Для нормально функционирующего сердца необходим непрерывный приток кислорода, питательных веществ и выведение продуктов распада.

Специалисты отмечают, что у лиц в состоянии покоя коэффициент утилизации кислорода (эффективность извлечения из притекающей артериальной крови) в сердце составляет 60-70%, в то время как в скелетных мышцах 25- 30%.

Энергообеспечение клеток сердца осуществляется аэробным окислением различных веществ, поступающих из крови.

Состав питательных веществ для выработки энергии показывает, что сердце, в отличие от скелетных мышц, является «всеядным» органом, используя многие продукты обмена веществ: глюкозу, свободные жирные кислоты, аминокислоты, перуат, молочную кислоту (лактат), кетоновые тела.

Например, в условиях покоя для энергии сердца требуется: глюкозы - 31%, лактата - 28%, свободных жирных кислот - 34%, кетоновых тел и аминокислот - 7%. При физической нагрузке возрастает потребление сердцем лактата до 60%, потребление глюкозы снижается до 15 %, что обеспечивает стабильность сердечной мышцы даже в условиях гипоксии и гипогликемии. Например, стабильная работа сердечной мышцы у альпинистов, поднимающихся на Эверест без кислородных приборов.

Понятным становится, какое значение имеет тренировка сердечнососудистой и дыхательной систем, и поддержание их в хорошем рабочем состоянии.

Во время физической работы обменные процессы в миокарде увеличиваются в 4-5 раз, а у спортсменов высокого класса до 7 раз. Установлено, что в сердце, работающем на пониженном режиме, происходят постепенные ультраструктурные изменения в кардиомиоцитах. В свою очередь в кровеносных сосудах при длительном пониженном режиме сердечной деятельности происходит ухудшение их состояния, стенки уплотняются, теряют эластичность, уменьшается их сократительная способность.

Как показали исследования, проведенные в институте физиологии НАН Беларуси под руководством академика Н.И. Аринчина, скелетные мышцы, усиленно функционируя, не только не затрудняют работу сердца, а, напротив, активно помогает ему гнать кровь по сосудам организма. Установлено, что мышцы, которые слабо или редко сокращаются, становятся только иждивенцами, потребителями крови, а сердце, не получая от них должной помощи, излишне напрягается и преждевременно изнашивается.

Для движения крови по артериальным сосудам достаточно того высокого давления, под которым она выталкивается из левого желудочка в аорту 120 мм. рт. столба. Но по мере прохождения крови по многочисленным артериальным путям давление ее постепенно падает, и в капиллярах снижается до 10-15 мм. рт. столба, а для того, чтобы поднять кровь по венам, например, нижних конечностей, обратно к сердцу, необходимо давление 60-100 мм. рт. столба (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 ее циркуляция по замкнутой системе кровообращения.

Экспериментально доказано, что скелетные мышцы действуют подобно нагнетающе-присасывающему насосу. В результате стало ясно, что губительное влияние гипокинезии 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. В бездеятельности они атрофируются, страдает их насосная функция, а значит, и функция сердца. Одним из важнейших внесердечных механизмов кровообращения является диафрагма, отделяющая грудную полость от брюшной. При вдохе диафрагма опускается, объем 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 объем 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 затем достичь правого предсердия сердца.

Фактором, определяющим производительность сердца, является 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. Зная ЧСС и количество времени, затраченное на выполнение упражнений, можно подсчитать энергозатраты.

2.10 Значение физической активности для профилактики заболеваний

Установлено, что мышечная деятельность мощно воздействует на жизненно важные функции организма, активизируя:

· нервные центры управления работой скелетных мышц;

· моторно-висцеральные связи, как рычаг воздействия на деятельность внутренних органов;

· моторно-метаболические взаимосвязи между сократительными и обменными процессами в самой мышце.

Взаимодействие этих механизмов приобретает особую значимость в ходе их мобилизации при двигательной деятельности. Для достижения оздоровительного эффекта физических упражнений необходимы следующие условия:

· участие в работе больших мышечных групп;

· ритмический характер мышечной деятельности;

· возможность длительного выполнения упражнений;

· энергообеспечение работы мышц в основном за счет аэробных процессов;

· достаточное время на период восстановления после оздоровительных занятий.

Ограничение двигательного режима приводит к росту наиболее распространенных заболеваний с преобладанием поражения кардиореспираторной системы и опорно-двигательного аппарата.

Снижение газообмена приводит к ослаблению вентиляционной функции легких, уменьшению процесса использования кислорода, увеличению кислородного долга даже после небольших физических нагрузок. Отмечаются существенные изменения минерального (особенно фосфорного и кальциевого) и белкового обмена в костной ткани, обусловленные ограничением нагрузки на костно-двигательный аппарат и, как следствие, повышенная ломкость костей.

Современная медицина рассматривает подавляющую часть сердечнососудистых болезней как последствие хронического стресса.

Установлено, что эмоции, мысли и чувства самым непосредственным образом влияют на биохимические процессы в организме. Около 90% всех болезней сердца имеют психосоматическое происхождение.

Известно, что в процессе стресса важная роль принадлежит симпатической нервной системе. Под ее воздействием усиливается сердечный ритм (через в1 - адренорецепторы), тонизируются сосуды (через б1 - адренорецепторы), повышается давление крови, то есть организм подготавливается к борьбе с «опасностью» (стрессором).

Противоположный эффект оказывает парасимпатическая нервная система (стресслимитирующая система). Воздействие при этом на сердце идет через блуждающий нерв. Нейромедиатор вагуса - ацетилхолин действует на сердце через М2 - холинорецептор и вызывает урежение частоты и снижение силы сердечных сокращений, понижение давления крови.

Благотворное воздействие вагусной активности у людей достигается по средством тренировочных занятий физическими упражнениями, дыхательной гимнастикой, аутогенной тренировкой и т.д. Недостаточная физическая нагрузка на организм, нерациональное питание, психоэмоциональные перегрузки во время учебно-трудовой деятельности студентов выдвигают на первый план вопрос о качестве здоровья.

2.11 Оценка тренированности сердечно-сосудистой системы с помощью тестов