Проект по биологии на тему: Влияние физических нагрузок на сердечно-сосудистую систему (ученицы 10 класса)

Проект по биологии на тему: Влияние физических нагрузок на сердечно-сосудистую систему (ССС)

Работу выполнили ученицы 10 класса

МОУ сош №34:

Кондрашкина Дарья и

Гаврилова Дарья

Руководитель: Власова Ирина Анатольевна

Актуальность

Заболевания органов

кровообращения представляет собой одну из

основных причин заболеваемости и смертности в

промышленно-развитых стран мира. Значимость профилактических мероприятий, том числе физических упражнений, определяется масштабами нанесенного этими заболеваниями ущерба. Как показали эпидемиологические исследования последних 40 лет, физические упражнения - реальный путь к продлению жизни, сохранению активности и здоровья. В то же время низкая физическая активность рассматривается как составная часть многофакторного риска заболеваний органов кровообращения.

Смертность от болезней системы кровообращения (БСК) в экономически развитых государствах в последние годы занимает первое место среди причин смертности населения, а в России является наивысшей. Так, в 1995 году смертность от БСК в России составила 796 человек на 100 000 населения, в Болгарии - 706 чел., в Венгрии - 647 чел., в США - 320 чел. В Хабаровском крае в 1995 году смертность от БСК составила 51,3% (671 чел. на 100 тыс. населения), от травм, несчастных случаев - 21,4%, от злокачественных опухолей - 21,4%.

Цель, задачи, методы исследования

ЦЕЛЬ работы: установить зависимость

работы сердца и состояния сосудов от уровня

физической работы подростка.

ЗАДАЧИ:

1) Определить показатели работы сердца и сосудов (АД и ЧСС) у тренированных и нетренированных подростков.

2) Выявить нормы основных показателей.

3) Определить функциональные возможности ССС у подростков 9-11 классов МОУ СОШ № 34, занимающихся спортом и не имеющих хорошей физической подготовки.

4) Оценить функциональное состояние ССС по комплексу гемодинамических показателей.

5) Сравнить полученные данные, сделать выводы.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: оценка функционального состояния кардиореспираторной системы на современном уровне невозможна без применения функциональных проб (нагрузочных тестов). Одной из главных задач использования нагрузочных тестов является не только оценка функционального состояния кардиореспираторной системы , но и ее резервов. При функциональной пробе (тесте) изучается реакция органов и систем на воздействие какого-либо фактора, чаще - физической нагрузки. К тестам на восстановление относятся проба В.В. Гориневского (60 подскоков в течение 30 с), проба Дешина и Котова (трехминутный бег на месте в темпе 180 шагов в минуту), проба Мартине (20 приседаний), проба Руфье, разные варианты степ-теста.

Работа носит экспериментальный характер. Основана на исследовании общей работоспособности с помощью степ-теста и обобщением данных литературных источников по теме.

Строение ССС

Сердечно-сосудистая система

включает сердце, кровеносные и лимфатические сосуды. Она обеспечивает распространение по организму крови и лимфы. К общим функциям всех элементов сердечно-сосудистой системы можно отнести:

1) трофическую функцию - снабжение тканей питательными веществами;

2) дыхательную функцию - снабжение тканей кислородом;

3) экскреторную функцию - удаление продуктов обмена из тканей;

4) регуляторную функцию - перенос гормонов, выработка биологически активных веществ, регуляция кровоснабжения, участие в воспалительных реакциях.

Особенности строения отдельных элементов сердечно-сосудистой системы определяются их функциональным значением.

Функциональные показатели

В связи с этим особую

актуальность приобретает определение

и оценка функционального состояния сердечно-сосудистой системы (ССС), что называется функциональной диагностикой. Оценка функционального состояния ССС осуществляется путем использования функциональных показателей или различных функциональных проб. К функциональным показателям ССС относятся частота сердечных сокращений (ЧСС), артериальное давление (АД), индекс Робинсона, коэффициент экономичности кровообращения (КЭК), коэффициент выносливости, систолический объем и минутный объем. ЧСС и АД относятся к физиометрическим показателям, требующим измерения. Другие показатели определяются расчетным путем и называются относительными интегральными.

Артериальное давление (АД)

Артериальное давление (АД)

является важнейшим интегральным показателем

функционирующей системы кровообращения. На протяжении сердечного цикла уровень АД постоянно меняется, повышаясь в начале изгнания и снижаясь во время диастолы.

