Влияние физической нагрузки на сердце

  

Стивен Сейлер

Сердце по составу, структуре и принципам действия своих клеток - это настоящее чудо "биодизайна". Даже лежебоки обладают хорошо развитой, выносливой сердечной мышцей. В ней невероятно плотная сеть капилляров (более 2000 на кубический миллиметр!), обеспечивающую надежность поставки кислорода к работающей мышце. Миоциты (клетки сердечной ткани) насыщены митохондриями. Митохондрии занимают около 25-30% их объема.

Стивен Сейлер

Сердце по составу, структуре и принципам действия своих клеток - это настоящее чудо "биодизайна". Даже лежебоки обладают хорошо развитой, выносливой сердечной мышцей. В ней невероятно плотная сеть капилляров (более 2000 на кубический миллиметр!), обеспечивающую надежность поставки кислорода к работающей мышце. Миоциты (клетки сердечной ткани) насыщены митохондриями. Митохондрии занимают около 25-30% их объема.

Для сравнения в клетках нетренированных скелетных мышц их менее 5%. Специфика биохимии этих клеток в том, что образование лактата минимально даже при очень высоких нагрузках. Сердечная мышца может одинаково эффективно расщеплять жир, молочную кислоту и глюкозу.
Как же тренировка на выносливость может улучшить мышцу, которая уже великолепно приспособлена для того, чтобы работать непрерывно? Ответ прост. СЕРДЦЕ СТАНОВИТСЯ БОЛЬШЕ! Сердце человека, тренирующегося на выносливость, не бьется ни чаще, ни мощнее. Плотность митохондрий или капилляров изменяется незначительно. Различие между сердцем спортсмена и сердцем обычного человека в большем ударном объеме у первого. Это различие является определяющим для результатов соревнований на выносливость, потому что сердце, в первую очередь, это насос. Оно прокачивает обогащенную кислородом кровь по всему телу, чтобы поддерживать работу клеток. Под нагрузкой потребность работающих мышц в энергии увеличивается в сотни раз. Чтобы произвести больше энергии, необходимо доставить митохондриям больше кислорода.

Работа, которую могут совершить мышцы, зависит от притока крови, который может быть обеспечен сердцем. Организм, который обслуживается более мощным "насосом", потенциально способен продолжать работу при более высокой интенсивности.
Максимальная "выработка" равняется ЧССmax помноженной на ударный объем, такая вот формула. Ударный объем - это объем крови, выбрасываемой из левого желудочка при каждом сокращении. Тренировка на выносливость влияет на работу сердца во всех случаях: во время отдыха, при субмаксимальных и максимальных нагрузках.

Гемодинамика в покое и под нагрузкой

В покое ударный объем и ЧСС среднего человека составляют примерно 70 мл на удар и 70 ударов в минуту. То есть сердце перекачивает около 5 литров крови в минуту. Эта цифра определяется потребностью в кислороде в состоянии покоя, а также необходимостью значительного тока крови через почки (для ее очистки). При тренировке на выносливость эта цифра изменяется незначительно. Однако, теперь сердце иначе работает в состоянии покоя. После 6 месяцев тренировок на выносливость ЧСС в покое может снизиться до 55 уд/мин. В то же время ударный объем в покое возрастает примерно до 90 мл (произведение остается тем же). Таким образом, уменьшение ЧСС в покое - это отличительный признак выносливого человека. ЧСС в покое может быть и намного ниже. У чемпионов она часто бывает между 30-40 ударами. Так как потребление кислорода в состоянии пока не изменяется, это значит, что у них чрезвычайно высокий ударный объем в состоянии покоя! То есть, "отдыхающее" сердце спортсмена работает более эффективно, оно производит ту же работы с меньшим количеством сокращений и требует меньших затрат энергии. Однако, некоторые заболевания также характеризуются уменьшением ЧСС, что может вызвать, например, тревогу у обычного терапевта.

Реакция сердца на тренировку с субмаксимальной нагрузкой

При работе любой интенсивности необходимо увеличить доставку кислорода к мышцам. Сердечная "выработка" увеличивается пропорционально увеличению потребности энергии. Если исследовать состояние человека после пробежки со скоростью примерно 10-12 км/ч до и после 3 месяцев регулярных тренировок, то мы увидим следующее. Во-первых, затраты энергии при данной интенсивности не изменятся (предполагаем, что не произошло улучшения эффективности бега). То есть, "выработка" сердца будет та же самая. Однако, как и в покое, сердце при каждом ударе будет выбрасывать больше крови, таким образом, уменьшится ЧСС при данной и любой другой субмаксимальной нагрузке. Можно провести аналогию с двигателем. Мы заменили маленький мотор на больший, который дает ту же мощность при меньших оборотах.

Гемодинамическая реакция на максимальную нагрузку.

Именно от интенсивности нагрузки зависит максимальная "выработка" сердца. Как только предел достигнут, дальнейшее увеличение интенсивности не приводит к увеличению ЧСС. По определению, это и есть ЧССmax . Она индивидуальна у каждого человека и уменьшается с возрастом. Значит, единственный способ точно узнать максимальную ЧСС для конкретного человека - это провести тест с максимальной нагрузкой. Если такая точность не нужна, то используется формула "220 минус возраст", которая дает точность ±10 уд/мин. Истинное значение ЧССmax не может быть достигнуто при некоторых формах нагрузки, которые не используют достаточно большое количество мышц или непривычны для данного человека. Например, может быть реальная ЧССmax = 195 уд/мин при подъеме в гору бегом, 191 при езде на велосипеде и только 187 в плавании. Последние цифры определяют пиковые ЧСС и могут использоваться в качестве базы при определении тренировочной интенсивности для каждого вида упражнений.

Важно запомнить:

ЧССmax не возрастает с тренированностью. Она остается той же самой (или даже может немного снизиться). Увеличивается максимальный ударный объем, тем самым увеличивая максимальную выработку как ответ на нагрузку. И это - первая причина увеличения МПК.