей велоэргометра без какого-либо сопротивления их вращению, т.е. при мощности внешней нагрузки, равной нулю. Вторая нагрузка равнялась 0,125 Вт/кг. Мощность последующих нагрузок составляла 0,25, 0,50, 1,0 и 1,5 Вт/кг. Последние две нагрузки рассматривались как контрольные, они относились нами уже к зоне умеренной мощности. Длительность педалирования на велоэргометре - 5 мин. Отдых между последовательным выполнением нагрузки составлял 10-15 мин.

В условиях покоя и непосредственно во время выполнения каждой нагрузки регистрировали показатели кардио- и гемодинамики в устойчивом состоянии. Фазовую структуру сердечного цикла определяли с помощью поликардиографической методики (В.Л.Карпман, 1965) минутный объем кровотока определяли с помощью методики возвратного дыхания СО₂ (Defares, 1973; В.Л.Карпман, Б.Г.Любина, 1982).

Результаты и обсуждение

Как видно из таблицы, исходные данные соответствуют тем величинам, которые обычно регистрируют у здоровых нетренированных людей в условиях покоя при вертикальном положении тела. Анализ наших наблюдений показал, что в исследованном диапазоне мощностей мышечной работы отмечалось постепенное, близкое к линейному увеличение минутного объема кровообращения. Характерно, что если экстраполировать линейную зависимость величины минутного объема кровотока при минимальных нагрузках в зону умеренных и больших нагрузок, то оказывается, что они подчиняются описанной раннее (В.Л.Карпман, 1988) общей закономерности. Это значит, что они определяются в основном интенсивностью внешней механической работы, обеспечивая необходимый уровень транспорта кислорода к работающим мышцам.

Несколько иным образом изменяется частота сердечных сокращений при минимальных нагрузках. В изучаемой нами зоне

Таблица

Основные показатели гемодинамики при различных мощностях физической нагрузки (±m)

Примечание: равная 0 мощность нагрузки принималась при педалировании без сопротивления вращению на валу велоэргометра

мощностей физических нагрузок прирост частоты сердечных сокращений по мере увеличения мощности нагрузки совершается значительно медленнее, чем в зоне нагрузок умеренной и большой мощности. Обращает на себя внимание "триггерный" характер физической нагрузки на реакцию частоты сердечных сокращений. Даже если величина нагрузки равна нулю (сопротивления вращению педалей нет), то частота сердечных сокращений увеличивается с 68 до 77 уд/мин. Такого рода хронотропная реакция физиологически детерминирована, т.к. в рассматриваемых условиях кислородный запрос мускулатуры нижних конечностей повышается для обеспечения затрат, связанных с их движениями.

Ударный объем крови при мышечных нагрузках, выполняемых в вертикальном положении, прогрессивно возрастает, достигая индивидуального максимума у нетренированных здоровых людей при нагрузках мощностью 1,0-1,5 Вт/кг (больший прирост ударного объема крови наблюдается при нагрузках до 0,5 Вт/кг).

Механизм этого увеличения ударного объема крови, по-видимому, более сложный, чем рассмотренный при анализе данных о динамике сердечного ритма. Дело в том, что сокращения мышц нижних конечностей даже при неотягощенном педалировании активизируют работу "мышечного насоса", благодаря чему растет венозный возврат. Как следствие этого, увеличивается preload и включается механизм Франка-Старлинга, обеспечивающий увеличение ударного объема крови.

Дополнительным подтверждением сказанному являются данные об изменениях длительности периода изгнания крови из левого желудочка (табл.). Оказалось, что этот период систолы при минимальных нагрузках удлиняется (З.Б.Белоцерковский, Б.Г.Любина, 1982). По-видимому, этот факт может быть объяснен в соответствии с данными Weissler наличием пропорциональности между величинами периода изгнания и ударного объема крови при нестимулированной систоле.

Как только начинается инотропная стимуляция миокарда, длительность периода изгнания укорачивается (W = 1,0 Вт/кг). Это полностью подтверждается данными об изменениях длительности фазы изоволюмического сокращения, которая непосредственно зависит от инотропных эффектов. В наших наблюдениях укорочение фазы изоволюмического сокращения оказалось достаточно выраженным (на 30%) уже при нагрузке мощностью 0,125 Вт/кг.

Как показано, при более интенсивных нагрузках минимальной мощности длительность периода изгнания начинает укорачиваться, хотя и остается превышающей исходную ее длительность. И лишь при нагрузке, равной 1 Вт/кг и больше, длительность периода изгнания оказывается укороченной по сравнению с исходной ее величиной.

Таким образом, данные фазового анализа позволяют также считать, что увеличение ударного объема крови при минимальных нагрузках, обеспечивается активностью как механизма Франка-Старлинга (при самых малых мощностях, по-видимому, это единственный механизм), так и нейро-гуморальной стимуляцией миокарда.

Подытоживая все сказанное, можно заключить, что своеобразие воздействий на сердечно-сосудистую систему минимальной нагрузки состоит в последовательном включении многообразных механизмов регуляции. Самые малые нагрузки этой зоны обеспечиваются, главным образом, саморегуляторными влияниями при незначительных инотропных воздействиях. Более интенсивные нагрузки этой зоны характеризуются включением инотропных нейро-гуморальных механизмов. Эти факты могут быть использованы для планирования тестирующих процедур в кардиологической клинике. Они также важны для рационального планирования тренирующих режимов реабилитации с помощью физических нагрузок.

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

Кардио-гемодинамика при физических нагрузках минимальной мощности / Карпман В.Л. [и др.] // Клинико-физиол. характеристики сердечно-сосудистой системы у спортсменов : сб., посвящ. двадцатипятилетию каф. спорт. медицины им. проф. В.Л. Карпмана / РГАФК. - М., 1994. - С. 42-46.