Уровень АД зависит от нескольких факторов:

• величины сердечного выброса;

• емкости сосудистой (артериальной) системы;

• интенсивности оттока крови;

• упругого напряжения стенок артериальных сосудов;

• объема циркулирующей крови и т.д.

Систолическое АД (САД) - это максимальное давление в артериальной системе, развиваемое во время систолы левого желудочка. Оно обусловлено в основном ударным объемом сердца и эластичностью аорты и крупных артерий. В состоянии покоя у взрослых здоровых людей САД составляет 110-120 мм рт.ст.

Диастолическое АД (ДАД) - это минимальное давление в артерии во время диастолы сердца. Оно во многом определяется величиной тонуса периферических артериальных сосудов. В состоянии покоя ДАД составляет 60-80 мм рт. ст. По данным Всемирной организации здравоохранения, АД до 140/90 мм рт.ст. является нормостеническим, выше этих величин - гипертоническим, ниже - 100/60 мм рт.ст. - гипотоническим.

Пульсовое АД (АДп) - это разность между систолическим и диастолическим АД.

Среднее АД (АДср) - это

результирующая всех переменных значений АД

на протяжении сердечного цикла, вычисленная путем интегрирования кривой пульсового колебания давления во времени. Среднее АД является важнейшей интегральной гемодинамической характеристикой системы кровообращения. Это та средняя величина давления, которая была бы способна при отсутствии пульсовых колебаний давления дать такой же гемодинамический эффект, какой наблюдается при естественном, колеблющемся движении крови в крупных артериях. У мужчин от 20 до 40 лет давление увеличивается незначительно и величина его меньше, чем у женщин. У женщин после 40 лет, с наступлением менопаузы, показатели давления быстро возрастают и становятся больше, чем у мужчин.

Зависимость АД от возраста для лиц старше 20 лет выражается также уравнениями Волынского:

АД сист. = 102 + 0,6 х П (1)

АД диаст. = 63 + 0,4 х П (2),

где П - количество полных лет.

Для лиц моложе 20 лет предлагаются следующие расчетные формулы:

АД сист. = 83 + 1,7 х П (3)

АД диаст. = 42 + 1,6 х П (4),

где П - количество полных лет.

Частота сердечных сокращений (ЧСС)

Частота сердечных сокращений - это

количество сердечных сокращений в течении 1 мин.

ЧСС зависит от таких факторов, как возраст, пол, условия окружающей среды,

положение тела, подвержена суточным колебаниям. С возрастом ЧСС уменьшается, в вертикальном положении выше по сравнению с горизонтальным.

На частоту нормального синусового ритма может влиять множество факторов, например:

1) Периферическая нервная система.

2) Симпатическая нервная система ускоряет атриовентрикулярную проводимость и повышает сократимость.

3) Парасимпатическая нервная система замедляет атриовентрикулярную проводимость и частоту ритма. Действует главным образом на предсердия.

4) Наполнение желудочков.

5) При физической нагрузке, изменении эмоционального состояния, а также при связанных с дефицитом гемоглобина в крови и других заболеваниях частота пульса увеличивается, так как организм человека стандартно реагирует на требование органам и тканям повышенного кровоснабжения увеличением сердечных сокращений.

6) На частоту пульса влияет также рост, возраст, пол, натренированность организма.

У профессиональных спортсменов

пульс до нагрузки - 70 - 90 ударов в минуту.

После - 90 - 100 . Тренированность также влияет на пульс. У нетренированных пульс после поднятия 7 кг гантелей 100 - 120 ударов в минуту. После непродолжительного бега 120 - 150 ударов в минуту. А после серьезного физического напряжения, такого, как длительный бег, сильная нагрузка на мышцы и т.п. пульс может достигать 150 - 205 ударов в минуту.

Оптимальный диапазон интенсивности физической нагрузки находится в пределах ЧСС от 120 до 170 уд/мин. В этих же границах существует линейная зависимость между мощностью работы, потреблением кислорода и минутным объемом сердца.

Оптимальную ЧСС с учетом возраста при продолжительных упражнениях можно определить по формулам.

Для начинающих:

ЧСС = 170 - А ,

Для занимающихся регулярно в течении 1-2 лет:

ЧСС = 180 - А ,

где А - это возраст в годах.

Физические нагрузки и работа ССС

В процессе физических

тренировок формируются механизмы,

лежащие в основе адаптации, которые обеспечивают тренированному организму преимущества перед нетренированным. Они характеризуются тремя основными чертами:

1) тренированный организм может выполнять мышечную работу такой продолжительности и интенсивности, какую нетренированный выполнить не способен;

2) тренированный организм отличается более экономным функционированием физиологических систем в покое и при умеренных физических нагрузках, а также способностью достигать при максимальных нагрузках такого высокого уровня функционирования этих систем, какого нетренированный достигнуть не может;

3) у тренированного организма повышается резистентность к повреждающим воздействиям и неблагоприятным факторам.

