Несоответствие количества выбрасываемой сердцем крови потребностям организма приводит к глубоким нарушениям функции вплоть до гибели клеток из-за недостатка необходимых веществ и накопления большого количества «шлаков».
Клетки по-разному реагируют на недостаток тех или иных веществ, что обусловлено различной потребностью и содержанием их в крови. В связи с этим говорят о «коэффициенте безопасности», т. е. о дополнительной величине того или иного вещества, которое может быть утилизировано тканями в чрезвычайных условиях без увеличения притока крови. Так, при постоянном уровне кровотока потребление кислорода может возрасти в 3 раза только за счет более полной отдачи его гемоглобином во время прохождения крови через ткани. Таким образом, коэффициент безопасности (величина резерва) снабжения тканей кислородом равен примерно 3. Для других веществ и продуктов обмена этот коэффициент составляет приблизительно: для глюкозы — 3, для жирных кислот — 28, для аминокислот — 36, для углекислоты — 25, для продуктов белкового обмена — 480 (А. Оиу1оп, 1969).
Значит, существуют большие различия между коэффициентом безопасности для кислорода и глюкозы и коэффициентами безопасности для других веществ. Ясно, что при поддержании минутного объема кровообращения на уровне, обеспечивающем удовлетворение потребностей тканей в кислороде, доставка остальных необходимых веществ будет осуществлена автоматически. Поэтому величина потребления кислорода является важнейшим физиологическим показателем, отражающим уровень обменных процессов.
В условиях покоя человек потребляет 200—250 мл/мин кислорода. Это обеспечивается минутным объемом сердца примерно 5,2 л/мин (А. Оиу1оп, 1969) или сердечным индексом в пределах 2,8—4,2 л/м2/мин, в среднем — 3,5 л/м2/мин (В. ВаггаН-Воуез и Е. Шооо1, 1958). Отклонение величины сердечного индекса в покое в обе стороны за пределы 2,5—4,5 л/м2/мин К. МагсНаП, I. 5Нер-Ьег<] (1972) считают явно патологическим.
При переходе из горизонтального положения лежа на спине в вертикальное существенно меняются условия гемодинамики. В сосудах нижних конечностей, находящихся в расслабленном состоя-
нии, дополнительно депонируется 300—800 мл крови (Т. 5}б51гапс1( 1952). Минутный объем уменьшается на 1—2,7 л/мин (С. СЬартап с соавт., 1960; В. Веуедагс! с соавт., 1963, и др.), увеличивается частота сердечных сокращений и снижается ударный объем на 40 % и более (Н. МагсЬаН, Л. ЗНерЬего1, 1972). Насыщение артериальной крови кислородом в горизонтальном и вертикальном положениях остается неизменным (У. Шапс! с соавт., 1960), поэтому из каждого литра циркулирующей крови в вертикальном положении извлекается кислорода больше, чем в горизонтальном, и артериовенозная разница по кислороду увеличивается (Л. Кееуез с соавт., 1961).
С возрастом интенсивность обменных процессов понижается, поэтому уменьшается и величина минутного объема сердца. По данным А. Соигпапй (1945), величина возрастного снижения сердечного индекса составляет 26,2 мл/мин/м2 в год.
Отмечается уменьшение с возрастом частоты сердечных сокращений и ударного объема. Так, в течение 60 лет (с 20 до 80 лет) ударный индекс снижается на 26 %, а частота сокращений сердца — на 19 % (А. Оиу*оп, 1969).
В связи с более низким основным обменом у женщин сердечный индекс у них на 7—10 % меньше, чем у мужчин (XV. Во1ЬЬу и I. ЗапсШогй, 1929).
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ИЗМЕНЕНИЯ ГЕМОДИНАМИКИ ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ
Человеческий организм может совершать различные виды механической работы с помощью системы скелетных мышц, на долю которых приходится до 40 % массы тела. Мышечная работа носит статический (поддержание осанки, позы) и динамический характер, причем при статической работе переносимость нагрузки зависит от функционального состояния тех или иных мышечных групп, а при динамической, помимо этого, и от эффективности механизмов, поставляющих энергию (сердечно-сосудистая и дыхательная системы, кровь), а также от их взаимодействия с другими органами.
В состоянии покоя уровень метаболизма скелетных мышц невелик, а при максимальных динамических нагрузках он может возрастать более чем в 50 раз (Е. Азтиззеп с соавт., 1939). Это вызывает необходимость значительной активизации функций различных органов для поддержания необходимого уровня обменных процессов. Переносимость физических нагрузок отражает функциональное состояние организма и в первую очередь состояние сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
Физические упражнения приводят к повышению уровня обменных процессов, возрастающему по мере увеличения нагрузок. Как уже говорилось, коэффициент безопасности для транспорта кислорода равен 3, поэтому более чем трехкратное увеличение метаболизма привело бы к выраженному кислородному голоданию тка-
ней, если бы оно не сопровождалось усилением деятельности сердца. При интенсивной нагрузке минутный объем сердца может возрастать по сравнению с состоянием покоя в 6 раз, коэффициент утилизации кислорода — в 3 раза. В результате доставка кислорода к тканям увеличивается приблизительно в 18 раз, что позволяет при интенсивных нагрузках у тренированных лиц достичь возрастания метаболизма в 15—20 раз по сравнению с уровнем основного обмена (А. Оиу{оп, 1969).
Физические нагрузки приводят к изменениям основных показателей функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Знание этих закономерностей необходимо для суждения о функциональном состоянии организма.
Под влиянием мышечной работы изменение сердечной деятельности обычно происходит в два этапа. Первый из них — это период врабатывания, во время которого основные параметры кровообращения постепенно изменяются от величины покоя до величины, соответствующей данному уровню нагрузки.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85