Влияние физических упражнений на работу сердечно-сосудистой системы

Введение
В условиях современного мира с появлением устройств, облегчающих трудовую деятельность (компьютер, техническое оборудование), резко сократилась двигательная активность людей по сравнению с предыдущими десятилетиями. Это, в конечном итоге, приводит к снижению функциональных возможностей человека, а также к заболеваниям.
Физические упражнения дают человеку чувство бодрости, жизнерадостности, улучшают настроение, что благотворно сказывается на функции центральной нервной системы, которая, в свою очередь, регулирует все жизненные процессы. Люди, страдающие неврозами, начав заниматься физкультурой, отмечают значительное улучшение эмоционального состояния.
Научно-техническая революция внесла в образ жизни человека на ряду с прогрессивными явлениями и ряд неблагоприятных факторов, как нервные и физические перегрузки, стрессы профессионального и бытового характера. Все это приводит к нарушению обмена веществ в организме, предрасположение к сердечно-сосудистым заболеваниям.
Известно, что в настоящее время 80% людей страдают ограничением двигательной активности, это вызывает уменьшение сил и выносливости мышц, снижение тонуса, уменьшение объема мышечной массы, красных и белых мышечных волокон, ухудшение координации движений, приводит к выраженным функциональным изменениям: учащаются сердечные сокращения, уменьшается ударный и минутный объем кровообращения, общая масса циркулирующей крови, сокращение сосудистого русла, замедляется время общего круговорота крови. Это приводит к тому, что увеличивается число заболеваемости среди подростков и молодежи
Один из важнейших эффектов оздоровительной физической культуры -повышение функциональных возможностей сердечно сосудистой-системы, поэтому тема является без сомнения актуальной.
Цель работы - выявить влияние физической нагрузки на сердечно-сосудистую систему.
Задачи работы:
- рассмотреть основные характеристики сердца и сердечно – сосудистой системы;
- изучить Влияние физических упражнений на работу сердечно-сосудистой системы.
1 Основные характеристики сердца и сердечно – сосудистой системы
1.1 Сердечно – сосудистая система
Сердечно–сосудистая система (сокращенно — ССС) — система органов, которые обеспечивают циркуляцию крови по организму животного.
В состав сердечно–сосудистой системы входят кровеносные сосуды и главный орган кровообращения — сердце.
Сердце - это центральный орган ССС человека, располагается в грудной клетке. Сердце является источником движения крови, насос и мотор в одном органе. Работа сердца состоит из отдельных фаз: сокращение сердца - систола, расслабления – диастола[1].
Систола предсердий слабее и короче систолы желудочков в сердце человека она длится 0,1с, а систола желудочков – 0,3 с.
Диастола предсердий занимает 0,7с, а желудочков – 0,5 с.
Общая пауза (одновременная диастола предсердий и желудочков) сердца длится 0,4 с. Весь сердечный цикл продолжается 0,8с. Длительность различных фаз сердечного цикла зависит от частоты сердечных сокращений. При более частых сердечных сокращений деятельность каждой фазы уменьшается, особенно диастолы.
Основной функцией сердечно–сосудистой системы человека является распространение по организму крови, содержащие питательные и биологически активные вещества, газы, продукты метаболизма.
Центральный элемент системы кровообращения — сердце — полый мышечный орган, способный к ритмическим сокращениям, обеспечивающим непрерывное движение крови внутри сосудов. Сердце человека состоит из двух полностью разделённых половин, в каждой из которых выделяется желудочек и предсердие.
Сосуды представляют собой систему полых эластичных трубок различного строения, диаметра и механических свойств, заполненных кровью.
В общем случае в зависимости от направления движения крови сосуды делятся на: артерии, по которым кровь отводится от сердца и поступает к органам, и вены — сосуды, кровь в которых течёт по направлению к сердцу.По мере удаления от сердца сосуды веерообразно разделяются на всё более мелкие, образуя в итоге артериолы.Между артериями и венами находится микроциркуляторное русло, формирующее периферическую часть сердечно–сосудистой системы. Микроциркуляторное русло представляет систему мелких сосудов, включающую артериолы, капилляры, венулы, а также артериолувенулярные анастомозы. Именно здесь происходят процессы обмена между кровью и тканями.Далее, приближаясь к сердцу, вены снова сливаются образуя более крупные сосуды [2].
Сердечно–сосудистая система: общая характеристика
Сердечно–сосудистая система состоит из сердца и сосудов - артерий, капилляров и вен.
Рисунок 1 – Сердечно – сосудистая система человека
Сердечно–сосудистую систему можно разделить на два последовательно соединенных отдела:
- большой (системный) круг кровообращения;
- малый (легочный) круг кровообращения.
Основная функция сердечно-сосудистой системы заключается в продвижении крови, которое обеспечивается сокращениями сердца, по замкнутой цепи сосудов.
Кровь переносит ко всем клеткам субстраты, необходимые для их нормального функционирования, и удаляет продукты их жизнедеятельности. Все эти вещества поступают в кровоток и выходят из него через капилляры в интерстициальную (межклеточную) жидкость.
