Влияние тренировки на сердечно-сосудистую и дыхательную системы
Рубрика: Оценка здоровьяФизические упражнения предъявляют большие требования к деятельности этих систем. Во врачебном контроле оценке изменений со стороны органов кровообращения и дыхания уделяют большое внимание, что прежде всего определяется значимостью указанных систем в общей деятельности организма. Из всех органов наибольшее значение имеет оценка работоспособности такого вечно движущегося механизма, как сердечно-сосудистая система.
Изменения в процессе тренировки сердечно-сосудистой и дыхательной систем, представляющих собой две стороны единого физиологического процесса, всегда представляли Для исследователей большой интерес. Эти изменения носят функциональный и морфологический характер, подтверждая известное положение марксистской диалектики,
что форма и функция обусловливают взаимно друг друга. Изучение реакции сердечно-сосудистой системы и органов дыхания на физические нагрузки значительно расширяет наше представление о состоянии этих органов и в то же время, как в зеркале, отражает функциональное состояние различных других систем и органов (нервной, особенно вегетативной, обмена веществ и др.). По состоянию реакции сердечно-сосудистой и дыхательной систем можно в значительной степени судить об общей реактивности организма и его тренированности.
Сейчас хорошо известно, что работа сложного аппарата кровообращения и дыхания обусловлена взаимодействием большого количества факторов. Такое слаженное взаимоотношение объясняют интегральной ролью центральной нервной системы. В этом плане все так называемые функциональные методы исследований сердечно-сосудистой и дыхательной систем, в том числе и сердечные пробы, следует понимать как названия, имеющие сугубо условный характер, так как их показатели выходят за пределы сердечно-сосудистой системы.
Под влиянием длительной и систематической тренировки заметные изменения происходят в функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы. Своеобразные, неповторимые при других состояниях изменения касаются пульса, дыхания, артериального давления. Ряд признаков имеет существенное значение для оценки состояния тренированности.
Для хорошо тренированных спортсменов в состоянии покоя характерен замедленный пульс (спортивная брадикардия) и замедленный ритм дыхания (спортивное брадипноэ). Редкий пульс (от 60 до 40 ударов в минуту), одновременное урежение ритма дыхания (до 6—12 дыханий в минуту) — довольно частое явление у хорошо тренированных спортсменов. В. Н. Коваленко сообщил, что он наблюдал мастера спорта по лыжам, у которого утром в постели частота пульса была 28 ударов в минуту. В день исследования этот спортсмен показал высокий результат, выиграв первенство Белоруссии на дистанции 30 км.
Наряду с урежением пульса и дыхания обычно у спортсменов отмечают тенденцию к снижению максимального артериального давления — до 100 мм рт. ст. и ниже, что соответствует нижней границе известных норм. Минимальное артериальное давление не меняется или незначительно понижается. Пульсовое давление в состоянии покоя у тренированных по сравнению с нетренированными всегда несколько повышено. Таким образом, несмотря на редкий пульс, минутный объем сердца не уменьшается. Подобное состояние отражает экономную работу органов кровообращения и дыхания, которые с меньшей затратой энергии обеспечивают потребность в кровообращении. Тренированному сердцу свойственно выполнять работу не столько за счет учащения сердечных сокращений, сколько за счет увеличения ударного объема. Указанные изменения являются результатом улучшения нервной регуляции кровообращения и дыхания в целом, что происходит путем выработки условнорефлекторных связей в период тренировки. Имеют значение характерные изменения в тонусе вегетативного отдела нервной системы (повышение тонуса блуждающего нерва).
Необходимо уделять большое внимание изучению у спортсменов гипертонических состояний. По данным Н. И. Вольнова, число спортсменов с повышенным артериальным давлением (свыше 130/80 мм рт. ст.) довольно велико; это требует тщательного изучения причин и мер предупреждения.
В литературе имеются указания, что при массовых обследованиях спортсменов различных разрядов, различного спортивного стажа повышенное по сравнению с нормой максимальное артериальное давление наблюдали у 11 — 14% из них (А. Г. Дембо), а потому следует считать обязательным тщательное изучение здоровья спортсменов, у которых было выявлено повышенное артериальное давление.
Под влиянием длительной систематической тренировки развивается рабочая гипертрофия сердца, которая подобна гипертрофии скелетных мышц (рис. 57).
Давно установлено, что отношение веса сердца к общему весу у диких животных и птиц значительно выше, чем у домашних, что объясняют разными условиями существования и различными требованиями к работе сердца.
