Хронічна адаптація кардіореспіраторної системи до вправ

Ця сторінка присвячена хронічній адаптації до вправ – тобто змінам, які відбуваються, коли людина регулярно тренується або залучена до відповідного режиму фізичних навантажень, що відповідає її конкретним цілям і виду спорту.

Адаптація до тренувань(edit | edit source)

Серцево-судинні зміни у стані спокою(edit | edit source)

Певні зміни у стані спокою стають очевидними, коли людина починає регулярно тренуватися (наприклад, зміни від стану до початку тренувань (0-й тиждень) до змін після тренувань (12-й тиждень)). До них відносяться:

• зниження частоти серцевих скорочень у стані спокою, через:
  • зменшення симпатичної іннервації ⁽¹⁾
  • зменшення частоти скорочень передсердь (atrial contraction rate)⁽¹⁾
  • зверніть увагу, нормальна частота серцевих скорочень у стані спокою становить від 60 до 100 ударів на хвилину⁽²⁾
• збільшення ударного об’єму (УО)³⁾

⁽⁴⁾

• зниження артеріального тиску:⁽⁵⁾
  • зниження систолічного артеріального тиску буде більшим, ніж зниження діастолічного артеріального тиску⁽⁶⁾ – це пов’язано зі зменшенням периферичного судинного опору⁽⁷⁾

• збільшення загального об’єму крові із збереженою концентрацією гемоглобіну:
  • об’єм крові = кількість крові, що циркулює в організмі
  • збільшенням об’єму плазми⁽⁸⁾
  • збільшення кількості еритроцитів
  • збільшення маси гемоглобіну⁽⁹⁾
  • збільшується здатність крові переносити кисень (oxygen-carrying capacity)

Зміни серцево-судинної системи під час фізичних вправ(edit | edit source)

Тут порівнюються зміни при виконанні фізичних вправ до тренувань і після тренувань. Наприклад, людина виконує тест з поступовим збільшенням навантаження (тест з градуйованим фізичним навантаженням, graded exercise test) до того, як розпочала програму тренувань (тиждень 0), а потім виконує той самий тест на 12-му тижні (тренувань).

Внаслідок будь-якого навантаження зміни охоплюють:

• зниження частоти серцевих скорочень
• збільшення ударного об’єму до 50% від максимального навантаження⁽¹⁰⁾
  • збільшення скорочувальної здатності міокарда ⁽¹¹⁾
  • збільшення об’єму шлуночка⁽¹²⁾

• серцевий викид (Q) залишається однаковим при будь-якому навантаженні (до та після)
  • це відбувається через збільшення ударного об’єму та зменшення частоти серцевих скорочень
  • серцевий викид (Q) = ударний об’єм (УО) х частота серцевих скорочень (ЧСС)⁽¹²⁾
  • збільшення серцевого викиду відбувається лише за максимальної частоти серцевих скорочень (ЧСС_max) через одночасне збільшення ударного об’єму (пам’ятайте, що максимальна частота серцевих скорочень не піддається тренуванню, тому при максимальній частоті серцевих скорочень і збільшенні ударного об’єму це призведе до збільшення серцевого викиду за максимальної частоти серцевих скорочень)⁽¹³⁾

• зниження серцевого викиду може відбуватися лише за умови зміни працездатності або значної втрати ваги⁽¹³⁾

• зменшення кровотоку на кілограм працюючих м’язів під час субмаксимальних навантажень
  • тренований м’яз має підвищену здатність до екстракції (вилучення) кисню (O₂) завдяки покращеній дифузійній здатності та респіраторній здатності м’язів (muscle respiratory capacity) ⁽¹⁴⁾
  • зменшення м’язового кровотоку дозволяє розподіляти більше крові до внутрішніх органів та шкіри (наприклад, для терморегуляції)⁽¹⁴⁾

• зменшення споживання кисню міокардом (VO₂) внаслідок⁽¹⁵⁾:
  • гіпертрофії міокарда⁽¹⁶⁾
  • зниження частоти серцевих скорочень⁽¹⁵⁾

Адаптація дихальної системи до тренувань у стані спокою(edit | edit source)

• Потенційне збільшення об’ємів легень:⁽¹⁷⁾
  • поліпшення легеневої функції
  • відсутність змін у дихальному об’ємі (ДО) ⁽¹³⁾
• Збільшення дифузійної здатності:⁽¹⁷⁾
  • збільшення легеневих об’ємів
  • збільшення площі альвеолярно-капілярної поверхні⁽¹⁸⁾
  • збільшення об’єму крові

Адаптація дихальної системи до тренувань з фізичними вправами(edit | edit source)

• Збільшення дифузійної здатності
• Збільшення хвилинного об’єму вентиляції⁽¹⁷⁾
• Підвищення ефективності вентиляції⁽¹⁹⁾
• Зниження легеневої вентиляції при будь-якому навантаженні через збільшення дифузійної здатності

Метаболічні та морфологічні адаптації до тренування у стані спокою(edit | edit source)

• Гіпертрофія скелетних м’язів⁽²⁰⁾

• Збільшення щільності капілярів⁽²¹⁾

• Збільшення кількості та розміру мітохондрій⁽²²⁾
• Збільшення концентрації міоглобіну⁽²³⁾
• Збільшення швидкості транспортування кисню (O₂)

Метаболічні та морфологічні адаптації до тренувань з фізичними навантаженнями(edit | edit source)

• Зниження швидкості виснаження глікогену при будь-якому навантаженні⁽²⁴⁾
• Підвищення здатності мобілізувати та окислювати жири⁽²³⁾
• Підвищення окислювального потенціалу мітохондрій⁽²³⁾
• Збільшення накопичення глікогену⁽²³⁾

Адаптація до аеробних тренувань(edit | edit source)

Кардіореспіраторна витривалість(edit | edit source)

Аеробні тренування – це різновид повторюваної, структурованої фізичної активності, яка вимагає від метаболічної системи організму використання кисню для продукування енергії.