Типы реакций

Типы реакций на фоне физической нагрузки

Нормотонический

Гипотонический

Гипертонический

Дистонический

Ступенчатый

Роль физической культуры в кровообращении

1) Увеличение мощности системы

энергообеспечения миокарда, что в значительной степени

способно предупреждать нарушения его метаболизма, депрессию

сократительной функции и другие нарушения, обусловленные перегрузкой сердца.

2) Положительные адаптивные изменения, составляющие преимущества тренированного организма, развиваются, прежде всего, при аэробных нагрузках, т.е. при тренировках на выносливость.

3) Выносливость обеспечивается сложным взаимодействием практически всех систем организма. Так называемая «аэробная производительность» зависит от функционирования многих систем, обеспечивающих в организме транспорт кислорода. Для выработки выносливости, повышения аэробной производительности требуются определенный объем и интенсивность мышечных усилий. Это достигается вовлечением в работу большого количества мышц, что способствует повышению кислородного запроса и функционирования системы транспорта кислорода на высоком уровне.

4) Изменение кооперативных метаболических взаимоотношений между печенью и мышцами, между жировой тканью и мышцами состоит в увеличении запасов гликогенов и жиров, в повышении способности печени высвобождать глюкозу, а жировой ткани - жирные кислоты, в повышении способности мышц их удваивать и в ускорении доставки О2 и экскреции CО2 мышцами.

Таким образом, структурные изменения в организме, развивающиеся в процессе адаптации к физическим нагрузкам, способны обеспечивать положительные лечебные и профилактические эффекты, предотвращающие развитие заболеваний ССС. Регулярные адекватные физические тренировки оказывают положительные перекрестные влияния применительно к ишемическим и стрессорным повреждениям сердца.

Функциональная оценка ССС и определение гемодинамических показателей

Исследование ЧСС.

Измерение ЧСС проводят на лучевой

артерии у основания лучезапястного сустава в течение 1 мин. Оценку полученных значений ЧСС проводят в соответствии с табличными значениями. Кроме этого, по мнению академика Амосова, по ЧСС в положении сидя можно дать предварительную оценку состоянию ССС. Если у мужчины ЧСС реже 60 ударов в минуту - отлично , реже 65 - хорошо , 65 - 75 - посредственно , чаще 75 - плохо . У женщин и юношей значения показателей необходимо увеличить примерно на 5 ударов.

Список испытуемых

Подростки, занимающиеся спортом (тренированные)

ЧСС до нагрузки, мин.

Мусаев

ЧСС

после нагрузки, мин.

Разница результатов, %

Драгунова

84

80

104

Мальцев

Вывод

Ступин

23%

84

120

Кондрашкина

148

50%

76

Хорошо

Николаенко

80

92

Средне

76%

Норкина

108

80

Неуд.

21%

Аббасова

100

84

Хорошо

35%

Баранова

124

108

25%

Хорошо

152

80

Маковинский

47%

Хорошо

Подростки, не занимающиеся спортом (нетренированные)

132

108

Средне

40%

Гаврилова

180

35%

Средне

Баранова

56

Хорошо

36%

Коваленко

108

124

Средне

144

124

121%

Герасимова

Неуд.

33%

148

92

Малая

Хорошо

140

19%

84

Аймальдинова

Хорошо

52%

160

80

Никоноров

Неуд.

120

90%

96

Самсонов

Неуд.

50%

156

Плотникова

80

Средне

62%

148

100

Королев

Неуд.

85%

160

96

Неуд.

60%

144

Неуд.

50%

Средне

У нетренированных

У тренированных

Исследование АД.

Измерение АД проводится в положении сидя

при помощи сфигмоманометра, состоящего из манжеты, груши и манометра. АД измеряют на плечевой артерии. Манжета должна обхватывать не менее 2/3 плеча, наносится на обнаженную руку на расстоянии 1-2 см выше локтевого сгиба. Рука должна удобно располагаться на стопе, повернута ладонью вверх. Клапан груши закрывается и в манжету нагнетается воздух до 140-160 мм рт.ст. После чего клапан необходимо открыть и начать спускать воздух из манжетки со скоростью 2 мм рт.ст. в 1 сек. Момент появления тонов указывает на значение систолического АД, момент полного исчезновения тонов - диастолического АД. Измерение проводится не менее 3 раз, фиксируются повторяющиеся результаты.