Подобного рода изменения можно наблюдать и у спортсменов. У хорошо тренированных людей относительный вес мышцы сердца значительно больше, чем у нетренированных. В состоянии покоя у тренированных лиц довольно часто обнаруживают увеличение размеров сердца, причем в большей степени его длинника, что является результатом некоторой гипертрофии мышцы сердца и тоногенной дилятации, под которой понимают увеличение полости сердца при сохранении его сократительной способности.
Обычно такое спортивное сердце обладает высокой выносливостью и работоспособностью. Имеются многочисленные указания, что при правильной тренировке, хорошем общем физическом развитии гипертрофия мышцы сердца никогда не достигает таких степеней, как при гипертопической болезни и пороках сердца, и не сопровождается ожирением мышечных волокон при деструктивных изменениях в них, что приходится видеть в мышце патологически гипертрофированного сердца.
Спортивная гипертрофия характеризуется соответствующим развитием капилляров сердечной мышцы, чего нет в патологически увеличенном сердце. Спортивное сердце обильно снабжается кровью. Известно, что в состоянии относительного покоя через венечные сосуды сердца за одну минуту протекает около 240 мл, а во время мышечной работы — около 850 мл крови (Starling и Evans).
Спортивное, увеличенное в своих размерах, сердце обычно возникает на фоне цветущего здоровья, хорошего физического развития и должно гармонировать с увеличенной и хорошо развитой мускулатурой тела. Умеренная гипертрофия сердца спортсменов, пока она соответствует общему состоянию мускулатуры, не болезненное состояние и не порок, а естественным путем приобретенное преимущество.
Однако некоторые авторы гипертрофию миокарда, развивающуюся в ответ на физическую нагрузку, хотя и считают физиологической реакцией, однако не самой рациональной (В. В. Парин, Ф. С. Меерсон и др.).
Увеличение систолического выброса вследствие перестройки архитектоники сердечной мышцы и гипертрофии трабекулярных мышц является наиболее благоприятной реакцией на физическую нагрузку.
Исследованиями последнего времени показано, что гипертрофия сердца сама по себе не может являться обязательным показателем тренированности прежде всего потому, что далеко не у всех спортсменов сердца подвергаются рабочей гипертрофии.
С. П. Летунов, Р. Е. Мотылянская и Н. Д. Граевская на основании изучения форм и размеров сердца ведущих спортсменов Советского Союза рекомендуют выделять три фазы его гипертрофических изменений.
В первой фазе (первый тип спортивного сердца) гипертрофия выражена настолько слабо, что форма и размеры сердца изменяются весьма незначительно. Все размеры сердца (диаметры, площадь и объем), как правило, находятся в пределах, близких или слегка превышающих величины, наблюдаемые у лиц, не занимающихся спортом. К этой группе они отнесли 20,1% всех обследованных спортсменов. Такое сердце нормальных размеров и формы наблюдали даже у спортсменов с большим спортивным стажем.
Во второй фазе (второй тип спортивного сердца) отмечена выраженная гипертрофия левого желудочка; последний удлинен и имеет шарообразную форму. Размеры сердца нередко увеличиваются, особенно его продольный размер и площадь; левая граница соответственно смещается влево и вниз, верхушечный толчок может быть смещен в шестое межреберье и находиться по средне ключичной линии. К этой группе они отнесли наибольшую часть обследованных спортсменов— 62,2%. Такого характера изменения наблюдали у спортсменов, ведущих в течение продолжительного времени усиленную тренировку с частым использованием максимальных нагрузок.
В третьей фазе (третий тип спортивного сердца) гипертрофируется не только левый, но и правый желудочек. При этом размеры сердца увеличиваются чаще, чем в первой и во второй фазах, но далеко не всегда. К этой группе было отнесено 17,7% всех обследованных спортсменов. Такого рода изменения наблюдали у спортсменов, ведущих напряженную тренировку с недостаточно постепенным повышением нагрузки, чрезмерно частым использованием максимальных напряжений и недостаточным отдыхом, т. е., по-видимому, у них были погрешности в методах и плане тренировочных занятий.
Исследованиями более позднего времени доказано, что спортивному сердцу свойственна или одновременная гипертрофия правого и левого желудочков, или гипертрофия преимущественно правого желудочка; изолированной гипертрофии левого желудочка не бывает (Ж. А. Тесленко, В. В. Булычев).