• Кардіореспіраторна витривалість:
  • здатність витримувати тривале динамічне фізичне навантаження
  • поліпшення, що досягається за рахунок мультисистемних адаптацій (серцево-судинної, дихальної, м’язової, метаболічної)⁽²⁵⁾

• Тренування витривалості:
  • збільшення максимальної здатності до витривалості (maximal endurance capacity) = збільшення максимального споживання кисню (V0₂ max)
  • збільшення субмаксимальної здатності до витривалості
    • нижча частота серцевих скорочень (ЧСС) при тій самій субмаксимальній інтенсивності вправ
    • це більше пов’язано з змагальними показниками витривалості (competitive endurance performance)

Серцево-судинна система(edit|edit source)

• Транспортна система кисню (O₂) та рівняння Фіка (Fick equation):⁽²⁶⁾
  • споживання кисню (VO2) = ударний об’єм (УО) x частота серцевих скорочень (ЧСС) x артеріовенозна різниця кисню (a-v)O₂
    • VO2 = СВ x ЧСС x (a-v)O2 або VO2 = Q x (a-v)O2
    • Отже: ↑ VO2max = ↑ max SV x → HR x ↑ max (a-v)O2 різниця
    • (a-v)O2 відноситься до артеріовенозної різниці кисню. Це показник кількості кисню, що поглинається тканинами з крові

• Розмір серця:
  • під час тренувань збільшується маса серця та об’єм лівого шлуночка
    • вища цільова частота пульсу (target pulse rate, TPR)⁽¹³⁾
    • гіпертрофія серця
    • збільшується ударний об’єм (УО)
    • збільшений об’єм плазми призводить до збільшення об’єму лівого шлуночка внаслідок підвищення переднавантаження – це дозволяє збільшити кінцевий діастолічний об’єм, що дозволяє збільшити ударний об’єм⁽¹⁴⁾

• Ударний об’єм збільшується після тренувань:⁽²³⁾
  • ударний об’єм у стані спокою, субмаксимальний і максимальний ударний об’єм⁽²³⁾
  • зростання об’єму плазми підвищує ударний об’єм внаслідок посилення переднавантаження на серце – це збільшує кінцевий діастолічний об’єм (КДО), що збільшує серцевий викид⁽¹⁴⁾
  • частота серцевих скорочень у стані спокою та субмаксимальна частота серцевих скорочень зменшується під час тренування, а це збільшує час наповнення, що призводить до збільшення кінцевого діастолічного об’єму⁽²³⁾
  • збільшення маси лівого шлуночка в результаті тренувань призводить до більшої сили скорочення
  • адаптація ударного об’єму до тренувань зменшується з віком

• Частота серцевих скорочень у стані спокою:
  • помітно знижується внаслідок посилення парасимпатичної та зменшення симпатичної активності серця⁽²⁷⁾

• Субмаксимальна частота серцевих скорочень:
  • знижується при тій самій заданій абсолютній інтенсивності⁽²⁸⁾

• Максимальна частота серцевих скорочень:
  • не зазнає суттєвих змін внаслідок тренувань⁽¹⁴⁾
  • повільно зменшується з віком

• Взаємодія між частотою серцевих скорочень та ударним об’ємом:
  • Частота серцевих скорочень і ударний об’єм взаємодіють для оптимізації серцевого викиду

• Відновлення частоти серцевих скорочень:⁽²⁹⁾
  • швидше відновлюється з тренуванням
  • непрямий показник кардіореспіраторної підготовленості

• Серцевий викид (Q):
  • тренування призводить до незначних змін або взагалі не змінює показники у стані спокою або при субмаксимальному навантаженні ⁽¹²⁾
  • максимальний серцевий викид збільшується через збільшення ударного об’єму

• Кровотік:
  • збільшується приплив крові до активних м’язів⁽¹²⁾
• Збільшення капіляризації, рекрутування (залучення) капілярів:⁽³⁰⁾
  • збільшення співвідношення капілярів до м’язових волокон
  • збільшення загальної площі поперечного перерізу для капілярного обміну

• Зменшення притоку крові до неактивних ділянок⁽¹²⁾
• Збільшення загального об’єму крові:⁽¹²⁾
  • запобігає зменшенню венозного повернення внаслідок більшої кількості крові в капілярах

• Артеріальний тиск:⁽¹²⁾
  • зниження артеріального тиску (АТ) за заданої субмаксимальної інтенсивності
  • підвищення систолічного АТ і зниження діастолічного АТ при максимальній інтенсивності

• Об’єм крові – загальний об’єм швидко збільшується:⁽¹²⁾
  • зростання об’єму плазми за рахунок підвищення вмісту білків плазми, посилення затримання води та натрію (Na+) (все це протягом перших 2 тижнів тренувань)
  • збільшення об’єму еритроцитів
  • зменшення в’язкості плазми

⁽³¹⁾

Посилання(edit|edit source)