Кроме системы кровеносных сосудов существует система лимфатических сосудов, которая собирает жидкость и белки из межклеточного пространства и переносит их в кровеносную систему.
1.2 Основные физиологические свойства сердечной мышцы
Сердечная мышца, как и скелетная, обладает возбудимостью, способностью проводить возбуждение и сократимостью.
Возбудимость сердечной мышцы. Сердечная мышца менее возбудима, чем скелетная. Для возникновения возбуждения в сердечной мышце необходимо применить более сильный раздражитель, чем для скелетной. Установлено, что величина реакции сердечной мышцы не зависит от силы наносимых раздражений (электрических, механических, химических и т. д.). Сердечная мышца максимально сокращается и на пороговое, и на более сильное по величине раздражение [3].
Проводимость. Волны возбуждения проводятся по волокнам сердечной мышцы и так называемой специальной ткани сердца с неодинаковой скоростью. Возбуждение по волокнам мышц предсердий распространяется со скоростью 0,8—1,0 м/с, по волокнам мышц желудочков— 0,8—0,9 м/с, по специальной ткани сердца—2,0—4,2 м/с.
Сократимость. Сократимость сердечной мышцы имеет свои особенности. Первыми сокращаются мышцы предсердии, затем—папиллярные мышцы и субэндокардиальный слой мышц желудочков. В дальнейшем сокращение охватывает и внутренний слой желудочков, обеспечивая тем самым движение крови из полостей желудочков в аорту и легочный ствол.
Физиологическими особенностями сердечной мышцы является удлиненный рефрактерный период и автоматия. Теперь о них поподробнее.
Рефрактерный период [4]. В сердце в отличие от других возбудимых тканей имеется значительно выраженный и удлиненный рефрактерный период. Он характеризуется резким снижением возбудимости ткани в течение ее активности. Выделяют абсолютный и относительный рефрактерный период (р.п.). Во время абсолютного р.п. какой бы силы не наносили раздражения на сердечную мышцу, она не отвечает на него возбуждением и сокращением. Он соответствует по времени систоле и началу диастолы предсердий и желудочков. Во время относительногор.п. возбудимость сердечной мышцы постепенно возвращается к исходному уровню. В этот период мышца может ответить на раздражитель сильнее порогового. Он обнаруживается во время диастолы предсердий и желудочков.
Сокращение миокарда продолжается около 0.3 с, по времени примерно совпадает с рефрактерной фазой. Следовательно, в период сокращения сердце неспособно реагировать на раздражители.
Автоматия сердца. Вне организма при определенных условиях сердце способно сокращаться и расслабляться, сохраняя правильный ритм

. Следовательно, причина сокращений изолированного сердца лежит в нем самом. Способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в нем самом, носит название автоматии [5].
В сердце различают рабочую мускулатуру, представ­ленную поперечнополосатой мышцей, и атипическую, или специальную, ткань, в которой возникает и проводится возбуждение.
У человека атипичекая ткань состоит из:
- синоаурикулярного узла, располагающегося на задней стенке правого предсердия у места впадения полых вен;
- атриовентрикулярного (предсердно-желудочкого) узла находящегося в правом предсердии вблизи пере­городки между предсердиями и желудочками;
- пучка Гиса (председно-желудочковый пучок), отходящего от атриовентрикулярного узла одним стволом. Пучок Гиса, пройдя через перегородку между предсердиями и желудочками, делится на две ножки, идущие к правому и левому желудочкам. Заканчивается пучок Гиса в толще мышц волокнами Пуркинье. Пучок Гиса—это единственный мышечный мостик, соединяющий предсердия с желудочками.
Синоаурикулярный узел является ведущим в деятельности сердца (водитель ритма), в нем возникают импульсы, определяющие частоту сокращений сердца. В норме атриовентрикулярный узел и пучок Гиса являются только передатчиками возбуждения из ведущего узла к сердечной мышце. Однако им присуща способность к автоматии, только выражена она в меньшей степени, чем у синоаурикулярного узла, и проявляется лишь в условиях патологии.
Атипическая ткань состоит из малодифференцированных мышечных волокон. В области синоаурикулярного узла обнаружено значительное количество нервных клеток, нервных волокон и их окончаний, которые здесь образуют нервную сеть. К узлам атипической ткани подходят нервные волокна от блуждающих и симпатических нервов [6].
2 Влияние физических упражнений на работу сердечно-сосудистой системы
2.1 Роль физических упражнений и спорта в жизни человека
Физические упражнения необходимы человеку во все периоды жизни. Средства увеличения двигательной активности современного человека должны осуществляться путем все более широкого привлечения населения к занятиям физическими упражнениями, спортом.
Физические упражнения воздействуют на все группы мышц, суставы, связки, которые делаются крепкими, увеличиваются объем мышц, их эластичность, сила и скорость сокращения. Усиленная мышечная деятельность вынуждает работать с дополнительной нагрузкой сердце, легкие и другие органы и системы нашего организма, тем самым, повышая функциональные возможности человека, его сопротивляемость неблагоприятным воздействиям внешней среды.
