Реферат: Учебно-методическое пособие томск 2007 ббк 28. 91я73

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


Институт профессиональной подготовки


Яхонтов С.В., Ласукова Т.В.


ФИЗИОЛОГИЯ.

Методы оценки функционального состояния

сердечно–сосудистой системы.


Учебно-методическое пособие


ТОМСК 2007


ББК 28.91я73 Печатается по решению

Я 90 Учебно-методического совета Томского государственного педагогического университета


^ Я90 Яхонтов С.В., Ласукова Т.В. Физиология. Методы оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы: Учебно–методическое пособие / Томск: Издательство Томского государственного университета, 2007. 38 с.


Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с Федеральным компонентом ОПД.Ф.06 (физиология) Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 033100–Физическая культура. В пособии приведены методики оценки функционального состояния и функциональных резервов сердечно-сосудистой системы.

Пособие предназначено для преподавателей, аспирантов и студентов факультета физической культуры.


Рецензент: кандидат биологических наук, доцент ТГПУ Седокова М.Л.


@ Яхонтов С.В., 2007

@ Томский государственный педагогический университет, 2007


ПРЕДИСЛОВИЕ


Сердечно-сосудистая система является своеобразным индикатором функциональных возможностей организма человека. Поэтому, методы оценки состояния сердечно-сосудистой системы являются инструментом, владение которым необходимо специалисту по физической культуре.

В пособии приводятся общепринятые, хорошо апробированные и простые в исполнении методики, совокупность которых позволяет с высокой достоверностью судить о функциональных возможностях системы кровообращения человека. Все приводимые методики предназначены для использования на практических занятиях в вузе, при изучении тех разделов физиологии, которые связаны с проблемами спортивной тренировки и адаптации к физическим нагрузкам.

Весь материал пособия разделен на 5 занятий, каждое из которых содержит описание практических работ с конкретным содержанием и поставленной целью.

Авторы выражают надежду, что приводимый материал принесет пользу студентам и преподавателям факультета физической культуры в повышении эффективности обучения столь сложной дисциплине, каковой является физиология системы кровообращения.


Авторы


^ Извлечение из Государственного образовательного

стандарта высшего профессионального образования

(для специальности 033100 Физическая культура)


ОПД.Ф.06 «Физиология»

Организм, как саморегулирующаяся система. Гомеостаз.

Физиология системы крови. Иммунитет. Физиология системы кровообращения.

Состав, свойства и значение лимфы.

Физиология системы дыхания.

Физиология системы пищеварения.

Обмен веществ и энергии.

Физиология эндокринной системы.

Физиология двигательного аппарата.

Физиология периферической нервной системы. Физиология анализаторов. Учение о высшей нервной деятельности.

Адаптация. Физиология адаптации к физической работе. Работоспособность. Утомление.

Физиология спортивной тренировки. Физиология спортивных упражнений. Физиологические особенности детей, подростков и взрослых. Физиологические основы организации занятий физической культурой и спортом.


^ ПРИМЕРНЫЕ ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТЕРИАЛА ПОСОБИЯ


Исследование индивидуальных различий реакций сердечно-сосудистой системы на дозированную физическую нагрузку (Занятие 1, КР №1, 2).

Оценка и анализ смещения вегетативного баланса в покое и при физической нагрузке (Занятие 2, КР №1).

Оценка функциональных возможностей кровеносной и дыхательной систем функциональными пробами (Занятие 2, КР № 2, 3, 4).

Определение гравитационной устойчивости сердечно-сосудистой системы ортостатическим тестированием (Занятие 4, КР №3).

Оценка физической подготовленности тестами с дозированной физической нагрузкой (Занятие 5, КР №1, №4, №6).

Определение силовой выносливости с использованием пробы на удержание груза (Занятие 5, КР №9)
^ Занятие 1. ИЗМЕРЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КРОВОТОКА И ДЫХАНИЯ


Практическая работа № 1. Измерение параметров кровотока.

В самом простом случае оздоровительную эффективность занятий физической культурой на протяжении длительного времени можно оценить по динамике параметров кровеносной системы, учитывая при этом происходящие за этот срок возрастные изменения этих параметров.

Основными параметрами сердечно-сосудистой системы являются:

^ Частота сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин.), которая определяется, как количество сокращений сердца за одну минуту.

