Частота сердечных сокращений (ЧСС)
Содержание
Частота сердечных сокращений
Источник:
«Спортивная энциклопедия систем жизнеобеспечения».
Редактор: Жуков А.Д. Изд.: Юнеско, 2011 год.
Средняя частота сердечных сокращений в состоянии покоя составляет 60-80 ударов в минуту и иногда может превышать 100 ударов в минуту у людей средних лет, ведущих сидячий образ жизни. Известно, что у тренированных выносливых атлетов, находящихся в хорошей форме, минимальная частота сердечных сокращений в состоянии покоя составляет 28-40 ударов в минуту.
Перед началом физической нагрузки частота сердечных сокращений обычно увеличивается, намного превышая нормальные показатели в состоянии покоя. Как упоминалось выше, эта упреждающая реакция, вероятно, возникает благодаря выделению нейромедиатора норадреналина симпатической нервной системой и гормона адреналина надпочечниками. Тонус блуждающего нерва, возможно, также снижается.
Увеличение частоты сердечных сокращений почти пропорционально увеличению интенсивности физической нагрузки и потреблению кислорода вплоть до полного изнеможения (рис. 1). Чем меньше натренирован человек, тем выше частота сердечных сокращений. К увеличению частоты сердечных сокращений во время физической нагрузки приводят уменьшение тонуса блуждающего нерва и увеличение симпатической стимуляции сердца. Нужно также помнить, что психогенное увеличение частоты сердечных сокращений может быть значительным.
Начиная с возраста 10-15 лет максимальная частота сердечных сокращений начинает незначительно, но стабильно снижаться -примерно на 1 удар в год. Это - очень надежная величина, которая остается неизменной изо дня в день. У взрослых максимальную частоту сердечных сокращений можно вычислить следующим образом:
ЧССмах = 220 минус возраст в годах
При постоянном уровне субмаксимальной нагрузки частота сердечных сокращений увеличивается, а затем выравнивается, поскольку потребность в кислороде для этой деятельности была удовлетворена. При каждом последующем увеличении интенсивности частота сердечных сокращений достигнет новой установившейся величины в пределах 1-2 мин. Однако чем интенсивнее физическая нагрузка, тем больше уходит времени на достижение этой установившейся величины.
Понятие установившейся частоты сердечных сокращений представляет собой основу для нескольких тестов, разработанных для оценки физической подготовки. При этих тестах людей помещают на тренажер, например, велоэргометр или бегущую дорожку, и они тренируются при стандартных уровнях нагрузки. У тех, чья физическая подготовка лучше, судя по их кардиореспираторной выносливости, установившаяся частота сердечных сокращений на данном уровне нагрузки будет ниже, чем у менее тренированных людей.
Во время длительной физической нагрузки, вместо выравнивания, частота сердечных сокращений может продолжить устойчиво увеличиваться при том же уровне нагрузки. Это явление называют кардиоваскулярным сдвигом, который вызван уменьшением венозного возврата к сердцу. Частота сердечных сокращений продолжает увеличиваться, чтобы сохранить минутный объем сердца (сердечный выброс) и кровяное давление на том же самом уровне, несмотря на уменьшение венозного возврата. Уменьшить венозный возврат может сокращение объема плазмы, вызванное фильтрацией жидкости из крови или избыточным потоотделением во время длительной физической нагрузки. Уменьшение тонуса симпатической нервной системы может также сыграть свою роль в уменьшении венозного возврата к сердцу.
Во время силовых упражнений, например, при поднятии тяжестей, частота сердечных сокращений ниже, чем во время физической нагрузки на выносливость, такой как бег. При одинаковом произведенном усилии при физической нагрузке на верхнюю часть тела ЧСС выше, чем при нагрузке на нижнюю. Физическая нагрузка на верхнюю часть тела приводит также к более высокому потреблению кислорода, среднему артериальному давлению и общему периферическому сопротивлению сосудов. Более высокая нагрузка на кровообращение при тренировке верхней части тела является результатом меньшей мышечной массы, повышенного внутригрудного давления и меньшей эффективности «мышечного насоса» - все это уменьшает венозный возврат крови к сердцу.
Частота сердечных сокращений, умноженная на систолическое кровяное давление,дает произведение ЧСС на давление (ПЧД), которое позволяет оценить нагрузку на сердце во время физической нагрузки:
ПЧД — ЧСС х систолическое кровяное давление.
