ИЗМЕНЕНИЕ ОБЪЕМА СЕРДЦА У СПОРТСМЕНОВ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ "ОСТРОЙ" ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

Ю.А.Борисова

Интерес исследователей к сердцу человека, активно занимающегося спортом, возник, как известно, давно. Достаточно упомянуть здесь имя немецкого врача Геншена, впервые сформулировавшего концепцию "спортивного сердца" еще в конце прошлого столетия. За прошедшие десятилетия по этой проблеме накоплена большая информация. При этом она касается как структурных, так и функциональных изменений данного органа и всей сердечно-сосудистой системы у тренированных людей.

С помощью рентгенографических методов можно проводить контроль за изменением объема сердца после физической нагрузки. Изучение этих изменений представляет интерес в связи с тем, что они в определенной степени характеризуют поведение сердца во время мышечной работы. Подобного рода исследования проводились многими авторами. Однако, результаты этих исследований весьма разноречивы. Одни авторы приводят данные, свидетельствующие о том, что под влиянием физической нагрузки размеры сердца у здорового человека уменьшаются. Другими исследователями, напротив, было обнаружено увеличение размеров сердца у обследованных ими здоровых людей в период после выполнения ими мышечной работы. Необходимо заметить, что в исследованиях различных авторов использовались разные по характеру и интенсивности физические нагрузки, а кроме того и время между окончанием работы и моментом исследования также было различным. Именно это и могло явиться, по нашему мнению, причиной разноречивости данных об изменении объема сердца после нагрузки.

Нами были проведены собственные наблюдения за изменением объема сердца у спортсменов после физической нагрузки. В качестве метода исследования применялась биплановая телерентгенометрия как метод наиболее корректного определения величины сердца. Двухметровое фокусное расстояние позволило нам получить практически реальные размеры сердца (ошибка метода менее ±5%). Учитывая тот факт, что регистрация рентгеновских снимков проводилась нами в положении испытуемых "лежа на спине", окончательный расчет величин объема сердца (HV) производился по следующей формуле:

HV = 0,393·L·B·t_max

где L - длинник сердца (см); B - ширина сердца (см); t_max - максимальный диаметр сердца (см).

В исследованиях участвовали две группы спортсменов из пяти и шести человек, занимавшихся современным пятиборьем. Все спортсмены были практически здоровы.

В первой серии наблюдений физическая нагрузка заключалась в работе на велоэргометре. Мощность ее составляла 1500 кгм/мин, продолжительность - 5 минут. Регистрация телерентгенограмм сердца производилась в начале эксперимента, до нагрузки и спустя 30 сек. после физической работы. В табл. 1 приведены результаты исследования.

Таблица 1

Изменение объема сердца у пятиборцев после работы на велоэргометре

Согласно полученным данным, можно заключить, что после выполнения работы на велоэргометре наблюдается уменьшение объема сердца у всех обследованных. Степень этих изменений, однако, различна. Индивидуальные колебания составили диапазон от 35 мл до 100 мл, или же от 5 до 10%. Среднее значение абсолютной величины объема сердца в группе уменьшилось с 890 мл до 825 мл, т.е. на 7,3%.

Во второй серии наблюдений характер мышечной работы был другим. В качестве физической нагрузки использовалось тренировочное занятие по бегу, проводившееся на стадионе. Необходимо отметить, что время, отделявшее окончание тренировки от повторной регистрации телерентгенограмм сердца, у каждого спортсмена было различным. Это позволило выявить степень изменений объема сердца на разных этапах восстановительного периода. Тренировка продолжалась два часа. Общий километраж занятия - 9,3 км. В соревновательном темпе пройдено 5,5 км. С педагогической точки зрения нагрузки были предельными для данного контингента лиц.

В табл. 2 приведены результаты обследования. Как следует из приведенных данных, у всех испытуемых после интенсивной тренировки наблюдается уменьшение объема сердца. В каждом отдельном случае степень изменения сердца весьма различна. Наиболее значительное уменьшение объема сердца наблюдалось у четырех юношей, повторно обследованных через 5-15 минут после тренировки. Изменения величин объема сердца у этих спортсменов в процентном отношении к исходным данным составили: 12,6%; 14,8%; 16,8%; 25%. Менее существенное уменьшение объема сердца наблюдалось у спортсменов, обследованных спустя 20-30 минут после прекращения бега. Достаточно сказать, что у этих юношей уменьшение абсолютной величины объема сердца в процентном отношении выразилось в 5,5% и 2%. Таким образом, изменение величины сердца спустя 30 минут после окончания тренировки было уже столь незначительным (2%), что оно находилось в пределах точности метода.

Итак, результаты исследования показали, что после большой физической нагрузки в начале восстановительного периода у спортсменов наблюдается существенное уменьшение диастолического объема сердца.