Давление крови в артериальных сосудах. Следует различать три вида этого давления, имеющих различный смысл:

Максимальное (систолическое) давление в артериальной системе (мм рт.ст.). Давление крови – это сила, которая движет кровь по сосудам. Обозначается это давление как «АД сист.».

^ Минимальное (диастолическое) давление (мм рт.ст.) – давление в артериях перед сокращением желудочков. Это давление является очень важным, так как связано с тонусом стенок артерий и величиной кровотока через органы. Это давление обозначается как «АД диаст.».

^ Пульсовое артериальное давление (АД пульс.,мм рт.ст.) – разница между систолическим и диастолическим давлением в артериях. Это давление связано с объемом крови, изгоняемым сердцем за каждый сердечный цикл (с ударным объемом). В норме пульсовое давление составляет примерно 30–50 мм рт.ст., уменьшаясь при повышении тонуса артериальных стенок и возрастая при повышенной силе сокращения сердца.

^ Подсчет частоты сердечных сокращений. Частоту сокращений сердца подсчитывают либо на сонных артериях (по обеим сторонам трахеи), либо, что чаще, на лучевой артерии. Определяя ЧСС, следует учитывать следующее обстоятельство. Дело в том, что пульс не равномерен, время между сокращениями желудочков все время варьирует в пределах некоторых значений. Поэтому, точное значение пульса можно получить, определяя количество сокращений сердца именно за минуту, а не за меньшее время. На практике допустимо измерять ЧСС за 30 секунд, умножая полученное значение на 2. В крайнем случае (при недостатке времени), можно подсчитывать количество сокращений за 20 секунд с умножением на 3. Подсчет ЧСС за 10–15 секунд с умножением на соответствующий коэффициент допустим только при приблизительном подсчете, когда погрешность не имеет особого значения (например, при оценке нагрузочности занятий аэробикой).

^ Измерение артериального давления методом Короткова. Для измерения артериального давления необходим тонометр и фонендоскоп. Метод основан на возникновении шумов, появляющихся при преодолении потоком крови сжатой внешним давлением артерии. Шумы возникают в том месте, в котором происходит сжатие артерии. Пережатие артерии и постепенное открытие ее просвета производят манжетой, укрепленной на плече обследуемого. Для этого манжета, соединенная с манометром, туго накладывается на плечо обследуемого, несколько выше локтевого сгиба. Нагнетанием воздуха в манжету артерия пережимается полностью. Нагнетать воздух в манжету следует до давления, которое примерно на 20 мм рт.ст. превышает максимальное (систолическое) давление, обычное для пациента. Для детей 6–7 лет воздух в манжету следует нагнетать примерно до 100 мм рт.ст., для взрослых – до 140 мм рт.ст., а для пожилых – до 160 мм рт.ст. Постепенно сбрасывая давление воздуха в манжете микровинтом, смонтированным на груше тонометра, фонендоскопом прослушивают возникновение шумов на локтевом сгибе. Показание манометра, соответствующее возникновению шумов, проявляющихся с частотой сокращений сердца, указывает на значение максимального (систолического) артериального давления; при этом на возможные колебания стрелки манометра, совпадающие с частотой пульса, внимания обращать не стоит. Момент исчезновения пульсирующих шумов, прослушиваемых фонендоскопом на локтевой артерии, соответствует диастолическому давлению в артериях.


^ Практическая работа № 2. Измерение параметров дыхания.

Параметры вентиляции легких во многом определяют эффективность функционирования системы кровообращения, поэтому являются обязательными при оценке оздоровительной эффективности физической культуры. Наиболее употребительными являются следующие показатели:

^ Частота дыхания (ЧД) – частота дыхательных движений в минуту. В норме, в покое, этот параметр равен 16; при физической работе частота дыхания возрастает.

^ Глубина дыхания (дыхательный объем, ДО) - количество воздуха в литрах, которое поступает в легкие при вдохе. Дыхательный объем представляет собой количество вдыхаемого или выдыхаемого воздуха при каждом дыхательном цикле. В норме этот показатель колеблется от 300 до 900 мл (в среднем 600–800 мл). Глубину дыхания можно определить путем выдоха в не растягивающийся мешок, который не оказывает сопротивления выдоху. В этот мешок делается несколько выдохов, после чего спирометром (прибором для определения объема выдыхаемого воздуха) определяется общее количество воздуха в мешке; полученное значение делится на количество произведенных выдохов.

^ Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – основной показатель функционального состояния дыхательной системы. Максимальные значения ЖЕЛ включают в себя дыхательный объем, резервный объем вдоха и резервный объем выдоха. Определяется ЖЕЛ путем измерения максимально возможного количества выдыхаемого воздуха после максимального вдоха. В покое значение ЖЕЛ колеблется от 2,5 литров до 6 и более литров (у пловцов).

^ Физиологическое мертвое пространство — это объем, в котором не происходит газообмена. У здоровых лиц оно почти полностью соответствует анатомическому мертвому пространству, т. е. объему воздуха в верхних дыхательных путях (трахее, бронхах) и составляет в среднем около 150 мл у мужчин и около 120 мл у женщин. При несоответствии между заполнением воздухом отдельных участков легких и их перфузией мертвое пространство увеличивается. Мертвое пространство играет особую роль при вынужденном поверхностном дыхании. Затруднение вдоха, возникающее при этом, приводит к тому, что человек в большей степени дышит выдыхаемым воздухом, остающимся в трахео–бронхиальном дереве, вследствие чего могут наступить явления дыхательной недостаточности. Такая ситуация может возникнуть и при удержании штанги в положении «на груди», когда экскурсия грудной клетки резко ограничена.

^ Резервный объем вдоха - максимальный объем воздуха, который можно вдохнуть после спокойного вдоха дополнительным усилием дыхательных мышц; он составляет в норме 1000–2000 мл.

Резервный объем выдоха - максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха дополнительным усилием дыхательных мышц (примерно 25% жизненной емкости легких).

^ Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) — количество воздуха, которое может быть выдохнуто при форсированном выдохе после максимального вдоха, характеризует состояние бронхиальной проходимости. Величину ФЖЕЛ определяют за 1, 2 и 3-ю секунду максимального форсированного выдоха.

Эти объемы принято выражать в процентах от ЖЕЛ, так как определение ЖЕЛ весьма доступно. Исходя из этого, остаточный объем по отношению к ЖЕЛ составляет 33%, дыхательный объем – 15–20%, а резервный объем вдоха и выдоха – по 40–45% ЖЕЛ.
^ Занятие 2. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ ПО РАСЧЕТНЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ


Практическая работа № 1. Оценка вегетативного баланса.

На основе измеренных параметров кровотока и дыхания можно простым расчетом получить значения показателей, характеризующих различные аспекты оздоровительной эффективности.

^ Индекс Кердо. Вегетативная часть нервной системы осуществляет свое влияние на органы и системы двумя звеньями – симпатическим (усиливающим активность органов), и парасимпатическим (в большинстве случаев, ослабляющим активность органов и систем). Эти 2 звена, оказывая совместное действие на органы и системы, обеспечивают точную подстройку активности органов к существующим на данный момент потребностям организма. Отношение активности симпатического и парасимпатического звеньев вегетативной нервной системы называют вегетативным балансом, который в покое примерно равен единице.

Преобладание активности симпатического звена сопровождается усилением обмена веществ, повышенной ЧСС и АД в покое. Преобладание активности парасимпатического звена сопровождается обратными проявлениями – снижением АД, низким значением ЧСС, уменьшенным энергопотреблением в покое. При физической работе активность симпатического звена повышается в 1,5–2 раза. При высокой индивидуальной чувствительности этот прирост может составить 6 и более раз.

Оценить смещение вегетативного баланса в сторону симпатической или парасимпатической активности в покое наиболее просто можно, рассчитав так называемый «вегетативный индекс Кердо, (ВИК)» по следующей формуле:




(1)


Где: ВИК – вегетативный индекс Кердо, усл.ед.;

АД д. – диастолическое давление, мм рт.ст.

ЧСС – частота сердечных сокращений, уд/мин.


При вегетативном равновесии (в этом случае используют термины «нормотония», «эйтония»), ВИК=0.

Положительный знак ВИК указывает на преобладание активности симпатического звена ВНС, а отрицательный знак указывает на повышение парасимпатического тонуса.

