Написанное ниже отражает существующий взгляд на физиологические изменения, наступающие при занятиях бегом на длинные дистанции.
Данная заметка не дает ответа на вопросы, типа «а как мне пробежать марафон из 3 часов», «как мне улучшить рекорд Western States 100», «как надо тренироваться», «в какой обуви мне бегать», «а полезно ли бегать босиком», «нужно ли вообще бегать».
Физиологические изменения сердца, связанные с бегом
Для любознательных читателей доступны несколько великолепных работ, посвященных подробному разбору спортивной физиологии, поэтому в данном разделе будут представлены лишь общие изменения со стороны сердца. При занятиях бегом появляется прямая взаимосвязь между интенсивностью работы (внешней работой) и потребностью организма в кислороде. Эта потребность реализуется за счет увеличения захвата кислорода лёгкими (показатель VO2). Сердечно-сосудистая система ответственна за транспорт богатой кислородом крови из легких к скелетной мускулатуре и другим тканям и внутренним органам. Этот процесс обеспечивается сердечным выбросом (количество крови, выбрасываемой желудочком за одну минуту, в норме 4-8 л/мин). Формула для расчета сердечного выброса выглядит достаточно просто – ЧСС (частота сердечных сокращений, у нормального человека 60-100 уд/мин) умножить на УО (ударный объем, или объем крови, выбрасываемый желудочком за одно сокращение, обычно 60-100 мл/уд).
Несмотря на кажущуюся простоту, на каждый из показателей в этом уравнении влияет огромное количество факторов, а сам сердечный выброс способен легко увеличиваться в 5-6 раз при интенсивных физических нагрузках. Например, Miguel Indurain, или «Большой Миг», пятикратный победитель легендарной велогонки «Тур де Франс» имел в покое ЧСС 28 уд/мин. При нагрузке ЧСС и СВ спортсмена повышались соответственно до 220 уд/мин и 50 л/мин! Частота сердечных сокращений у спортсменов изменяется в широких пределах, от менее 40 уд/мин в покое до более 200 уд/мин у молодых, хорошо тренированных спортсменов. Именно повышение ЧСС способствует увеличению сердечного выброса при физических нагрузках.
Максимальная частота пульса естественным образом варьирует у разных людей, неуклонно снижается с возрастом, и не повышается с помощью тренировок. В целом, ЧСС в покое будет снижаться примерно на 5-25 ударов в минуту при занятиях любым спортом. Природа этого феномена до конца не выяснена, но скорее всего снижение ЧСС является результатом сложных взаимодействий нервной системы и химических веществ, регулирующих скорость сокращения сердца и тонуса сосудов. При снижении ЧСС в покое остается больше времени на заполнение сердца. При увеличении объема и массы выбрасывающих кровь желудочков, происходит улучшение доставки кислорода и питательных веществ как к органам и тканям, так и к сердечной мышце - миокард. Все это делает миокард более эффективным и позволяет ему поддерживать наши потребности даже в самых непростых беговых ситуациях (привет, ультра-марафонцы!).
В противоположность этому, ударный объем (объем крови, выбрасываемой желудочком за одно сокращение) может довольно значимо увеличиваться как в состоянии покоя, так и при физической нагрузке, при условии регулярный и длительных занятий спортом. Увеличение камер сердца, а также приобретенная способность к увеличению ударного объема являются результатом тренировок на выносливость. К сожалению, в настоящее время неизвестно, какой из многих факторов, влияющих на ударный объем, играет ведущую роль в его увеличении.
Перестройка сердечно-сосудистой системы, в частности изменение сердечного выброса и тонуса сосудов зависят от вида спорта, которые условно можно поделить на две категории (по видам доминирующей активности):
1. Изотонические виды спорта, где, прежде всего, идет развитие выносливости (динамический спорт) – сюда относятся бег на длинные дистанции, велосипед, гребля, плавание. Данный вид характеризуется высокой двигательной активностью и минимальной силовой. Основные изменения со стороны сердца – повышение ЧСС и ударного объема, тогда как тонус сосудов падает, но, в общем, у атлетов отмечается небольшое повышение артериального давления. Нагрузка сердца осуществляется преимущественно объемом крови.
