Сердце в работе
Бег трусцой важен прежде всего для сердца. Остальные положительные сдвиги являются вспомогательными, потому что главное – это упражнение сердца и развитие сердечно-сосудистой деятельности. Физическая тренировка помогает сердцу биться четко, ровно, сильно и легко снабжать организм хорошо насыщенной кислородом кровью.
Посмотрим, как работает сердце, поскольку необходимо понять, что происходит, прежде чем что-то предпринимать.
Принципы циркуляции крови, осуществляемой сердцем, чрезвычайно просты. Не сложнее некоторых систем отопления. Сердце ничем не отличается от других мышц, которые вы хорошо ощущаете и которым придается гораздо большее значение, чем сердцу. Многие очень усердно трудятся, чтобы увеличить размер своих бицепсов, в то время как сердечная мышца у них, возможно, ослаблена.
Человечество потратило очень много времени для изучения сердца, как, впрочем, и на познание многих других простых истин. Тысячу шестьсот лет христианства философы и ученые провели в спорах о роли сердца в человеческом организме. Большинство придерживалось той удивительной точки зрения, что печень, а не сердце, является основным органом, осуществляющим циркуляцию крови. А сердце лишь добавляет в кровь кислород, который получает из легких. Полагали, что кровь движется, как в морском приливе, туда и обратно, по артериям и венам. Одного средневекового ученого, который не согласился с этой концепцией и стал ей противоречить, даже сожгли на костре.
Позднее, около 1600 года, англичанин Уильям Гарвей сделал открытие: сердце является насосом, выталкивающим в артерии и сосуды кровь, которая затем возвращается через вены снова в сердце. Кровь перекачивается в легкие для того, чтобы обогатиться кислородом, и затем снова возвращается для рециркуляции в те же ткани. Гарвей первым объявил, что кровоток вовсе не имеет приливов и отливов. Его исследования функции сердца остаются, я бы сказал, одной из фантастических побед интеллекта человека. Он пояснил, что в тканях человеческого организма кровь должна просачиваться через сосуды такие тонкие, что человеческий взгляд не способен их увидеть, и что с их помощью осуществляется связь между артериями и венами. Он пришел к этому выводу путем логических размышлений и умер за четыре года до того, как был изобретен микроскоп. Это изобретение подтвердило, что тончайшие каналы, которые теперь называются капиллярами, действительно существуют и берут на себя функции, которые он им определил.
Ткани нуждаются в кислороде для обеспечения химических реакций так же, как огню необходим кислород для горения и выделения тепла. Одной из важнейших функций крови является доставка кислорода к тканям. Кислород вначале захватывается из воздуха, поступающего в легкие. Затем обогащенная кислородом кровь (ярко-красного цвета) идет к сердцу и оттуда нагнетается в ткани, где этот содержащийся кислород извлекается. Кровь, лишенная кислорода (синеватого цвета), затем возвращается к сердцу и снова нагнетается в легкие для того, чтобы получить новую порцию кислорода.
Сердце, таким образом, одновременно получает и передает два типа крови: обогащенную кислородом – из легких и лишенную кислорода – из тканей. Для того чтобы эти два потока не смешивались, сердце разделено надвое мышечной перегородкой. Если в перегородке имеются какие-то дефекты, то два типа крови частично смешиваются, и тогда наблюдается один из наиболее типичных случаев, который известен под названием «дыра в сердце».
Левая и правая камеры, образованные перегородкой, в свою очередь, делятся на две части: предсердие, имеющее тонкую стенку, которое почти не участвует в перекачивании крови и служит в основном резервуаром, и желудочек, имеющий толстую мышечную стенку, который в основном выполняет функцию насоса.
Вены, несущие кровь от тканей, называются полыми, через них кровь попадает в правое предсердие. Вены, переносящие кровь из легких, называются легочными, они опорожняются в левое предсердие. Из правого предсердия кровь переходит в правый желудочек, который, в свою очередь, перекачивает ее в легкие через легочные артерии. Кровь из левого предсердия переходит в левый желудочек, а затем выбрасывается в большой круг кровообращения через большую артерию, называемую аортой.