Повышенный симпатический тонус свидетельствует о повышении основного обмена, о «гиперкинетическом», то есть, за счет усиления сердечной деятельности, типе гемодинамики.

Повышенный парасимпатический тонус является признаком пониженного основного обмена и преобладания «сосудистого» типа регуляции кровообращения.

Значения ВИК в диапазоне от 0 до +10 позволяют говорить о «среднем» типе гемодинамики, при котором взаимодействие симпатического и парасимпатического звеньев вегетативной нервной системы (ВНС) находится в относительном балансе.

^ Практическая работа № 2. Оценка функционирования системы кровообращения.

О состоянии нормальной функции сердечно-сосудистой системы можно судить по «коэффициенту экономизации кровообращения» (К), который отражает выброс крови за 1 минуту, то есть, минутный объем крови (МОК). Коэффициент вычисляется по формуле

 


(2)


где: АД – артериальное давление,

ЧСС – частота пульса.


У здорового человека его значение приближается к 2600. Увеличение этого коэффициента указывает на затруднения в работе сердечно-сосудистой системы.


^ Двойное произведение. Этот показатель отражает нагрузку сердца по преодолению потока крови в артериальном русле.


(3)


Где: W – двойное произведение, мм рт.ст. х уд/мин;

АД сист – систолическое АД, мм рт.ст..

ЧСС – частота сердечных сокращений, уд/мин.


^ Практическая работа № 3. Определение ударного и минутного объема крови.

Формула Старра. Эта формула позволяет получить очень важные в практическом отношении показатели кровообращения – ударный объем и минутный объем крови. Ударный объем (УО, мл) – это количество крови, которое выбрасывают желудочки сердца за одно сердечное сокращение. Ударный объем зависит не только сократительной способности сердца, но и от притока крови к сердцу и активности регуляторных систем организма, усиливающих силу сокращения желудочков.





(4)


Где: УО – ударный объем, мл;

K – коэффициент, равный 101 для взрослых и 80 - для детей;

АД пульс. – пульсовое АД=АД сист.-АД диаст., мм рт.ст.;

АД д. – диастолическое АД, мм рт.ст.

Возраст – в годах.


Минутный объем крови (МОК, мл/мин) – количество крови, перекачиваемое сердцем за одну минуту.


(5)


Где: МОК – минутный объем крови, мл;

УО – ударный объем, мл;

ЧСС – частота сердечных сокращений, уд/мин.


Измеряется минутный объем крови в миллилитрах (или литрах) в минуту и является одним из важнейших параметров, отражающих состояние сердечно-сосудистой системы. Величина МОК в покое колеблется в пределах 2,5–3,5 литра в минуту, а при физической нагрузке большой мощности возрастает до 20–40 литров в минуту.


^ Практическая работа № 4. Определение индекса Тиффно

Для оценки вентиляционных возможностей часто используют индекс Тиффно, отражающий силу межреберных мышц, существенно влияющей на дыхательные функции. Индекс Тиффно определяется отношением объема воздуха, с максимальной силой выдохнутого за первую секунду после максимального вдоха (ФЖЕЛ), к значению жизненной емкости легких (ЖЕЛ), выраженное в процентах:



(6)


Где: ФЖЕЛ – форсированная жизненная емкость легких (ЖЕЛ), л;

ЖЕЛ – жизненная емкость легких, л.


В норме этот показатель составляет 70—83%; его значения ниже 70% считаются патологическими и свидетельствует о нарушении бронхиальной проходимости.

Нормативное (то есть, должное) значение ФЖЕЛ, согласно предложению симпозиума по физиологии дыхания, можно определить по формулам:


для мужчин:




(7)


для женщин:




(8)


^ Практическая работа № 5. Определение максимальной вентиляции легких.


Для оценки развития дыхательной системы в динамике, можно, на основе измеренных значений ЖЕЛ и МОД, отслеживать изменения "максимальной вентиляции легких" (МВЛ) (предел дыхания, максимальный минутный объем, максимальная дыхательная емкость) – максимальное количество воздуха, которое может быть провентилировано в течение 1 мин. Этот показатель характеризует функциональную способность аппарата внешнего дыхания и составляет в норме 50—180 л. Предложены различные формулы определения должной МВЛ (ДМВЛ):

Наиболее часто используется следующая формула:



(9)


Где: ДМВЛ – «должная» максимальная вентиляция легких, л;

ДЖЕЛ – «должная» жизненная емкость легких, л.


