Механизмы регуляции сердца и сосудов

Сердце находится под влиянием нервной системы и гуморальных факторов. Организм функционирует в самых различных условиях. Итог функционирования сердца – нагнетание крови в большой и малый круги кровообращения, что оценивается минутным объемом крови. В норме за 1 минуту 5 литров крови выталкивается желудочками. Так можно оценивать работу сердца.
Систолический объем крови и частота сердечных сокращений представляют собой минутный объем крови. Для сравнения у разных людей, вводится сердечный индекс – какое количество крови в минуту приходится на 1 кв метр тела. Для того, чтобы изменить величину объема, важно менять данные показатели. Это возможно при помощи механизмов регуляции сердца.
Адаптация деятельности сердца к изменяющимся потребностям организма реализуется при помощи механизмов миогенной, нервной и гуморальной регуляции.
Механизмы миогенной регуляции – гетерометрический и гомеометрический механизмы. Первый состоит в увеличении силы сокращений сердца по мере растяжения мышцы сердца. Первым об этом сказал Старлинг, сформулировавший закон сердца: чем больше сердечная мышца растягивается в диастолу, тем сильнее ее сокращение во время систолы. Значит, чем больше крови поступает в камеры сердца в диастолу, тем сильнее сокращение мышцы и уровень выбрасываемой крови в систолу.
Но данный закон соблюдается только при умеренном растяжении мышцы сердца. Если она перерастягивается, то сила сокращений и систолический объем крови снижается. При покое систолический объем крови, то есть ее количество, которое выбрасывается из желудочков, равен 60-70 мл. Но это только 50 % крови, которая есть в желудочках. Оставшаяся кровь – резервный объем. Если организм получает физическую нагрузку, растет венозный приток к сердцу и увеличивается сила его сокращений. И систолический объем увеличивается до 120-150 мл.
Гетерометрический механизм является чувствительным и он включается раньше других. Увеличение силы сокращений сердца происходит при увеличении объема циркулирующей крови всего на один процент. Активация рефлекторных механизмов наблюдается только при увеличении ОЦК на 5-10 процентов.
Гомеометрические механизмы не связываются с миокардовым растяжением. Важным является эффект Анрепа, когда при увеличении уровня давления в аорте систолический объем изначально падает. После сила сокращений и систолический выбор увеличиваются. Миогенные регуляционные механизмы дают адаптацию кровообращения к относительно кратковременным нагрузкам.
Если нагрузка длительная, создается рабочая гипертрофия миокарда: растет длина и диаметр волокон мышц. К примеру, у лиц, регулярно занимающихся спортом, все сердца может увеличиваться в 1,5 – 2 раза. Если постоянно перегружается один отдел сердца, наблюдается его гипертрофия. Например, гипертрофия левого желудочка развивается при гипертонической болезни.
У тренированных масса сердца составляет в среднем 500 г, у нетренированных — 300.
Физическая нагрузка способствует изменению деятельности не только сердца, но и кровеносных сосудов. Активная двигательная деятельность вызывает расширение кровеносных сосудов, снижение тонуса их стенок, повышение их эластичности. При физических нагрузках почти полностью раскрывается микроскопическая капиллярная сеть, которая в покое задействована всего на 30–40 %. Все это позволяет существенно ускорить кровоток и, следовательно, увеличить поступление питательных веществ и кислорода во все клетки и ткани организма.
Работа сердца характеризуется непрерывной сменой сокращений и расслаблений его мышечных волокон. Сокращение сердца называется систолой, расслабление — диастолой. Количество сокращений сердца за одну минуту — частота сердечных сокращений (ЧСС). В состоянии покоя у здоровых нетренированных людей ЧСС находится в пределах 60–80 уд/мин, у спортсменов — 45–55 уд/мин и ниже.
Урежение ЧСС в результате систематических занятий физическими упражнениями называется брадикардией. Брадикардия препятствует «изнашиванию миокарда и имеет важное оздоровительное значение. На протяжении суток, в течение которых не было тренировок и соревнований, сумма суточного пульса у спортсменов на 15–20 % меньше, чем у лиц того же пола и возраста, не занимающихся спортом. Мышечная деятельность вызывает учащение сердцебиения. При напряженной мышечной работе ЧСС может достигать 180–215 уд/мин. Следует отметить, что увеличение ЧСС имеет прямо пропорциональную зависимость с мощностью мышечной работы. Чем больше мощность работы, тем выше показатели ЧСС. Тем не менее, при одинаковой мощности мышечной работы ЧСС у менее подготовленных лиц значительно выше. Кроме того, при выполнении любой двигательной деятельности ЧСС изменяется в зависимости от пола, возраста, самочувствия, условий занятий (температура, влажность воздуха, время суток и т. д.) .
При каждом сокращении сердца кровь выбрасывается в артерии под большим давлением. В результате сопротивления кровеносных сосудов ее передвижение в них создается давлением, называемое кровяным давлением. Наибольшее давление в артериях называют систолическим или максимальным, наименьшее — диастолическим или минимальным. В состоянии покоя у взрослых людей систолическое давление составляет 100–130 мм рт. ст., диастолическое — 60–80 мм рт. ст.