2. Изометрические виды спорта, или тренировка силы, характеризуются прежде всего повышением сосудистого тонуса и нормальным или чуть повышенным сердечным выбросом. К данным видам спорта можно отнести тяжелую атлетику, легкая атлетика с толканием или метанием снарядов, и американский футбол.
3. Комбинация изотонического и изометрического спорта встречается, например, в хоккее, баскетболе, футболе.
Для того чтобы начали развиваться вышеописанные изменения (независимо, занимаетесь ли вы изотоническим или изометрическим видом спорта) необходимо заниматься регулярно. Как часто и как много?
На рисунке видно, что при суммарной физической нагрузке более 3 часов в неделю начинают появляться основные изменения в работе сердца и сосудов – снижается частота сердечных сокращений, увеличивается аэробная нагрузка и масса левого желудочка. И хотя редко бывает так, что спортсмен занимается видом спорта, попадающим в какую-то одну категорию, бег на длинные дистанции можно считать идеальным примером динамической активности.
Левый желудочек (ЛЖ) можно назвать «рабочей лошадкой» сердца, поскольку именно он выполняет основную работу по выбрасыванию крови в большой круг кровообращения, откуда она распределяется по органам и тканям. И именно левый желудочек быстрее реагирует на повышение физической активности, изменяясь и подстраиваясь сообразно потребностям своего владельца.
Долгое время считалось, что основное изменение ЛЖ, происходящее под влиянием бега на длинные дистанции – это его дилатация, или расширение, тогда как увеличение его массы, или гипертрофия не выражена сильно. Однако появившиеся в последнее время публикации говорят о том, что бег на длинные дистанции приводит к увеличению массы левого желудочка, его гипертрофии.
По сравнению со здоровыми добровольцами, у бегунов масса левого желудочка была больше примерно на 12%.
На рисунке видно увеличение толщины стенки ЛЖ как у мужчин (черные столбцы), так и у женщин-спортсменов (белые столбцы).
На следующем рисунке представлено увеличение размеров левого желудочка с зависимости от вида спорта (белый столбец – влияние на размер камеры ЛЖ, черный столбец – влияние на толщину стенки ЛЖ), откуда видно, что бег на длинные дистанции приводит как к увеличению толщины ЛЖ (гипертрофия), так и к увеличению размера камеры (дилатация).
Возможной причиной вышеописанных изменений является тот факт, что бег на длинные дистанции «обрастает» рядом дополнительных активностей, которые получили общее название «кросс-тренинг». Регулярный тренировочный стресс вызывает изменения не только левого желудочка. Для приема и выброса больших объемов крови необходимо, чтобы и правый желудочек (ПЖ) претерпел изменения, что и было подтверждено рядом исследований. Ряд работ с использованием эхокардиографии и магнитно-резонансной томографии подтвердил, что под влиянием регулярных тренировок на выносливость происходит увеличение как ЛЖ, так и ПЖ. Дальнейшие исследования атлетов, тренировки которых направлены на повышение выносливости, обнаружили утолщение (гипертрофия) стенки ПЖ на фоне регулярных нагрузок.
Аорта, как самая крупная артерия организма, испытывает огромную нагрузку во время тренировки. Природа этой нагрузки зависит от вида спорта, при тренировках на выносливость аорта растягивается преимущественно большим объемом крови, тогда как давление повышается очень слабо. Очевидно, что подобные нагрузки приведут к изменениям аорты, что и было подтверждено в ряде исследований. Увеличение размеров аорты, клапанов и других структур, связанных с этой артерией – вот основные находки у тренирующихся на выносливость атлетов.
Изменения, происходящее в сердечно-сосудистой системе у атлетов, сходны как у мужчин, так и у женщин. Однако существующие данные свидетельствуют о том, что у женщин эти изменения выражены меньше, чем у мужчин. Скорее всего, это связано с меньшей площадью тела у женщин, хотя четко объяснить данный феномен пока не могут. Расовая принадлежность тоже играет роль в выраженности изменений сердечно-сосудистой системы. Доказано, что у чернокожих атлетов толщина стенки ЛЖ выражена сильнее.
Facebook
Вконтакте
RSS