для мужчин:



(10)


Где: ДМВЛ – «должная» максимальная вентиляция легких, л;

ДЖЕЛ – «должная» жизненная емкость легких, л.

для женщин:

(11)


Где: ДМВЛ – «должная» максимальная вентиляция легких, л;

ДЖЕЛ – «должная» жизненная емкость легких, л.


Для этих же целей можно применить и следующую формулу:


(12)


Где: ДМВЛ – «должная» максимальная вентиляция легких, л;

S – поверхность тела, м2;

К – коэффициент, равный: 60 для лиц 18-29 лет;

50 для лиц 40-49 лет;

40 для лиц 50-59 лет;

35 для лиц 60 и более лет.

Резерв дыхания (РД) — разница между МВЛ и МОД— показывает возможность увеличения вентиляции. Отношение РД / МВЛ, выраженное в процентах, является одним из очень ценных показателей функционального состояния аппарата внешнего дыхания и составляет в норме 85–90%.



^ Занятие 3. ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННОСТИ РЕГУЛЯТОРНЫХ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА.

Связь определенного непостоянства (вариабельности) сердечного ритма с напряженностью регуляторных систем организма, оказывающих непосредственное влияние на сердечную деятельность, была обнаружена случайно, при выполнении космонавтами сложных заданий в условиях невесомости. Было установлено, что напряженность сердечной деятельности отражается в «жесткости» сердечного ритма, в уменьшении разброса длительности сердечного цикла. Пульс становится более ритмичным. Сердце, свободное от нейро–гормональных воздействий «танцует», что проявляется колебаниями длительности сердечного цикла около средних его значений. Оценивая степень ритмичности, вариабельность сердечного ритма, можно судить о напряженности нейрогуморальных регуляторных систем в целом.

Методы математического анализа вариабельности сердечного ритма являются общепризнанными с 1984 года. Эти методы позволяют простым и доступным путем оценивать напряженность регуляторных систем организма практически в любых ситуациях. В настоящее время эти методы широко применяются для оценки адаптационных возможностей организма в любом возрасте и при любых внешних воздействиях и нагрузках (умственных, физических и эмоциональных). Затраты на приобретение промышленных приборов для вариационного анализа сердечного ритма, окупаются полезностью и незаменимостью той информации, которую можно получить с помощью этого метода.

Реализация метода требует соответствующей аппаратуры. Эта аппаратура выпускается промышленностью в виде отдельных самостоятельных приборов, либо реализуется с использованием электрокардиографов и персональных компьютеров.

Суть метода оценки напряженности регуляторных систем организма путем вариационного анализа сердечного ритма заключается в следующем. ЭКГ сигналы от электрокардиографа вводятся в компьютер, где «накапливаются» в количестве 100–1000 (или более, в зависимости от задач). Далее компьютерная программа рассчитывает:

моду (Мо) – значение наиболее часто встречающегося кардиоинтервала, мсек;

амплитуду моды (АМо) – общее число интервалов, соответствующих значению моды, во всей накопленной выборке, %;

вариационный размах (ВР) – разницу между максимальным и минимальным значениями ряда кардиоинтервалов, мсек.

По полученным расчетным данным вычисляется индекс напряженности регуляторных систем по Р.М. Баевскому:




(13)


Где: ИН индекс напряженности регуляторных систем, усл.ед.;

АМо – амплитуда моды, %;

ВР – вариационный размах кардиоинтервалов, мсек;

Мо – мода кардиоинтервалов, мсек.


Индекс является очень чувствительным индикатором напряженности регуляторных систем, изменяясь от десятков единиц до 1000 и более (редко) усл.ед. Низкие значения индекса (примерно 10–50 усл.ед), свидетельствуют о преобладании парасимпатического тонуса, высокие значения (более 250) – о преобладании симпатических влияний. Средние значения свидетельствуют о примерном наличии вегетативного баланса.

Каково практическое использование этого метода?

