Энергообеспечение сердца при мышечной работе

Для нормально функционирующего сердца необходимы непрерывный приток кислорода и питательных веществ, а также выведение продуктов распада. Энергообеспечение клеток сердца осуществляется за счёт аэробного окисления различных веществ, поступающих из крови. В отличие от скелетных мышц сердце является «всеядным» органом и использует для выработки энергии многие продукты обмена веществ: глюкозу, свободные жирные кислоты, аминокислоты, перуват, молочную кислоту (лактат), кетоновые тела.

Во время физической работы обменные процессы в миокарде увеличиваются в 4-5 раз, а у спортсменов высокого класса – семикратно.

Пример:

В условиях покоя для энергообразования сердцу требуется: глюкозы – 31%, лактата – 28%, свободных жирных кислот – 34%, кетоновых тел и аминокислот – 7%. При физической нагрузке потребление сердцем лактата возрастает до 60%, а потребление глюкозы снижается до 15%, что обеспечивает стабильность работы сердечной мышцы даже в условиях гипоксии и гипогликемии.

Активно гнать кровь по сосудам сердцу помогают усиленно функционирующие скелетные мышцы. Установлено, что мышцы, которые слабо или редко сокращаются, становятся только потребителями крови («иждивенцами»), а сердце, не получая от них должной помощи, излишне напрягается и преждевременно изнашивается.

Для движения крови по артериальным сосудам достаточно давления в 120 мм.рт.ст., под каким она выталкивается из левого желудочка в аорту. Но по мере прохождения крови по многочисленным артериальным путям её давление постепенно падает и в капиллярах снижается до 10-15 мм.рт.ст., а для того, чтобы поднять кровь по венам, например, нижних конечностей обратно к сердцу, необходимо давление в 60-100 мм.рт.ст. (в зависимости от роста человека). В организме человека насчитывается более 600 периферических «сердец». Мышцы помогают сердцу и обеспечивают движение крови по венозному руслу, без чего невозможна её циркуляция по замкнутой системе кровообращения. Скелетные мышцы действуют подобно нагнетающе-присасывающему насосу. Таким образом, губительное влияние гипокинезии (недостатка движения) на сердечно-сосудистую систему кроется в том, что двигательный покой снижает насосную деятельность скелетных мышц. Лишь в условиях двигательной активности совершенствуются и эффективно работают периферические «сердца» – скелетные мышцы.

Одним из важнейших внесердечных механизмов кровообращения является диафрагма – мышца, отделяющая грудную полость от брюшной. При вдохе диафрагма опускается, объём грудной полости увеличивается и давление в ней падает, а в брюшной полости повышается. В результате кровь из вен брюшной полости поступает в вены грудной полости. А во время выдоха диафрагма поднимается, и тогда увеличивается объём брюшной полости, давление в ней падает, и кровь из вен нижних конечностей поднимается в вены брюшной полости, чтобы при вдохе устремиться в венозные сосуды грудной полости и достичь правого предсердия.

Показателями производительности сердца являются частота сердечных сокращений (ЧСС) и их сила. Они отражают не только интенсивность работы сердечно-сосудистой системы (ССС), но и напряжение всех систем организма, в том числе и интенсивность энергообмена. Так, зная ЧСС и время, затраченное на выполнение упражнений, можно подсчитать энергозатраты (таблица 1).

Таблица 1

Расход энергии и потребление кислорода в зависимости от ЧСС

(по Орешкину, 1990)

В зависимости от уровня тренированности организма выделяют следующие зоны интенсивности нагрузки:

- увеличение ЧСС на 20% – тонизирующая;

- увеличение ЧСС на 40% – поддерживающая;

- увеличение ЧСС на 60% – развивающая;

- увеличение ЧСС на 80% – тренирующая;

- увеличение ЧСС на 100% – ударная.