Эффективность работы любого насоса зависит от клапана, который позволяет перекачивать жидкость только в определенном направлении. Если этот клапан закрывается не полностью, то сердцу приходится работать с большей нагрузкой, чтобы компенсировать происходящую утечку. Сердце, будучи высокоэффективным органом, имеет четыре различных вида клапанов. Первые два вида находятся между каждым предсердием и желудочком и позволяют крови двигаться только в направлении из предсердия в желудочек. Когда желудочки сокращаются, эти клапаны закрываются и кровь обычно не может вернуться в предсердие. Когда желудочки расслаблены, клапаны снова открываются и тем самым допускают кровоток из предсердий для заполнения самих желудочков.
Кровоток из желудочков направляется в аорту, легочные артерии и контролируется другими клапанами. Они предохраняют от обратного тока к желудочкам, когда те расслаблены для нового наполнения. Ревматическое заболевание и некоторые другие болезни могут повредить сердечные клапаны, и именно тогда наблюдается «утечка» (недостаточность клапана).
Как любой хороший насос, сердце создано таким образом, что может варьировать свою нагрузку. В состоянии покоя оно сокращается 60–80 раз в минуту. За это время перекачивается примерно 4 л. Этот показатель называется сердечным выбросом, или минутным объемом, и может быть увеличен путем тренировок в 6–10 раз.
Фаза сокращения сердца, когда кровь выбрасывается из сердца, называется систолой. Фаза расслабления, когда выходные клапаны закрыты, называется диастолой. Во время диастолы сердце пассивно наполняется как резервуар; сердечная мышца расслаблена, и в ней происходят определенные химические процессы восстановления энергетического потенциала миокарда, использованные в предыдущей фазе – систоле. Если частота сердечных сокращений увеличивается, то фаза диастолы укорачивается, и процесс восстановления энергопотенциала может быть затруднен.
Здоровое сердце, как хороший мотор автомобиля, может работать напряженно и в быстром темпе, без каких-либо нарушений, но необходимы периоды отдыха и восстановления. По мере старения организма необходимость в этом, безусловно, увеличивается, но не настолько, как полагают многие. Как и в хорошем автомобиле, разумное использование позволяет сердцу функционировать подобно новому мотору.
Увеличение размера сердца сейчас воспринимается как нормальная физиологическая адаптация к значительным тренировочным нагрузкам, и нет никаких подтверждений того, что напряженная тренировка на выносливость может отрицательно повлиять на здоровое сердце. Более того, теперь во многих случаях определенную работу на выносливость рассматривают как очень важный фактор лечения закупорки коронарных артерий.
Было также доказано, что тренированный человек может выполнить более значительный объем работы, прежде чем сердце у него достигнет максимальной частоты сокращений по сравнению с тем, кто нетренирован. Этот принцип положен в основу системы Лидьярда: тренировки на выносливость марафонского типа для спортсменов и для дозируемого бега трусцой.
Для среднего человека сердечный выброс – количество крови, перекачиваемое каждые 60 с, – возрастает во время физических упражнений с 4 до 20 л. У хорошо тренированного этот показатель может увеличиться до 40 л. Этот прирост зависит от ударного объема, то есть количества крови, выбрасываемого при каждом сокращении, так же, как и от ЧСС. Ударный объем увеличивается по мере того, как возрастает ЧСС и достигает предельных величин. В случае если пульс становится таким высоким, что сердцу уже не хватает времени для адекватного наполнения, ударный объем падает. Если человек тренирован и хорошо подготовлен, проходит значительно больше времени, прежде чем достигается этот предел.
Повышенное наполнение сердца и увеличенный диастолический объем определяют увеличение ударного объема. На стандартной работе ЧСС уменьшается по мере улучшения тренированности. Эти изменения означают уменьшение нагрузки на сердечно-сосудистую систему и также указывают на то, что организм адаптировался к данной работе.
У женщин наблюдаются такие же реакции на нагрузку, как и у мужчин, хотя на них может определенным образом повлиять период менструаций.
Пульс в покое на начало тренировок может служить хорошим и простым показателем уровня подготовленности. Каждый раз, когда происходит сокращение, кровь выбрасывается в артерии. Артериальная стенка, находящаяся сразу за клапаном сердца, расширяется, принимая дополнительный объем крови, и это расширение передается по артериям волной, как расходятся круги по воде, в которую брошен камень. Вы ощущаете эту волну, когда измеряете пульс.