Дело в том, что он является во многих случаях незаменимым. Так, простое определение напряженности регуляторных систем в покое уже позволяет разделить лиц любого возраста и пола на 3 типа, по степени устойчивости к внешним воздействиям. Лица с низкими значениями индекса являются ваготониками, то есть, людьми с преобладанием парасимпатического тонуса. Во многих случаях, у этих людей есть функциональный запас к выполнению физической работы. Люди с высокими значениями индекса, являются лицами с повышенным симпатическим тонусом – симпатотониками. Имея в покое повышенный пульс и давление, эти люди быстрее «сгорают» в экстремальных ситуациях вследствие повышенного энергообмена. Середина заполнена нормотониками (или эйтониками).

Однако, для оценки эффективности занятий физической культурой, гораздо эффективнее другое использование этого метода, а именно – оценка напряженности регуляторных систем при нагрузках (или шире – при умственной работе или эмоциональных воздействиях). Использование этого метода позволяет дифференцировать людей еще по одному признаку – по чувствительности регуляторных систем к внешним воздействиям. Могут наблюдаться 3 варианта реакций – снижение напряженности при нагрузке, повышение и, наконец, неизменное значение (соответственно: гипореактивность, гиперреактивность и нормореактивность).

Таким образом, можно выделить 9 типов реагирования регуляторных систем на нагрузку:

ваготоники:

гиперреактивные;

нормореактивные;

гипореактивные;

нормотоники:

гиперреактивные;

нормореактивные;

гипореактивные;

симпатотоники:

гиперреактивные;

нормореактивные;

гипореактивные.

Можно считать, что у гиперреактивных ваготоников адаптация на нагрузку будет происходить лучше, чем у гипореактивных ваготоников, или гиперреактивных симпатотоников. Напомним, что прирост напряженности при нагрузках призван обеспечить достаточную для выполнения этой нагрузки активацию кровеносной системы.

При первоначальном знакомстве с этими методами, может отпугнуть их кажущаяся сложность. Но, стоит лишь преодолеть некоторый начальный уровень их освоения (тем более что и аппаратные и программные средства для этого давно есть в продаже), все мнимые трудности будут с лихвой окуплены получаемыми результатами. Наглядность и точность этих методов, позволяющих выявлять скрытые возможности организма занимающихся физической культурой, с чем-либо сравнить затруднительно.

Один из практически реализованных программ для вариационного анализа сердечного ритма представляет собой программу, которая включает 3 файла объемом около 670 Кб, имеет модуль начальных установок, и представляет собой компьютерный вариант осциллографа с фильтрацией входного ЭКГ–сигнала и программным модулем выделения R–зубца ЭКГ. Математическая обработка накопленных значений производится непрерывно, по мере накопления кардиоинтервалов, результат выводится на экран и записывается в файл. На экран, для визуального анализа контроля качества входного сигнала, непрерывно выводится кривая ЭКГ в реальном времени. Ввод ЭКГ–сигнала производится через модуль оптронной развязки на вход звуковой карты компьютера с выхода стандартного переносного электрокардиографа «Малыш».

Для учебных целей можно вручную подсчитать длительность 20-30 кардиоинтервалов, использовав готовую запись ЭКГ во втором стандартном отведении, а затем рассчитать индекс напряженности.
^ Занятие 4. НАГРУЗОЧНЫЕ ПРОБЫ

Пробы с натуживанием позволяют оценить те возможности сердечно-сосудистой системы, которые необходимы для выполнения статических нагрузок. В основу этих проб были положены механизмы влияния натуживания на организм человека.

Натуживание характеризуется повышением внутригрудного и внутрибрюшного давления при задержанном дыхании, и оказывает выраженное влияние на гемодинамику. В результате повышения внутригрудного давления уменьшается приток крови к правым отделам сердца, возникает застой крови в венозных сосудах и возрастает сопротивление кровотоку через легкие. Наблюдаемое при натуживании снижение до 15–20 мл ударного объема сопровождается повышением ЧСС, благодаря чему снижение минутного объема кровотока оказывается выраженным не столь сильно. Развитие компенсаторных реакций на этом не заканчивается, поскольку минутный объем кровотока остается все же недостаточным для поддержания необходимого уровня давления крови. Дальнейшее поддержание артериального давления при натуживании достигается сужением артериальных сосудов.

^ Практическая работа № 1. Проба по Бюргеру (Burger).