Регулярные занятия физическими упражнениями в первую очередь воздействуют на опорно-двигательный аппарат, мышцы [7]. При выполнении физических упражнений в мышцах образуется тепло, на что организм отвечает усиленным потоотделением. Во время физических нагрузок усиливается кровоток: кровь приносит к мышцам кислород и питательные вещества, которые в процессе жизнедеятельности распадаются, выделяя энергию. При движениях в мышцах дополнительно открываются резервные капилляры, количество циркулирующей крови значительно возрастает, что вызывает улучшение обмена веществ.
В ответной реакции организма человека на физическую нагрузку первое место занимает влияние коры головного мозга на регуляцию функций основных систем: происходит изменение в кардиореспираторной системе, газообмене, метаболизме и др. Упражнения усиливают функциональную перестройку всех звеньев опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой и других систем, улучшают процессы тканевого обмена. Под влиянием умеренных физических нагрузок увеличиваются работоспособность сердца, содержание гемоглобина и количество эритроцитов, повышается фагоцитарная функция крови. Совершенствуются функция и строение самих внутренних органов, улучшается химическая обработка и продвижение пищи по кишечнику. Сочетанная деятельность мышц и внутренних органов регулируется нервной системой, функция которой также совершенствуется при систематическом выполнении физических упражнений [8].
Если же мышцы бездействуют — ухудшается их питание, уменьшаются объем и сила, снижаются эластичность и упругость, они становятся слабыми, дряблыми. Ограничение в движениях (гиподинамия), пассивный образ жизни приводят к различным предпатологическим и патологическим изменениям в организме человека.
Так, американские врачи, лишив добровольцев движений путем наложения высокого гипса и сохранив им нормальный режим питания, убедились, что через 40 дней у них началась атрофия мышц и накопился жир. Одновременно повысилась реактивность сердечно-сосудистой системы и снизился основной обмен. Однако в течение последующих 4 недель, когда испытуемые начали активно двигаться (при том же режиме питания), указанные выше явления были ликвидированы, мышцы укрепились и гипертрофировались.
Таким образом, благодаря физическим нагрузкам удалось восстановление как в функциональном, так и в структурном отношениях. Физические нагрузки оказывают разностороннее влияние на организм человека, повышают его устойчивость к неблагоприятным воздействиям окружающей среды.
Так, например, у физически тренированных лиц по сравнению с нетренированными наблюдается лучшая переносимость кислородного голодания. Отмечена высокая способность работать при повышении температуры тела свыше 38°С во время физических напряжений. Подмечено, что у рентгенологов, занимающихся физическими упражнениями, меньшая степень воздействия проникающей радиации на морфологический состав крови. В опытах на животных показано, что систематические мышечные тренировки замедляют развитие злокачественных опухолей.
Обмен веществ и энергии в организме человека характеризуется сложными биохимическими реакциями. Питательные вещества (белки, жиры и углеводы), поступающие во внутреннюю среду организма с пищей, расщепляются в пищеварительном тракте. Продукты расщепления переносятся кровью к клеткам и усваиваются ими. Кислород, проникающий из воздуха через лёгкие в кровь, принимает участие в процессе окисления, происходящем в клетках.
Вещества, образующие в результате биохимических реакций обмена веществ, выводятся из организма через лёгкие, почки, кожу.
Обмен веществ является источником энергии для всех жизненных процессов и функций организма. При расщеплении сложных органических веществ содержащаяся в них энергия превращается в другие виды энергии (биоэлектрическую, тепловую, механическую и др.)
Занятия физическими упражнениями или спортом повышают активность обменных процессов, тренирует и поддерживает на высоком уровне механизмы, осуществляющие в организме обмен веществ и энергии[9].
2.2 Воздействие физических нагрузок на сердечно – сосудистую систему
Кровь является одним из важнейших компонентов сердечно - сосудистой системы, ее значение велико для нашего организма. Она выполняет ряд функций:
- питательная;
- выделительная;
- защитная;
- регуляторная;
- транспортная.
Работа сердечной мышцы тесно связана с работой всех остальных мышц: чем больше они «трудятся», тем больше нужно работать и сердцу. Ясно, что, развивая и тренируя свои мышцы во время занятий физическими упражнениями, мы также развиваем и укрепляем сердечную мышцу. Так, учеными установлено, что в покое у людей, не занимающихся физической культурой и спортом, при каждом сокращении сердце выбрасывает 50-60 см3 крови. У людей, систематически занимающихся физическими упражнениями, в покое при каждом сокращении сердце выбрасывает до 80 см3 крови.
Нетренированное сердце отвечает на физическую нагрузку резким учащением сокращений, а тренированное (даже при большой физической нагрузке) бьется значительно реже, но зато начинает сильнее сокращаться и полностью обеспечивает усиленную потребность организма в кислороде