Следует иметь в виду, что все три фазы изменений сердца спортсменов имеют динамический и в значительной степени обратимый характер. В условиях изменений тренировочного режима удавалось наблюдать переход одной фазы изменений в другую. Выключение спортсмена на длительный срок из тренировок и участий в соревнованиях может привести к обратному развитию мышцы сердца; спустя некоторое время характерные для спортивного сердца признаки могут полностью исчезнуть. Гипертрофия мышцы сердца обратима, если будут сняты причины ее гиперфункции (С. С. Вайль). Этим спортивное сердце отличается от патологически измененного, в котором органические изменения и их последствия носят стойкий и, как правило, необратимый характер.
Практически врачу следует всегда иметь в виду возможные варианты так называемого спортивного сердца. Важно правильно диагностировать здоровое гипертрофированное
сердце, уметь отличать его от патологических форм. Всякого рода значительные отклонения от нормы размеров и формы сердца у лиц, занимающихся спортом, подлежат тщательной проверке, и диагноз должен быть уточнен.
Представляют интерес изменения формы и расположения сердца под влиянием различного характера физических упражнений. Такого рода исследования проведены М. А. Джафаровым под руководством М. Ф. Иваницкого — крупного анатома, создателя оригинального направления в отечественной анатомии — динамической анатомии. При помощи рентгенологических методов исследования М. А. Джафаров изучал изменения сердца и диафрагмы при выполнении гимнастических упражнений. Он установил, что во время упражнений сердце значительно меняет свою форму и перемещается в грудной клетке в пределах 10 см.
Наибольшее перемещение органов и изменение формы сердца наблюдали при выполнении исследуемым упражнения «стойка на кистях», когда сила тяжести внутренних органов направлена в сторону головы. На рентгенограммах (рис. 60) показаны органы грудной клетки исследуемого мастера спорта по гимнастике. При выполнении им упражнения «стойка на кистях» нижнее отверстие грудной клетки увеличено, сердце переместилось в сторону головы на 3,5 см и приняло более горизонтальное положение, стала выделяться верхушка сердца, которая переместилась немного влево, размеры сердца увеличились (длина на 2,8 см, ширина на 0,6 см, а ширина тенн сосудов на 1,1 см), виден контур нижней полой вены, правый купол диафрагмы переместился по направлению к голове на 2,8 см, левый опустился на 0,3 см, диафрагма сократилась и оказывает активное сопротивление силе тяжести органов брюшной полости.
Эти наблюдения лишний раз подтверждают взгляды П. Ф. Лесгафта о значении мышц живота и диафрагмы для положения внутренних органов. Для сравнения приводим рентгенограмму исследуемого гимнаста-новичка, выполняющего то же упражнение «стойка на кистях» (рис. 61). На рентгенограмме видно, что сердце значительно перемещено в сторону головы (на 8,2 см) и приняло горизонтальное положение, верхушка его выделяется хорошо. Очевидно, вследствие слабости диафрагмы она сильно вдавлена в грудную полость; правый купол ее переместился на 9,9 см, левый — на 7,5 см.
Для врачебного контроля эти наблюдения имеют большой интерес: во-первых, они показывают, в каких сложных и своеобразных условиях осуществляются функции внутренних органов при выполнении физических упражнений; во-вторых, они показывают, по каким новым путям может идти изучение методов исследования для целей врачебного контроля.
Морфологические и функциональные изменения в системах органов кровообращения и дыхания под влиянием систематической тренировки проявляются своеобразием признаков, которые можно регистрировать обычными методами врачебного обследования. Сюда относится своеобразие пульса, прежде всего его характерное урежение в спокойном состоянии у тренированных спортсменов; следует также иметь в виду возможность выявления аритмии.
Аритмии у спортсменов довольно частое явление. По данным А. Г. Дембо, Е. И. Карева и М. Л. Проэктор, различного характера аритмии были выявлены у 11,28% из 2742 обследованных спортсменов.
Известно, что нарушения ритма сердца могут появляться у совершенно здоровых людей в результате различных экстракардинальных влияний (Г. Ф. Ланг и др.), однако следует всегда помнить о том, что они нередко являются проявлением различных патологических изменений в сердечной мышце, а потому каждый случай появления аритмии у спортсмена подлежит внимательному изучению.
Довольно часто, особенно у юных спортсменов, выявляют дыхательную аритмию — учащение числа ударов во время вдоха и урежение их во время выдоха. Такая аритмия часто появляется после интенсивных физических напряжений, но может быть обнаружена и в состоянии покоя. Возникновение синусовой дыхательной аритмии обычно связывают с повышением тонуса блуждающего нерва; через него дыхание рефлекторно воздействует на ритм сердечных сокращений. Дыхательная аритмия — явление физиологическое.