Влияние физической нагрузки на частоту сердечных сокращений
«Методическое планирование программы тренировок»
Научное руководство под ред. профессора Л.П. Лысова, 2016
Помимо изменения дыхания при увеличении нагрузки также происходят изменения в сердечно-сосудистой системе и повышаются частота сердечных сокращений, артериальное давление и минутный объем кровообращения (объем сердечного выброса за 1 мин). При выполнении работы, не ведущей к утомлению, частота сердечных сокращений достигает фазы плато (устойчивое состояние). При утомительной или изматывающей физической нагрузке этот показатель не выходит на плато, а демонстрирует постоянное повышение частоты сердечных сокращений (что отражает накапливающееся утомление) (рис.).
Так называемые параметры сердечно-сосудистой системы повышаются в линейной зависимости от величины физической нагрузки, что дает возможность оценить пределы нагрузки у исследуемых лиц/пациентов. С помощью многократного измерения параметров при субмаксимальной нагрузке строят приблизительную линию максимальной физической нагрузки (линия наилучшего соответствия). Примером теста субмаксимальной нагрузки является тест PWC170 (Physical Working Capacity — физическая работоспособность), при котором измеряется частота сердечных сокращений при постепенном повышении нагрузки до приближения, но недостижения границы в 170 ударов в минуту. Нормальным значением PWC170 для нетренированных мужчин считается 3,0 Вт/кг, а для нетренированных женщин — 2,5 Вт/кг. У тренированных лиц это значение приближается к 4 Вт/кг, что соответствует мощности нагрузки, при которой обычно регистрируется максимальное потребление кислорода (МПК).
Использование ЧСС для направленного развития двигательных качеств (на примере определения точки отклонения по Конкони)
Источник:
Учебное пособие для ВУЗов «Спортивная физиология».
Автор: И.И. Земцова Изд.: Олимпийская лит-ра, 2010 год.
Наиболее доступным и информативным методом оценки реакции организма на физические нагрузки является ЧСС. Ее определяют перед занятием, после разминки, после выполнения отдельных упражнений в основной части занятия, после отдыха или периодов снижения интенсивности нагрузки (Белоцерковский, 2005; Булич, Муравов, 2003; Втмор, Косттл, 2003; Круцевич, 1999; Мищенко В. С., 1990; Применение пульсометрии..., 1996).
Сегодня в большинстве видов спорта тренеры планируют объем и интенсивность тренировочных нагрузок не только в часах, метрах, но и по ЧСС, определяемой при данной работе (табл. 1, 2).
Сравнивая характер и интенсивность нагрузки по изменению ЧСС и скорости ее восстановления, определяют уровень функционального состояния организма. Например, если после пробегания 400 м за 70 с пульс у спортсмена участился до 160 уд*мин-1 и восстановился за 2 мин до 120 уд*мин-1, а затем после такой же нагрузки повысился до 150 уд-мин-1 и восстановился за 3 мин, есть основания говорить об ухудшении функционального состояния сердечно-сосудистой системы.
Таблица 1 - Характеристика тренировочных процессов по зонам интенсивности (Платонов, 2004)
|
Зона интенсивности |
Направленность физической нагрузки |
Реакция организма | |
|
ЧСС, уд мин-1 |
Лактат, ммоль-л-1 | ||
|
I (восстановительная) |
Активизация восстановительных процессов |
100—120 |
2—3 |
|
II (поддерживающая) |
Поддержка на достигнутом уровне аэробных процессов |
140—150 |
3—4 |
|
III (развивающая) |
Повышение аэробных возможностей, специальной выносливости к продолжительной работе |
165—175 |
4—8 |
|
IV (развивающая) |
Повышение гликолитических возможностей, специальной выносливости к кратковременной работе (скоростная выносливость) |
175—185 |
8—12 |
|
V (спринтерская) |
Повышение алактатних анаэробных возможностей, совершенствование скоростных возможностей |
185 и выше |
> 12 |
Таблица 2 — Характеристика тренировочных режимов разной направленности
|
Направленность тренировочного занятия |
Количество серий упражнений |
Продолжительность серии, мин |
Интервал между упражнениями в 1 серии, с Интервал между сериями |
ЧСС во время работы, уд-мин-1 |
ЧСС перед выполнением очередной серии |
Энергетические системы |
Содержание молочной кислоты, ммоль-1 |
|
Совершенствование скоростных возможностей |
7 |
6—7 |
20 1,5— 2 мин |
От 185 и выше |
125 |
Алактатная (фосфагенная) + лактатная (гликолитическая) |
10 |
|
Развитие специальной (скоростной) выносливости |
8—9 |
8 |
10— 40— 15 60 с |
175— 185 |
135— 140 |
Алактатная (фосфагенная) + лактатная (гликолитическая) |
8—12 |
|
Развитие общей выносливости |
8—9 (до 10) |
8 |
до 30 3— 4 мин |
1 eons |
110— 115 |
Аэробная (окислительная) +лактатная (гликолитическая) |
4—8 |
У хорошо тренированных спортсменов ЧСС снижается в течение 60—-90 с с 180 до 120 уд-мин-1. В этом случае они готовы к повторному выполнению упражнения. Отставленный эффект физических нагрузок можно оценить по изменению ЧСС на следующее утро натощак.
