1.1.2. Частота сердечных сокращений

Средняя частота сердечных сокращений в состоянии покоя составляет 60-80 ударов в минуту и иногда может превышать 100 ударов в минуту у людей средних лет, ведущих сидячий образ жизни. Известно, что у тренированных выносливых атлетов, находящихся в хорошей форме, минимальная частота сердечных сокращений в состоянии покоя составляет 28-40 ударов в минуту.

Перед началом физической нагрузки частота сердечных сокращений обычно увеличивается, намного превышая нормальные показатели в состоянии покоя. Как упоминалось выше, эта упреждающая реакция, вероятно, возникает благодаря выделению нейромедиатора норадреналина симпатической нервной системой и гормона адреналина надпочечниками. Тонус блуждающего нерва, возможно, также снижается.

Увеличение частоты сердечных сокращений почти пропорционально увеличению интенсивности физической нагрузки и потреблению кислорода вплоть до полного изнеможения (рис. 4). Чем меньше натренирован человек, тем выше частота сердечных сокращений. К увеличению частоты сердечных сокращений во время физической нагрузки приводят уменьшение тонуса блуждающего нерва и увеличение симпатической стимуляции сердца. Нужно также помнить, что психогенное увеличение частоты сердечных сокращений может быть значительным.

Начиная с возраста 10-15 лет максимальная частота сердечных сокращений начинает незначительно, но стабильно снижаться -примерно на 1 удар в год. Это - очень надежная величина, которая остается неизменной изо дня в день. У взрослых максимальную частоту сердечных сокращений можно вычислить следующим образом:

ЧССмах = 220 минус возраст в годах

При постоянном уровне субмаксимальной нагрузки частота сердечных сокращений увеличивается, а затем выравнивается, поскольку потребность в кислороде для этой деятельности была удовлетворена. При каждом последующем увеличении интенсивности частота сердечных сокращений достигнет новой установившейся величины в пределах 1-2 мин. Однако чем интенсивнее физическая нагрузка, тем больше уходит времени на достижение этой установившейся величины.

Понятие установившейся частоты сердечных сокращений представляет собой основу для нескольких тестов, разработанных для оценки физической подготовки. При этих тестах людей помещают на тренажер, например, велоэргометр или бегущую дорожку, и они тренируются при стандартных уровнях нагрузки. У тех, чья физическая подготовка лучше, судя по их кардиореспираторной выносливости, установившаяся частота сердечных сокращений на данном уровне нагрузки будет ниже, чем у менее тренированных людей.

Во время длительной физической нагрузки, вместо выравнивания, частота сердечных сокращений может продолжить устойчиво увеличиваться при том же уровне нагрузки. Это явление называют кардиоваскулярным сдвигом, который вызван уменьшением венозного возврата к сердцу. Частота сердечных сокращений продолжает увеличиваться, чтобы сохранить минутный объем сердца (сердечный выброс) и кровяное давление на том же самом уровне, несмотря на уменьшение венозного возврата. Уменьшить венозный возврат может сокращение объема плазмы, вызванное фильтрацией жидкости из крови или избыточным потоотделением во время длительной физической нагрузки. Уменьшение тонуса симпатической нервной системы может также сыграть свою роль в уменьшении венозного возврата к сердцу.

Во время силовых упражнений, например, при поднятии тяжестей, частота сердечных сокращений ниже, чем во время физической нагрузки на выносливость, такой как бег. При одинаковом произведенном усилии при физической нагрузке на верхнюю часть тела ЧСС выше, чем при нагрузке на нижнюю. Физическая нагрузка на верхнюю часть тела приводит также к более высокому потреблению кислорода, среднему артериальному давлению и общему периферическому сопротивлению сосудов. Более высокая нагрузка на кровообращение при тренировке верхней части тела является результатом меньшей мышечной массы, повышенного внутригрудного давления и меньшей эффективности «мышечного насоса» - все это уменьшает венозный возврат крови к сердцу.

Частота сердечных сокращений, умноженная на систолическое кровяное давление,дает произведение ЧСС на давление (ПЧД), которое позволяет оценить нагрузку на сердце во время физической нагрузки:

ПЧД — ЧСС х систолическое кровяное давление

Помимо изменения дыхания при увеличении нагрузки также происходят изменения в сердечно-сосудистой системе и повышаются частота сердечных сокращений, артериальное давление и минутный объем кровообращения (объем сердечного выброса за 1 мин). При выполнении работы, не ведущей к утомлению, частота сердечных сокращений достигает фазы плато (устойчивое состояние). При утомительной или изматывающей физической нагрузке этот показатель не выходит на плато, а демонстрирует постоянное повышение частоты сердечных сокращений (что отражает накапливающееся утомление) (рис.).

Так называемые параметры сердечно-сосудистой системы повышаются в линейной зависимости от величины физической нагрузки, что дает возможность оценить пределы нагрузки у исследуемых лиц/пациентов. С помощью многократного измерения параметров при субмаксимальной нагрузке строят приблизительную линию максимальной физической нагрузки (линия наилучшего соответствия). Примером теста субмаксимальной нагрузки является тест PWC170 (Physical Working Capacity — физическая работоспособность), при котором измеряется частота сердечных сокращений при постепенном повышении нагрузки до приближения, но недостижения границы в 170 ударов в минуту. Нормальным значением PWC170 для нетренированных мужчин считается 3,0 Вт/кг, а для нетренированных женщин — 2,5 Вт/кг. У тренированных лиц это значение приближается к 4 Вт/кг, что соответствует мощности нагрузки, при которой обычно регистрируется максимальное потребление кислорода (МПК).