Методика тестирования. Трижды измерить артериальное давление, вычислить среднее значение диастолического АД (суммировать результаты трех измерений, и результат разделить на три). Испытуемому сделать 10 глубоких вдохов (секунда – вдох, секунда – выдох, всего – 20 секунд). После этого, сделав глубокий вдох, выдохнуть воздух в трубку, соединенную с манометром (от тонометра), и в течение 20 секунд удерживать давление на значении 40–60 мм рт.ст. Измерить артериальное давление сразу после начала натуживания, затем – после него, и далее – каждые 20 секунд, до возврата давления к исходному состоянию

Оценка результатов. Различают 3 типа реакции на пробу. Нормальная реакция заключается в неизменной величине давления на протяжении всего натуживания (1–й тип). У тренированных людей давление крови может возрасти и через 20–30 секунд возвратиться к исходному значению (2–й тип). Неблагополучная реакция (3–й тип), выражается в падении давления во время натуживания на 10 и более мм рт.ст. Поскольку при натуживании, как уже говорилось, минутный объем кровотока снижается, сохранение уровня АД и даже повышение его во время натуживания указывает на оптималь­ную реакцию сосудистого тонуса. Если же эта регуляция нарушена, падение АД может привести к кратковременной потере сознания. Такого рода явления могут наблюдаться при подъеме тяжестей, если перед этим была интенсивная гипервентиляция легких. В результате развивающейся гипокапнии (повышение концентрации углекислоты в крови) снижается сосудистый тонус, давление в артериях падает, ухудшается кровоснабжение головного мозга и наступает кратковременная потеря сознания.

^ Практическая работа №2. Проба по Флаку (Flack-test).

Методика тестирования. Флак–тест проще пробы по Бюргеру, так как в этом случае исключается процедура измерения давления. Тест проводится следующим образом. После 5–ти минут пребывания испытуемого в положении сидя, состоянии покоя, у него подсчитывается пульс. После этого, сделав максимально глубокий вдох, испытуемый выдыхает воздух в трубку, соединенную с манометром, поддерживая давление около 40 мм рт.ст. максимально возможное время. За все время натуживания подсчитывается количество сокращений сердца каждые 5 секунд, с перерывами по 5 секунд.

Оценка результатов. Отличная реакция проявляется в медленном и незначительном повышении частоты пульса. Прирост ЧСС на 1 удар за каждые 5 секунд отражает очень хорошую реакцию, на 3 удара – хорошую, а на 4-6 ударов – плохую регуляция сердечной деятельности.

Исследование воздействия натуживания на организм может продолжаться и после окончания пробы. В этот период происходит урежение частоты пульса, имеющее рефлекторный характер. Снижение ЧСС связано с тем, что после прекращения натуживания быстро возрастает приток к сердцу крови, временно депонированной при выполнении пробы в полых венах. Увеличение притока сопровождается возрастанием на 20-30% ударного объема крови, и повышению артериального давления, что приводит к рефлекторному замедлению частоты сокращений сердца (барорефлекторный контроль артериального давления).

^ Практическая работа №3. Проба с ограничение притока крови к сердцу (ортостатическая проба).

Суть тестирования. Простая идея использовать изменение положения тела в пространстве, в качестве внешнего воздействия на организм для оценки его функциональных возможностей, реализована в практике функциональной диагностики давно. Перевод положения тела из горизонтального в вертикальное (ортостатическая проба), сопровождается снижением притока крови к сердцу, вызывая ответные адаптационные реакции, направленные на компенсацию возникающих в кровеносной системе изменений. Адекватность этих изменений называют ортостатической устойчивостью сердечно-сосудистой системы. Ортостатическая проба дает важную информацию об устойчивости процессов регуляции тонуса сосудов сердечно-сосудистой системы и насосной функции сердца.

Адаптационные реакции организма на ортопробу (далее – ортостатические реакции) связаны с тем, что при перемене положения тела из горизонтального в вертикальное, в венах нижней его половины депонируется значительное количество крови. В результате уменьшается приток крови к сердцу и снижается выброс крови в аорту. Эти неблагоприятные воздействия компенсируется, главным образом, за счет увеличения частоты сокращений сердца и изменения артериального тонуса.

