Сердечный выброс при максимальной нагрузке

У здоровых нетренированных лиц максимальные гемодинамические показатели существенно зависят от возраста и пола.

Имеется определенная зависимость всех рассмотренных в ней показателей от возраста. Наибольших своих значений все эти показатели достигают в возрасте 15-35 лет. У девушек величины максимального минутного объема ниже, чем у юношей, начиная с 13-14 лет. То же самое можно сказать и о максимальном ударном объеме и МПК.

Средняя величина максимального потребления кислорода была равна 6,44 ±0,08 лмин. Отметим, что у большинства испытуемых величины этого показателя колебались в пределах от 5,0 до 6,0 лмин, а у одного спортсмена максимальное потребление Ог достигло 6,7 лмин. Все это свидетельствует о том, что мы имели дело с людьми, обладающими чрезвычайно высокой аэробной мощностью.

Судя по средним данным, при максимальной физической нагрузке, минутный объем кровообращения увеличивается в 5,9 раза, достигая 33,41 лмин. Систолический объем крови увеличивался в 2,2 раза. Средняя частота сердечных сокращений в условиях достижения максимального потребления кислорода в наших наблюдениях оказалась равной 187 удмин, а артериовенозная разница возрастала в 2 раза, достигая 162 млл.

Сравнивая эти наши данные с литературными, мы обнаружили их хорошее совпадение с результатами, полученными Ekblom, Hcrmansen (1968). Эти авторы зарегистрировали средний максимальный минутный объем кровотока, равный 36 лмин, ударный объем крови - 189 мл, частоту сердечных сокращений-190 удмин и артериовенозную разницу, равную в среднем 156 млл. Р. О. istrand и сотр. (1964) и К. I-ange, Andersen и др. (1971) получили более низкие величины минутного объема кровотока. Это, очевидно, связано с тем, что они исследовали лица с более низкой кардиореспираторной производительностью.

Остановимся более подробно на анализе полученных нами данных, поскольку они дают представление о предельных возможностях сердечно-сосудистой системы у человека. В наших наблюдениях максимальные величины минутного объема кровообращения колебались от 29,5 до 42,1 лмин, а максимальный ударный объем крови - от 148 до 219 мл. При этом частота сердечных сокращений колебалась в пределах от 176 до 200 удмин. Весьма близкие колебания индивидуальных величин обсуждаемых гемодинамических показателей при максимальной нагрузке были зарегистрированы в упоминавшейся работе Ekblom, Hermansen. В работе этих авторов ударный объем крови колебался от 152 до 212 мл, а минутный объем кровотока от 23,5 до 42,3 лмин.

Взаимоотношения максимального минутного объема кровотока и максимального ударного объема, с одной стороны, и максимального потребления кислорода - с другой. Как видно из рисунка, эти гемодинамические показатели достаточно отчетливо зависят от величины максимального потребления кислорода. Так, коэффициент корреляции между максимальным минутным объемом и МПК был равен +0,59, а между максимальным ударным объемом и МПК -+0,68. Характерно, что между максимальной частотой сердечных сокращений и максимальным потреблением кислорода не было обнаружено сколько-нибудь существенной статистической зависимости.

Между максимальным ударным объемом и максимальным минутным объемом кровотока имеет место высокая степень взаимосвязи. Это позволяет считать, что максимальный минутный объем кровотока определяется главным образом величиной максимального ударного объема крови. Такое заключение подтверждается анализом максимальной частоты сердечных сокращений: какой-либо зависимости между ней и максимальным объемом кровотока не обнаруживается. Таким образом, если достижение уровня максимального минутного объема кровотока осуществляется главным образом за счет прогрессивно увеличивающейся частоты сердечных сокращений, то абсолютная величина этого гемодинамического показателя зависит от максимального ударного объема крови.

. Сказанное подтверждается данными, полученными в нашей лаборатории при исследовании действия В-блокаторов при максимальных физических нагрузках. Как известно, В-блокаторы (пропранолол) снижают частоту сердечных сокращений как в покое, так и при физической нагрузке. В наших наблюдениях (В. Л. Кариман, Б. Г. Любина, Ю. А. Борисова, И. А. Гудков, Г. А. Койдинова, 1979) при выполнении максимальной физической нагрузки частота сердечных сокращений уменьшилась со 191 до 154 удмин. Столь значительное снижение частоты сердечных сокращений, казалось бы, должно существенно отразиться на величине минутного объема кровотока. Однако величина минутного объема кровообращения уменьшалась в общем на небольшую величину (с 34,5 лмин до введения пропранолола до 31,2 лмин). Такое умеренное снижение минутного объема кровотока объясняется существенным повышением ударного объема крови в среднем от 181 до 203 мл при блокаде рецепторов.

Из этих данных видна роль вклада ударного объема крови в величину максимального минутного объема - кровообращения. Как показали наши исследования, увеличение ударного объема крови при действии 8-блокаторов было связано с развитием дилатации полостей, сердца. Таким образом, наблюдавшееся нами увеличение максимального систолического объема крови при действии было связано с активным включением механизма Франка - Старлинга.

В соответствии с уравнением Фика величины минутного объема кровотока находятся в обратно функциональной связи с величинами артериовенозной разницы по кислороду. Этот факт обнаруживается и при анализе взаимоотношений максимальных значений этих показателей. Максимальная величина артериовенозной разницы по кислороду чаще всего тем ниже, чем больше максимальный минутный объем кровотока (г-- 0,51). Индивидуальные колебания максимальной артериовенозной разницы по кислороду составляли 148-180 млл, что совпадает с данными, приводимыми в литературе.

Напряженность работы сердца при максимальных нагрузках хорошо подтверждается данными, полученными при расчете внешней механической работы левого желудочка. В известной нам литературе этот вопрос не рассматривался из-за технических трудностей, связанных как с регистрацией сердечного выброса, так и артериального давления. В нашей лаборатории Е. Д. Ефимовой, В. Л. Кариманом, И. Ю. Картышевой, Г. А. Кой-диновой, Б. Г. Любиной было выполнено исследование, в котором приняли участие 43 спортсмена. При этом было установлено, что максимальная общая систолическая работа левого желудочка в среднем составила 4229±862 мДж. Наиболее примечательным при этом было распределение статического и кинетического факторов работы.

Так, оказалось, что при предельной физической нагрузке достигает своего максимума кинетический фактор внешней механической работы желудочка, который в среднем составил 1089±60,2 мДж. Следовательно, при максимальных физических нагрузках 26% механической работы левого желудочка затрачивается непосредственно на пропульсивную деятельность, обеспечивая тем самым необходимую объемную скорость кровотока в сердечно-сосудистой системе. Эти данные указывают на то, что при максимальной физической нагрузке энергия сердечного сокращения расходуется наименее оптимально. Анализ индивидуальных данных показал, что в некоторых случаях кинетический фактор механической работы сердца достигает 45% по отношению к общей работе левого желудочка. Такое нерациональное распределение основных компонентов работы сердца, по-видимому, может лежать в основе развития его перенапряжений.

В заключение отметим, что максимальный гемодинамический режим сердечно-сосудистой системы связан с уровнем общей физической работоспособности. О последней мы судим по данным теста PWCno.

Чем выше величины общей физической работоспособности, тем выше максимальные величины минутного и ударного объемов крови. Максимальная частота сердечных сокращений в разных группах обследованных спортсменов различалась статистически недостоверно.

Таким образом, приведенные данные подтверждают представление о том, что уровень индивидуальной общей работоспособности спортсмена определяется предельными возможностями его сердечно-сосудистой системы.