МОЩНОСТЬ СОКРАЩЕНИЙ СЕРДЦА И СОСУДИСТЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ У СПОРТСМЕНОВ

А.Сурду, В.Орел, В.Богданов

Российская государственная академия физической культуры,
Москва, Россия

Введение. Одним из основных факторов, определяющих нагрузку на сердце, является комплекс сосудистых сопротивлений, включающий эластическое (E_а) и периферическое (R) сопротивления артериальной системы. Эти сопротивления изменяются в весьма широких пределах у спортсменов, выполняющих физическую нагрузку в ходе тренировок и соревнований [1, 5, 6]. Для приведения в движение ударного объема крови и преодоления сосудистой нагрузки левый желудочек (Ж) сердца в течение периода изгнания производит определенную механическую работу. Мощность этой работы является основным детерминантом энергозатрат левого желудочка. Мощность сокращений ЛЖ определяется суммой эластической и кинетической составляющих [2], которые отражают энергозатраты на расширение упругих стенок аорты и магистральных артерий и на пропульсивную деятельность ЛЖ соответственно. Мощность механической работы сердца у спортсменов прогрессивно растет с увеличением физической нагрузки [2, 4]. Однако влияние сопротивительных свойств артериальной системы на мощность сокращений ЛЖ у спортсменов исследовано далеко не полно.

Данное сообщение посвящено результатам неинвазивных исследований влияния сосудистых сопротивлений артериальной системы у спортсменов на мощность работы ЛЖ в условиях покоя, а также при выполнении ими мышечной работы на велоэргометре. Прослежены изменения исследуемых показателей в зависимости от величины PWC₁₇₀ [4].

Результаты и обсуждение. В условиях покоя эластическое сопротивление в среднем невелико (Е_а = 1031± 201 дин·см^-5) при довольно значительном периферическом сопротивлении (R = 1650 ± 310 дин·с·см^-5). Поэтому основная часть(66.4%) полной механической мощности ЛЖ (1152±176 мВт) идет на быстрое расширение стенок, а меньшая на сообщение кинетической энергии ударному объёму крови.

При выполнении спортсменами велоэргометрических нагрузок с мощностью от 500 до 1000 кгм/мин значимый рост минутного кровотока (от 12.8 ± 0.5 до 19.7 ± 0.7 л/мин) сопровождался усилением ригидности стенок сосудов артериальной системы. Е_а возрастало в среднем от 1487 ± 254 до 2079 ± 412 дин·см^-5, а периферическое сопротивление в среднем уменьшалось от 780 ± 45 до 612 ± 42 дин·с·см^-5. Одновременно происходило увеличение мощности ЛЖ в среднем от 3.7 ± 0.8 до 8.7 ± 3.2 Вт. При этом в отличие от условий покоя кинетическая составляющая мощности ЛЖ значимо превышала эластическую. Так, при физической нагрузке в 500 кгм/мин наблюдается превышение на 31%, а при 1000 - на 126%. Сравнительно малый рост эластической составляющей мощности ЛЖ при увеличении Е_а в этих условиях связан с минимизацией депонируемого в АКК объема крови, который весьма незначительно возрастает по сравнению с условиями покоя (в среднем на 18%), тогда как ударный объем увеличивается на 75%.

Для каждого уровня мощности мышечной работы были построены кривые зависимостей мощности ЛЖ от величин эластического и периферического сопротивлений артериальной системы. На всех кривых величины мощности ЛЖ выраженно возрастают с увеличением соответствующего системного сопротивления. Причем крутизна этих зависимостей растет с увеличением уровня интенсивности физической нагрузки, выполняемой спортсменом, а минутный кровоток в среднем постоянен вдоль каждой кривой.

Такое поведение зависимостей мощности ЛЖ от величин сосудистых сопротивлений связано с различиями в величинах показателя PWC₁₇₀ у исследованных спортсменов. Минимальные значения показателей на каждой кривой оказались у группы спортсменов с PWC₁₇₀ = 1600 ± 59 кгм/мин, а максимальные - у группы спортсменов с PWC₁₇₀ = 1040 ± 55 кгм/мин (при общем среднем PWC₁₇₀ = 1353 ± 255 кгм/мин). В частности, при мощности физической нагрузки в 1000 кгм/мин величина эластического сопротивления возрастала от 1743 ± 159 до 2684 ± 287 дин·см^-5, периферического - от 579 ± 22 до 678 ± 29 дин·с·см^-5, а мощность механической работы ЛЖ увеличивалась на обеих кривых от 6.5 ± 1.2 до 12.1 ± 2.7 Вт.

Заключение. Таким образом, у более выносливых спортсменов, выполняющих мышечную работу, ЛЖ производит выбросы крови при достоверно сниженных величинах сосудистых сопротивлений по сравнению с менее выносливыми спортсменами при той же физической нагрузке. Вследствие этого у более выносливых спортсменов при выполнении интенсивной физической нагрузки мощность сокращений ЛЖ также достоверно снижена, и миокард левого желудочка сердца при почти одном и том же минутном кровотоке функционирует в более экономичном режиме.

Поведение рассмотренных зависимостей мощности механической работы ЛЖ от системных сосудистых сопротивлений можно объяснить действием механизма Анрепа [3] в интактном организме спортсмена. Именно, для поддержания необходимого уровня минутного кровотока ЛЖ в ответ на возрастание сосудистой нагрузки должен увеличить мощность своих сокращений.

1. Карпман В.Л., Орел В.Р. Артериальный импеданс и сердечная деятельность. Физиология человека 11: 628-633, 1985.

2. Орел В.Р. Мощность механической работы левого желудочка сердца у спортсменов различной тренированности. Вестник спортивной медицины России 2(15): 55-56, 1997.

3. Anrep G.V.: On the part played by the suprarenals in the normal vascular reactions of the body. Journal of Physiology (London) 45:307-317, 1912.

4. Karpman V.L. Cardiovascular system and physical exercise. Boca Raton, Florida: CRC Press Inc. 1987.

5. Karpman V.L., Orel V.R.: Compliance of the arterial system and aortic input impedance. Medicinski Razgledi 30(suppl.1):109-111, 1991.

6. Orel V.R.: Arterial impedance and muscular work. XVII European Congress on noninvasive cardiovascular dynamics (Abstr. book). Ljubljana. P.70,1995.

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

Сурду, А. Мощность сокращений сердца и сосудистые сопротивления у спортсменов / Сурду А., Орел В., Богданов В. // Человек в мире спорта : Новые идеи, технологии, перспективы : Тез. докл. Междунар. конгр. - М., 1998. - Т. 1. - С. 136-137.