Таким образом, в основе развития реакций, связанных с ортостатическим воздействием, лежат механизмы, сходные с теми, которые происходят при натуживании.

Степень уменьшения притока крови к сердцу при ортопробе в большой степени зависит от тонуса стенок крупных вен. При сниженном их тонусе уменьшение притока может быть столь значительным, что при переходе в вертикальное положение, в связи с резким ухудшением кровоснабжения мозга, может развиться обморочное состояние.

У тренированных лиц ортостатическая неустойчивость, связанная со сниженным тонусом вен, выявляется сравнительно редко. Вместе с тем, проявления ортостатической неустойчивости, выявляемые ортостатической пробой, наблюдаются у довольно значительного контингента детей, подростков и взрослых.

^ Методика тестирования. После 10–15 минут пребывания испытуемого в положении лежа, у него следует измерить диастолическое давление и подсчитать частоту сокращений сердца за одну минуту. Систолическое давление в этой пробе значение не имеет.

После измерений испытуемому предлагают встать, помогая ему, придерживая за руку для того, чтобы уменьшить двигательную активность испытуемого при вставании.

Через 10 секунд после вставания следует вновь измерить диастолическое давление и подсчитать частоту сердечных сокращений. Небольшая отсрочка в измерении АД и ЧСС (10 секунд) обусловлена тем, что при вставании в сердечно-сосудистой системе происходят неустойчивые процессы, которые за это время (10 секунд) стабилизируются. Конечным результатом проведения пробы следует считать разность диастолического давления и частоты сокращений сердца, измеренную в положении стоя и положении лежа.

Учитывают величину изменений давления и частоты пульса, а также направленность этих изменений (снижение или повышение).

Закономерной («нормальной») реакцией на перевод положения тела из горизонтального в вертикальное является небольшое учащение пульса и некоторое возрастание диастолического АД (на 10–15%). Систолическое АД при этом может изменяться незначительно в ту или иную сторону (см. табл).


Средние значения АД и ЧСС в покое и их изменение

при ортостатическом воздействии (n=807, 1998)


Значения параметров в покое (лежа)

Значения через 10 секунд после вставания

АД с.,

мм.рт.ст.

АД д.,

мм.рт.ст.

ЧСС,

уд/мин

^АД с.,

мм.рт.ст.

^АД д.,

мм.рт.ст.

^ЧCC

уд/мин


109±2


65±1


77±2


-0,3±0,9


6±1


11±1,1


Примечание: символ (^) перед параметром означает, что в соответствующей колонке приведено его изменение при ортопробе.


Благодаря одновременному приросту кровяного давления и частоты сокращений сердца, минутный объем кровотока оказывается сниженным незначительно. У тренированных лиц учащение пульса относительно невелико и колеблется в пределах 5–15 уд/мин. У детей и подростков реакция может быть более выраженной.

Простая оценка ортопробы продолжает уточняться. Дело в том, что индивидуальные реакции давления и ЧСС при ортопробе крайне разнообразны. У довольно большого числа людей выявляются «нестандартные» ортостатические реакции, проявляющиеся резким возрастанием диастолического давления, чрезмерным ростом ЧСС, снижением диастолического АД и ЧСС, и, наконец, диссоциативными (разнонаправленными) изменениями диастолического АД и ЧСС. Диссоциативные ортостатические реакции (снижение давления при росте ЧСС) наиболее интересны, так как практически не изучены.

Ниже, в таблице, приведены результаты ортостатического тестирования, проведенного в 1997–1999 годах под руководством автора данного пособия у 807 школьников и студентов 1–3 курса вузов сибирского региона.

Из таблицы следует, что «нестандартные» варианты ортостатических реакций наблюдаются у значительного контингента практически здоровых людей. Этот факт служит обоснованием к использованию ортопробы, как метода индивидуально-группового подхода к занятиям оздоровительной физической культурой.

^ Оценка результатов тестирования. Вариантов ортостатических изменений АД и ЧСС множество (см. таблицу). Как же в этом случае интерпретировать результаты ортостатической пробы? Не вдаваясь в детали, отметим, что ортостатическое тестирование как раз и предназначено для выявления индивидуальных различий в реакциях сердечно-сосудистой системы на снижение притока крови к сердцу.


Варианты ортостатических реакций сердечно-сосудистой системы, n=807