Большее внимание и правильную оценку должна подучить экстрасистолия, которую иногда обнаруживают у спортсменов непосредственно после физической работы, особенно длительной и напряженной. Экстрасистолическая аритмия у спортсменов после физических нагрузок, особенно в покое, может быть одним из признаков ваготонии. Она чаще бывает желудочкового типа. Экстрасистолия непосредственно после больших физических напряжений может быть объяснена как результат сильного растяжения полостей сердца, переполненных кровью, что у некоторых лиц может повести к преждевременному раздражению проводящих нервных путей сердца. Иногда такое состояние сопровождается неприятными ощущениями в виде чувства замирания, болей в области сердца и т.д.
У здоровых спортсменов все эти явления обычно скоро проходят, быстро восстанавливается нормальный ритм сердечных сокращений; повторными наблюдениями и исследованиями нарушение ритма сердечных сокращений обычно обнаружить не удается. Это согласуется с высказыванием А. Л. Мясникова, что экстрасистолию можно наблюдать и у вполне здоровых лиц. Существуют люди, у которых экстрасистолия имелась с детства и которые доживали до глубокой старости без наличия каких бы то ни было других расстройств со стороны сердца. Вместе с тем не, следует забывать, что экстрасистолия может являться признаком тяжелых поражений сердца, а потому спортсмены, у которых она обнаружена, должны быть тщательно обследованы (включая электрокардиографию). В первую очередь это относится к лицам старшего и пожилого возраста, у которых экстрасистолия может быть проявлением возрастных органических изменений в сердечной мышце.
Много дополнительных данных для оценки состояния тренированности Доктор получает при исследованиях сердечнососудистой системы и с помощью функциональных проб.
Функциональные пробы сердечнососудистой системы играют большую роль в определении состояния тренированности. Основной вопрос диагностики тренированности — определение уровня развития функциональных возможностей организма. Функциональные пробы сердечнососудистой системы, применяемые в динамике, отражают изменения системы приспособляемости организма к нагрузкам и в определенной степени характеризуют его потенциальные возможности. Большое распространение во врачебно-физкультурной практике имеет комбинированная функциональная проба С.П.Летунова, при помощи которой можно определять общую тренированность у спортсменов. Преимущество комбинированной пробы заключается в том, что она помогает выявить приспособляемость организма к нагрузкам на скорость и выносливость; это имеет важное значение для оценки состояния спортсмена в» различные периоды его тренировок.
Показатели комбинированной функциональной пробы особенно четко выявляются в начальных периодах тренировки, но и в дальнейшем по данным пробы можно в значительной степени судить о правильности учебно-тренировочного процесса. Нередко показатели комбинированной функциональной пробы являются первыми сигналами наступающей перетренированности (появление атипических реакций на нагрузку). Данные функциональных проб следует всегда сопоставлять с другими показателями медицинского обследования.
Большое значение имеет проведение врачебных наблюдений в процессе соревнований. Для целей таких исследований может быть с успехом использована методика одномоментных функциональных проб.
Динамические измерения функционального состояния в простом графическом изображении представлены на рис. 62. Слева приведены величины, полученные при исследовании лыжника до и после 10-километровой гонки (реакция благоприятная), справа —величины при исследовании лыжника после 25-километровой гонки (реакция неблагоприятная). Нижняя граница столбика указывает на величину минимального, верхняя — максимального артериального давления; общая длина столбика соответствует пульсовому давлению. Во втором случае выявляется недостаточная подготовленность спортсмена к соревнованиям.
Благоприятный характер нагрузки на организм спортсмена в восстановительном периоде непосредственно после соревнований проявляется выраженным учащением пульса и дыхания (адекватным нагрузке), повышением максимального артериального давления при умеренном понижении минимального, увеличением пульсового давления, быстрым последующим возвращением измененных функций сердечно-сосудистой и дыхательной системы к исходному состоянию, общим хорошим самочувствием.
Феномен «бесконечного тона», определяемый иногда при изменении артериального давления, продолжает вызывать интерес многочисленных исследователей. Появление такого феномена во время функциональных проб и при незначительных физических нагрузках наряду с другими неблагоприятными показателями реакции следует рассматривать как признак, характеризующий неблагополучия в функциональном состоянии. Два типа реакции сердечно-сосудистой системы на лыжный бег.
Этому феномену следует придавать значение особенно тогда, когда после нагрузки он быстро не исчезает и прослушивается в течение ряда минут при затянувшейся фазе восстановления, а также если при предыдущих обследованиях его не отмечали.
