Кровообращение и физическая нагрузка
Физическая нагрузка заставляет мышцы получать больше кислорода и питательных веществ, а значит, кровь должна двигаться быстрее и в большем объёме. Поэтому изменяются частота пульса, артериальное давление и распределение кровотока. После остановки работы организм постепенно возвращается к состоянию покоя.
Перед изучением темы полезно повторить, что такое пульс и как измеряют артериальное давление. Кровь движется по большому и малому кругам кровообращения, а сердце, которое является центральным органом этой системы, работает ритмично благодаря чередованию систолы и диастолы.
Зачем при нагрузке усиливается кровообращение
При сокращении мышцы расходуют кислород и органические вещества, главным образом глюкозу. Одновременно образуются углекислый газ и продукты обмена, которые необходимо удалить. Поэтому работающим мышцам требуется усиленный приток крови.
- частота сердечных сокращений увеличивается;
- сердце за минуту выбрасывает больше крови;
- сосуды работающих мышц расширяются, и кровоток в них усиливается;
- к коже поступает больше крови для отдачи тепла;
- кровоснабжение органов, не участвующих непосредственно в работе, может временно уменьшаться.
Минутный объём кровообращения — это объём крови, который сердце выбрасывает в сосуды за одну минуту. Он зависит от частоты сердечных сокращений и ударного объёма, то есть количества крови, выбрасываемого за одно сокращение.
Здесь \(Q\) — минутный объём крови, \(f\) — частота сердечных сокращений, \(V_s\) — ударный объём. При умеренной нагрузке обычно увеличиваются оба множителя, поэтому \(Q\) заметно возрастает.
Пульс во время нагрузки и восстановления
При нагрузке нервная система ускоряет работу сердца. Пульс учащается: за одну минуту сердце делает больше сокращений, а кровь быстрее поступает к тканям. Величина изменения зависит от интенсивности упражнения, продолжительности работы, возраста и тренированности человека.
После прекращения нагрузки пульс не возвращается к исходному значению мгновенно. Сначала он снижается быстро, затем медленнее. Организму ещё требуется повышенный приток кислорода, удаление углекислого газа и восстановление запасов энергии. У тренированного человека пульс при одинаковой нагрузке часто ниже, а восстановление происходит быстрее.
Если после одинаковой нагрузки пульс у одного человека возвращается к исходному значению быстрее, это обычно указывает на более быстрое восстановление сердечно-сосудистой системы. Однако вывод делают только при одинаковых условиях измерения.
Артериальное давление и перераспределение крови
Во время физической работы обычно повышается систолическое, или верхнее, давление: сердце сокращается сильнее и выбрасывает больше крови. Диастолическое, или нижнее, давление может измениться мало, немного снизиться или повыситься — это зависит от вида нагрузки и состояния сосудов.
При динамической работе, например при беге, мышцы ритмично сокращаются и расслабляются. Артерии в работающих мышцах расширяются, поэтому сопротивление кровотоку там уменьшается. При статической нагрузке, например при длительном удерживании тяжести, напряжённые мышцы могут сдавливать сосуды. Кровоток затрудняется, а давление иногда повышается сильнее.
Пульсовое давление — разность между систолическим и диастолическим давлением. Оно показывает, насколько давление меняется между сокращением и расслаблением сердца.
Например, при давлении \(120/80\) мм рт. ст. пульсовое давление равно \(40\) мм рт. ст. В задачах важно не складывать эти числа и не путать пульсовое давление с частотой пульса.
Почему при беге пульс обычно учащается?
Как решать расчётные тапсырмалар
В экзаменационных задачах могут быть даны частота сердечных сокращений и ударный объём. Тогда нужно найти минутный объём кровообращения по формуле (1). Следите за единицами: если ударный объём указан в миллилитрах, результат получится в миллилитрах в минуту; для перевода в литры разделите на \(1000\).
Ученик во время нагрузки имеет пульс \(120\) уд/мин, ударный объём сердца равен \(80\) мл. Найдите минутный объём крови и сравните его с покоем, если в покое пульс \(75\) уд/мин, а ударный объём \(60\) мл.
Жауабы: при нагрузке сердце перекачивает \(9{,}6\) л крови в минуту, а в покое — \(4{,}5\) л/мин. Минутный объём увеличился примерно в \(2{,}1\) раза. Это согласуется с потребностью мышц в усиленном снабжении.
Восстановление организма
После прекращения упражнения мышцы постепенно переходят к обычному уровню обмена веществ. Пульс и систолическое давление снижаются, дыхание становится реже, а кровоток перераспределяется. Дыхательные движения ещё некоторое время могут оставаться учащёнными, поскольку организму нужен дополнительный кислород.
На скорость восстановления влияют тренированность, интенсивность и длительность нагрузки, температура окружающей среды, эмоциональное состояние и наличие заболеваний. Для корректного сравнения измеряют показатели в одинаковом положении тела, после одинакового времени отдыха и одним и тем же способом.
Не утверждайте, что при любой нагрузке обязательно повышаются и верхнее, и нижнее давление. Не путайте пульс с минутным объёмом крови: пульс измеряют в уд/мин, а минутный объём — в л/мин. Нельзя сравнивать результаты, полученные сразу после разной по интенсивности работы.
Если на графике после нагрузки показатель сначала быстро уменьшается, а затем приближается к постоянному уровню, это характерно для восстановления. Сначала определите исходное значение, затем максимальное изменение и время возвращения к исходному уровню.
Как анализировать таблицу или график
- Определите, что отложено по горизонтальной и вертикальной осям и в каких единицах.
- Сравните показатели до нагрузки, во время неё и после неё.
- Укажите направление изменения: увеличение, уменьшение или отсутствие заметной перемены.
- Свяжите изменение с причиной: потребность мышц в кислороде, работа сердца или расширение сосудов.
- Если требуется вывод, опирайтесь на конкретные значения, а не только на общий вид графика.
Проверь себя
Главное
- При физической нагрузке работающим мышцам требуется больше кислорода и питательных веществ, поэтому усиливается кровообращение.
- Пульс и минутный объём крови обычно увеличиваются; минутный объём рассчитывают по формуле \(Q=f\cdot V_s\).
- Систолическое давление при динамической нагрузке обычно повышается, а диастолическое может изменяться по-разному.
- После прекращения работы пульс, давление и кровоток постепенно возвращаются к исходному уровню.
- При анализе тапсырмалар учитывайте вид нагрузки, единицы измерения и одинаковые условия сравнения.