img159 (13)

Wzrost pojemności minutowej serca zachodzi poprzez zwiększenie częstości skurczów i objętości wyrzutowej serca, czyli objętości krwi wyrzucanej z lewej komory w czasie skurczu.

II. Wysiłek fizyczny a częstość pracy serca

Najbardziej widocznym i najłatwiejszym do zmierzenia wskaźnikiem reakcji układu krążenia jest częstość skurczów serca (heart ratę - HR). Zwiększenie częstotliwości skurczów występuje niemal natychmiast po rozpoczęciu pracy i stabilizuje się po upływie 2-5 min na poziomie odpowiadającym intensywności wysiłku lub osiąga swoją maksymalną wielkość (HR_max). Tempo zwiększania się HR na początku wysiłku jest większe u dzieci niż u dorosłych. Wielkość HR_max wykazuje niewielkie różnice osobnicze, natomiast zmienia się wyraźnie z wiekiem. U dzieci i młodzieży do lat 20 przewyższa ona 200 skurczów/min. Po przekroczeniu 20 roku życia maleje o około 10 skurczów/min w ciągu 10 lat. Przybliżoną wartość HR_max dorosłego człowieka można obliczyć na podstawie równania:

HR_max = 220 - wiek (w latach)

W czasie wysiłków dynamicznych HR wykazuje liniową zależność od intensywności wysiłku. U osób zdrowych, podczas wysiłku wzrastającego aż do skrajnego wyczerpania fizycznego, całkowite zużycie tlenu przez ustrój oraz objętość minutowa i częstotliwość rytmu serca wzrastają, ale tylko do pewnej granicy, określanej mianem wysiłku maksymalnego. Powyżej tej granicy dalsza praca mięśniowa wykonywana jest kosztem beztlenowych procesów pozyskiwania energii - (glikolizy, której końcowym produktem jest kwas mlekowy). Objętość minutowa i częstotliwość rytmu serca nie ulegają już zmianie, wyraźnie zwiększa się wówczas zawartość kwasu mlekowego w pracujących mięśniach szkieletowych i surowicy krwi.

III. Wysiłek fizyczny a ciśnienie tętnicze krwi

Średnie ciśnienie tętnicze krwi jest wynikiem zmian objętości minutowej serca i oporu obwodowego. Co prawda w czasie wysiłku dynamicznego całkowity opór obwodowy maleje w wyniku rozszerzenia tętniczek w pracujących mięśniach, wzrasta jednak znacznie objętość minutowa serca. W następstwie tych zmian średnie ciśnienie tętnicze wzrasta liniowo wraz ze wzrostem obciążenia. Ciśnienie tętnicze skurczowe wzrasta w czasie wysiłków dynamicznych proporcjonalnie do wielkości obciążenia, ciśnienie rozkurczowe zaś wykazuje tylko nieznaczny wzrost, nie zmienia się lub nawet obniża. Podczas wysiłku maksymalnego wzrost ciśnienia skurczowego sięga 200 - 240 mmHg. Po zakończeniu wysiłku ciśnienie tętnicze krwi często obniża się do wartości niższych niż przed wysiłkiem. U chorych z nadciśnieniem tętniczym, powysiłkowe obniżenie ciśnienia krwi może utrzymywać się nawet przez kilka godzin. Ciśnienie żylne w dużych żyłach nie zmienia się podczas wysiłku lub nieznacznie wzrasta.

U około 20 % młodych zdrowych ludzi występuje zwiększona reakcja ciśnienia tętniczego na wysiłek. Badania epidemiologiczne wskazują, że reakcja ta jest wyrazem predyspozycji do rozwoju nadciśnienia tętniczego. Pomiary ciśnienia tętniczego mogą mieć, więc znaczenie w identyfikacji tych osób i wczesnym rozpoczęciu leczenia (np. dieta o zmniejszonej zawartości sodu i trening rekreacyjny).

IV. Metabolizm mięśnia sercowego w warunkach wysiłku fizycznego

Podstawą prawidłowej funkcji mięśnia sercowego jest nieprzerwane dostarczanie tlenu do kardiomiocytów. Podczas przepływu krwi przez naczynia włosowate w mięśniu sercowym uwalniane jest znacznie więcej tlenu związanego z hemoglobiną (ok. 50%) niż w pozostałych tkankach (ok. 25%). Zużycie tlenu przez serce wynosi średnio 6-8 ml/min/g tkanki.

Metabolizm mięśnia sercowego jest metabolizmem tlenowym. Zasadniczymi substratami energetycznymi mięśnia sercowego są glukoza i kwasy tłuszczowe. Kardiomiocyty spalają glukozę w cyklu Krebsa do C0₂ i wody, nie wytwarzając przy tym kwasu mlekowego. Ponadto wykorzystywane są ciała ketonowe i kwas mlekowy, który wychwytywany jest z dopływającej do serca krwi. Zahamowanie wychwytu kwasu mlekowego przez serce jest czułym wskaźnikiem jego niedotlenienia. Zarówno tlen, jak i substraty energetyczne dostarczane są kardiomiocytom za pośrednictwem naczyń krążenia wieńcowego. Serce zaopatrywane jest przez dwie tętnice wieńcowe - tętnicę wieńcową prawą i lewą. Odchodzą one od aorty tuż powyżej zastawek półksiężycowatych. Krążenie wieńcowe ma rozwiniętą sieć naczyń włosowatych - w przybliżeniu do każdego kardiomiocytu dociera naczynie krwionośne. Jednakże podczas normalnego obciążenia serca krew przepływa tylko przez część naczyń włosowatych, pozostałe są nieczynne, dzięki zamkniętym zwieraczom przedwłośniczkowym. U człowieka pozostającego w spoczynku przepływ krwi w naczyniach włosowatych stanowi około 5% objętości minutowej serca minutowej (ilość krwi przepompowanej przez serce w ciągu minuty), co odpowiada wartości 250 ml/min.

Wywołane wysiłkiem fizycznym zwiększone zapotrzebowanie mięśni szkieletowych na tlen i substraty energetyczne prowadzi do wyrównawczych

57