Увеличение сердечного выброса при физической нагрузке

Многочисленные физиологические механизмы, развивающиеся в процессе мышечной работы, приводят к увеличению сердечного выброса, причем пропорционально тяжести физической нагрузки. И действительно, способность системы кровообращения увеличивать сердечный выброс для лучшей доставки кислорода и питательных веществ мышцам, выполняющим тяжелую работу, не менее важна, чем сила сокращения самих мышц.
Таким образом, на марафонской дистанции спортсмен, способный увеличить сердечный выброс в максимальной степени, станет победителем в забеге.

На рисунке представлен графический анализ тех изменений сердечного выброса, которые происходят при тяжелой физической нагрузке. Кривые сердечного выброса и венозного возврата, пересекающиеся в точке А, дают представление о гемодинамике в состоянии покоя. Кривые, пересекающиеся в точке Б, дают представление об изменениях гемодинамики при тяжелой физической нагрузке. Обратите внимание, что увеличение сердечного выброса требует значительных изменений как кривой сердечного выброса, так и кривой венозного возврата.

Довольно легко понять, почему происходит смещение вверх кривой сердечного выброса. Это смещение является результатом симпатической стимуляции сердца, поскольку: (1) увеличивается частота сердечных сокращений, часто до 170-190 уд/мин и выше- (2) увеличивается сила сердечных сокращений примерно в 2 раза. Если бы не смещение кривой вверх, увеличение сердечного выброса ограничилось бы уровнем плато, характерного для кривой в состоянии покоя.

Видео: Причины тахикардии сердца

Это значит, что сердечный выброс максимально увеличился бы только в 2,5 раза вместо 4-кратного увеличения у нетренированного бегуна и 7-кратного — у тренированного бегуна на марафонской дистанции.

Теперь посмотрим на кривые венозного возврата. Если не произойдет никаких изменений с кривой венозного возврата, то сердечный выброс во время нагрузки изменится незначительно, т.к. уровень плато на кривой венозного возврата в покое соответствует всего 6 л/мин. Тем не менее, происходят два важных изменения.

1. Среднее давление наполнения значительно увеличивается с началом физической нагрузки. Отчасти это связано с сокращением вен и других емких областей сосудистой системы под действием симпатических нервов. Кроме того, напряжение мышц брюшной стенки и других скелетных мышц вызывает сдавление большого числа сосудов внутренних органов, что тоже увеличивает среднее давление наполнения. При максимальной нагрузке давление наполнения может увеличиться с 7 до 30 мм рт. ст., т.е. в несколько раз.

2. Кривая венозного возврата смещается вверх, угол наклона ее нисходящей части увеличивается. Это происходит за счет уменьшения сопротивления практически всех кровеносных сосудов сокращающихся скелетных мышц, что также уменьшает сопротивление венозному возврату крови к сердцу.

Таким образом, сочетание двух факторов (увеличение среднего давления наполнения и уменьшение сопротивления венозному возврату) вызывает значительное смещение кривой венозного возврата вверх.

За счет изменений обеих кривых — кривых венозного возврата и сердечного выброса — состояние гемодинамики в отличие от прежнего уровня покоя (точка А) характеризует новая равновесная точка (точка Б). Обратите особое внимание, что давление в правом предсердии увеличилось незначительно, всего на 1,5 мм рт. ст. В действительности у тренированных людей с сильным сердцем давление в правом предсердии часто опускается ниже уровня покоя, т.к. во время тяжелой физической работы происходит интенсивная стимуляция сердца симпатическими нервами.

Источник: http://meduniver.com