Вместе с тем врачу следует знать, что феномен «бесконечного тона» — нередкая находка при обследованиях вполне здоровых спортсменов, особенно во время тренировок и соревнований. Толкование этого феномена только как показателя утомления не нашло поддержки у физиологов. Установлено, что «бесконечный тон» возникает при усиленной мышечной работе у сильнейших спортсменов, сердце которых обладает высокой сократительной способностью. Это интересное явление следует рассматривать как физиологическое, обусловленное большим систолическим объемом сердца, высоким подъемом максимального артериального давления, рефлекторным расширением сосудов (А. Н. Крестовников).
Оценка аускультативных данных.
У спортсменов часто отмечают усиленные, а также глухие тоны. Повышенную звучность тонов можно встречать у лиц легко возбудимых, плохо упитанных, при слаборазвитой мышечной системе. Причиной глухих или приглушенных тонов может быть значительное развитие мышечной ткани, в частности на грудной клетке, там, где обычно выслушивают сердце. Нечистый, приглушенный и несколько удлиненный I тон может появиться — при гипертрофированном спортивном сердце. С. П. Летунов отмечал приглушение тонов сердца у 29% спортсменов, находившихся под его наблюдением.
Д. Ф. Шабашов нечистоту I тона и некоторое его удлинение относит за счет мышечного компонента, преобладающего в его происхождении. Г. Ф. Ланг глухость I тона у спортсменов («тяжелый тон») тоже объяснял более медленным сокращением увеличенного в своих размерах сердца. Л. И. Фогельсон придает значение повышению тонуса блуждающего нерва, который тормозит нарастание внутрижелудочкового давления и тем самым ведет к ослаблению I тона сердца. Можно считать, что изложенная выше особенность звуковых явлений в сердце спортсменов находится в рамках физиологических закономерностей.
Не менее важный признак — выявление шумов при выслушивании сердца у спортсменов. Функциональные систолические шумы — довольно частое явление во время врачебно-физкультурных исследований. Б. А. Ивановский и Д. Ф. Шабашов отмечали их у 50%, Н. И. Шварц — у 28%, С. П. Летунов — у 23%, Mac Kenzy — у 50—60%, Н. И. Осиновский (при исследовании детей) — у 70%. Таким образом, у каждого второго или третьего обследуемого спортсмена можно обнаружить шум в сердце, который следует правильно диагностировать и оценивать. Это особенно важно, так как неправильная трактовка шума в сердце является частой причиной необоснованного врачебного заключения о запрещении занятий физкультурой и спортом. Нельзя забывать, что один симптом, каким бы он важным ни был, сам по себе редко может быть основанием для медицинского заключения. Такой подход особенно недопустим при оценке функциональных шумов, чрезвычайно пестрых по своей этиологии и патогенезу. Функциональные шумы у спортсменов выслушивают на легочной артерии (особенно у детей и подростков) и над верхушкой сердца. Важно правильно диагностировать так называемые сердечные функциональные шумы, причина которых находится в самом сердце (изменение тонуса папиллярных мышц, растяжение мышечного кольца вокруг клапанных отверстий и т. д.). Иногда это весьма трудная задача. Известно, что функциональные шумы отличаются от органических своей изменчивостью и более мягким характером; они значительно ослабевают или исчезают при перемене положения тела и после физической нагрузки.
Большую помощь врачу в диагностике теперь могут оказать современные методы инструментальных исследований (электрокардиография, фонокардиография и др.).
У отдельных спортсменов на легочной артерии можно услышать раздвоенный и усиленный II тон, что объясняют напряжением в работе правого сердца. У подростков в период полового созревания наличие такого явления можно объяснить особенностями переходного периода (изменения в нервной и эндокринной системах).
Все эти особенности звуковых явлений при отсутствии других симптомов, указывающих на нарушение функций сердечно-сосудистой системы, при хорошем уровне тренированности и отсутствии жалоб, как правило, не являются показанием к ограничению спортивной деятельности.
Общую оценку состояния тренированности Доктор может сделать на основании:
— тщательно собранного общего и спортивного анамнеза;
— изучения состояния здоровья (осмотр по органам и системам) и оценки физического развития;
— анализа результатов комплексного обследования, в частности функциональных проб и инструментальных исследований;
— учета особенностей функциональных и морфологических изменений в различных системах и органах;
— наблюдений (особенно повторных) непосредственно в условиях тренировок и соревнований.