В последнее время в практике контроля в спорте распространился метод Конкони (Применение пульсометрии..., 1996), позволяющий определить величину ЧСС, которая соответствует максимальному, преимущественно аэробному, энергообеспечению без громоздких исследовательских процедур, связанных с анализом проб крови и воздуха. Тест Конкони базируется на том, что при определенной интенсивности выполнения работы линейная зависимость между интенсивностью работы и ЧСС нарушается и можно графически выявить индивидуальную точку отклонения (нарушение линейности). ЧСС, которая отмечается в этой точке, указывая на максимальный уровень интенсивности нагрузки, обеспечиваемой преимущественно аэробным путем. Выше этого уровня прогрессивно включаются анаэробные механизмы и наступает утомление (см. рис. 2).
Точка отклонения, по Конкони, близка к физиологическому понятию ПАНО, характеризующему предельную интенсивность нагрузки, при которой работа может выполняться относительно продолжительное время в устойчивом состоянии, без прогрессивного наращивания концентрации лактата в крови (Лактатный порог..., 1997; Симонова, 2001).
ЧСС точки отклонения индивидуальна и связана с состоянием спортсмена, уровнем тренированности, периодом годового цикла подготовки. Во всех случаях, исследуя ЧСС точки отклонения для определения интенсивности нагрузок, выбранных в качестве основных тренировочных средств, необходимо проводить тест Конкони для каждого спортсмена не менее одного раза в 3—4 недели.
Определив ЧСС точки отклонения по тесту Конкони, следует определить необходимое время, в течение которого целесообразно выполнять нагрузки по установленной ЧСС. Это время можно определить, пользуясь формулой Карвоненна и графиком Сен Гупта (рис. 3). Формула Карвоненна (Применение пульсометрии..., 1996):
X%=(ЧССнагрузки - ЧССсостояния покоя * 100)/ (ЧССмаксимальная - ЧССсостояния покоя)
где Х% — интенсивность нагрузки.
Значения величины X % по формуле Карвоненна откладывают на оси абсцисс графика Сен Гупта и из этой точки проводят перпендикуляр до пересечения с нанесенной на шкалу наклоненной линией. Напротив полученной точки по оси ординат находят соответствующее время, ориентировочно возможное для непрерывной работы спортсменов — представителей циклических видов спорта — в заданном режиме ЧСС.
Оснащение: спорттестер.
Ход работы
Испытуемый выполняет тест Конкони (с использованием программного обеспечения спорттестера) в выбранных условиях: на беговой дорожке стадиона, в бассейне, на велотреке, беговой дорожке в природных условиях, где длина, рельеф и метеорологические условия каждого отрезка будут примерно одинаковы. Выполняя тест Конкони, спортсмен равномерно увеличивает скорость. В это время у него измеряют ЧСС, что позволяет получить графическую зависимость «скорость—ЧСС». В начале выполнения теста это соотношение имеет линейную зависимость, а затем учащение ЧСС замедляется. В этот момент (точка отклонения) достигается анаэробный порог. Тест продолжается до тех пор, пока не будет получена максимальная величина ЧСС. Для хорошо тренированных спортсменов подходят отрезки длиной 200—400 м. Для достижения максимальных значений ЧСС достаточно 10—20 отрезков, но не менее 8. Главное условие, которое следует соблюдать, — это постепенное увеличение скорости на каждом последующем отрезке и поддержание ее на постоянном уровне в пределах отрезка.
Тест Конкони проводят так:
- Слорттестер следует установить в режим измерения ЧСС с 5-секундным интервалом регистрации данных.
- Следует нажимать кнопку STOPE/RECALL после прохождения каждого отрезка дистанции в одном месте. Целесообразно визуально удостовериться в том, что на дисплее регистрируется время прохождения каждого отрезка.
- Необходимо увеличивать скорость на отрезках постепенно, иначе возможно наступление утомления до того, как будут пройдены все минимально необходимые отрезки.
- Заканчивать тест следует после достижения максимальной ЧСС или околомаксимальной.
На основании полученных значений строят графическую зависимость «скорость—ЧСС», определяют точку отклонения по Конкони и делают выводы об индивидуальном ПАНО испытуемого. Используя данные теоретического вступления к работе, находят по графику Сен Гупта ориентировочно возможное время работы при ЧСС точки отклонения испытуемого (Симонова, 2001; Применение пульсометрии..., 1996; Физиологическое тестирование спортсменов..., 1998).