В табл. 2 приводятся также данные о частоте сердечных сокращений у испытуемых после тренировки. Частота сердечных сокращений определялась непосредственно перед повторной регистрацией телерентгенограмм сердца. Нам не удалось установить строгой зависимости между степенью уменьшения объема сердца и частотой сердечных сокращений у спортсменов после тренировки. Однако, у 5 человек с достоверным уменьшением объема сердца частота пульса в момент повторного обследования составила более 90 ударов в минуту.

Таблица 2

Изменение объема сердца у спортсменов после тренировки

Эти данные позволяют связать выраженное уменьшение диастолического объема сердца у обследованных нами спортсменов с существенной тахикардией у них сразу после прекращения мышечной работы.

Наиболее обоснованной причиной уменьшения объема сердца после физической работы может быть следующая гемодинамическая ситуация, возникающая тотчас после нагрузки. В начале восстановительного периода ударный объем крови по сравнению с покоем еще увеличен. Это увеличение систолического выброса происходит без предшествующего увеличения диастолических размеров сердца за счет более полного опорожнения желудочков, т.е. за счет уменьшения количества резидуальной крови.

Между тем долгое время считалось неоспоримым, что адаптация сердца к мышечной работе осуществляется путем увеличения кровенаполнения сердца в диастолу вследствие усиления венозного возврата. С этой точки зрения приспособление сердца к надлежащему объему систолы зависит от длины его мышечных волокон: при большем наполнении сердечных полостей волокна удлиняются и при последующем сокращении развивают большую силу. Сила сердечного сокращения является, таким образом, функцией начальной длины мышечного волокна, т.е.длины, при которой начинается сокращение (закон Старлинга, 1918 г.).

Однако исследования, проведенные рядом авторов (Rushmer, 1955; Plaas и Pallardy, 1963; Masuda, 1966; Борисова Ю.А., 1969), не подтвердили увеличения диастолических размеров сердца при физических напряжениях. Уменьшение же диастолических размеров в тот период времени после нагрузки, когда венозный приток еще увеличен, можно объяснить увеличением миокардиального тонуса. Подтверждение этому находим также в работах вышеназванных авторов.

Надо сказать, что гипотеза о наличии диастолического тонуса миокарда, поддерживающего активно-тоническое сокращение отдельных мышечных волокон во время диастолы и тем самым препятствующего чрезмерному их растяжению, была выдвинута еще в конце прошлого столетия. Позднее эта концепция нашла подтверждение в обстоятельных работах (Wezler, Hebchard, 1968). Эти авторы утверждают, что наполнение кровью во время диастолы является не пассивным, а управляемым процессом. Особое значение при этом придается "основному диастолическому тонусу сердца". В результате активного проявления миокардиального тонуса устанавливается оптимальное диастолическое напряжение волокон мышц сердца. Величина основного тонуса может существенно меняться под воздействием многих факторов и, в частности, факторов нейрогуморального характера. Предполагается, что после напряженной мышечной деятельности увеличение тонуса миокарда наступает вследствие усиленного выделения катехоламинов.

Таким образом, можно заключить, что уменьшение диастолического объема сердца у обследованных спортсменов в ответ на интенсивную физическую нагрузку является закономерной реакцией. Тем более, что в настоящее время достаточно большое число авторов полагает, что "закон Старлинга" не может быть принят безоговорочно, так как он не объясняет механизма адаптации сердца здорового человека к мышечной работе. Увеличение силы сокращения при увеличении исходной длины волокон миокарда является лишь одним из свойств, присущих сердечной мышце. В целостном же организме ведущая роль в приспособлении сердца к мышечной работе принадлежит, очевидно, экстракардиальным нейрогуморальным механизмам регуляции системы кровообращения.

Увеличение сердца у спортсменов в условиях покоя, как известно, наступает вследствие перестройки вегетативной нервной системы, повышения центрального тонуса блуждающего нерва. На отдаленном этапе восстановительного периода повышенный тонус центра блуждающего нерва способствует снижению диастолического тонуса миокарда у спортсменов. На основе этого и развивается процесс дилятации, приводящий к увеличению размеров сердца. Доказательством тому служат результаты наших более ранних наблюдений, проведенных за конькобежцами спустя несколько часов после весьма интенсивных соревнований. В этих исследованиях у большинства спортсменов (90%) на отдаленных этапах восстановительного периода наблюдалось увеличение размеров сердца.

В заключение следует отметить, что исследование величины объема сердца у спортсменов в некоторых физиологических условиях, в частности, под воздействием "острой" физической нагрузки может представить объективную информацию, проясняющую важные физиологические механизмы в работе сердца. Кроме того, изучение этих изменений представляет интерес для спортивно-медицинской практики, так как помогает оценить степень воздействия той или иной физической нагрузки на сердце спортсмена, охарактеризовать процессы реституции после интенсивных физических напряжений.

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

Борисова, Ю.А. Изменение объема сердца у спортсменов в условиях воздействия "острой" физической нагрузки // Клинико-физиол. характеристики сердечно-сосудистой системы у спортсменов : сб., посвящ. двадцатипятилетию каф. спорт. медицины им. проф. В.Л. Карпмана / РГАФК. - М., 1994. - С. 162-167.