Оценку полученных значений систолического и диастолического АД необходимо провести в соответствии с табличными значениями АД и значениями, полученными при использовании расчетных формул:

АД сист. = 102 + 0,6 х П

АД диаст. = 63 + 0,4 х П

где П - количество полных лет.

Для лиц моложе 20 лет предлагаются следующие расчетные формулы:

АД сист. = 83 + 1,7 х П

АД диаст. = 42 + 1,6 х П

где П - количество полных лет.

Список испытуемых

АД в норме

Систолическое

Подростки, занимающиеся спортом (тренированные)

АД испытуемого

Мусаев

Диастолическое

Драгунова

110

Систолическое

Мальцев

Выводы

Диастолическое

67

Ступин

Систолическое

100

Кондрашкина

90

60

Диастолическое

50

Николаенко

Ниже

125

140

Ниже

Ниже

Норкина

70

Ниже

Выше

Аббасова

110

70

Баранова

60

Выше

Норма

120

Норма

Норма

Маковинскй

80

100

Подростки, не занимающиеся спортом (нетренированные)

Ниже

Выше

110

60

Выше

Гаврилова

Ниже

70

100

110

100

70

Баранова

Норма

Ниже

Ниже

Норма

70

Коваленко

67

Герасимова

Норма

Ниже

100

Норма

70

120

Малая

110

Ниже

Аймальдинова

80

95

70

Выше

Никоноров

Норма

Норма

70

Выше

Самсонов

100

Ниже

Плотникова

130

Норма

70

Норма

130

Королев

80

Ниже

80

Выше

130

Норма

95

Выше

Выше

80

Выше

Выше

65

120

Ниже

Выше

80

Выше

Норма

Выше

У нетренированных

У тренированных

Исследование ПД.

Пульсовое давление (ПД) показывает, на сколько

мм рт.ст. АДсист превышает АДдиаст, что необходимо для открытия полулунных клапанов аорты во время систолы левого желудочка, и определяет по формуле:

ПД = Адсист - Аддиаст

Нормативные показатели ПД - 35-55 мм рт.ст.

Список испытуемых

ПД в норме

Подростки, занимающиеся спортом (тренированные)

ПД испытуемого

Мусаев

Драгунова

Выводы

35 - 55 мм рт.ст.

Мальцев

40

40

Ступин

Норма

Кондрашкина

Норма

55

Николаенко

Норма

70

Норкина

50

Выше

Аббасова

40

Норма

Баранова

40

Норма

Маковинскй

40

Норма

Подростки, не занимающиеся спортом (нетренированные)

30

Норма

Гаврилова

30

Ниже

Баранова

35 - 55 мм рт.ст.

Ниже

Коваленко

30

40

Герасимова

Ниже

40

Норма

Малая

Норма

25

Аймальдинова

30

Ниже

Никоноров

Ниже

40

Самсонов

Норма

50

Плотникова

50

Норма

Королев

Норма

30

40

Ниже

Норма

У нетренированных

У тренированных

Исследование КЭК.

Коэффициент экономичности кровообращения (КЭК).

Рассчитывают КЭК по формуле:

КЭК = (АДсист - АДдиаст) х ЧСС

Список испытуемых

КЭК в норме

Подростки, занимающиеся спортом (тренированные)

КЭК испытуемого

Мусаев

Драгунова

Вывод

2600

Мальцев

3360

3200

Ступин

Выше

Кондрашкина

Выше

4620

Николаенко

Выше

5320

Норкина

4000

Выше

Аббасова

3200

Выше

Баранова

3360

Выше

Маковинскй

4320

Выше

Подростки, не занимающиеся спортом (нетренированные)

2400

Выше

Гаврилова

3960

Ниже

Баранова

2600

Выше

Коваленко

1680

4320

Герасимова

Ниже

4960

Выше

Малая

Выше

2300

Аймальдинова

2520

Ниже

Никоноров

Норма

3200

Самсонов

Выше

4800

Плотникова

4000

Выше

Королев

Выше

3000

3840

Выше

Выше

У нетренированных

У тренированных

Исследование КВ.

Коэффициент выносливости (КВ). Расчет КВ проводят по формуле Кваса:

КВ = ЧСС х 10

ПД

В норме коэффициент выносливости равен 16. Увеличение этого показателя указывает на ослабление деятельности ССС, уменьшение - на усиление.

Список испытуемых

КВ в норме

Подростки, занимающиеся спортом (тренированные)

КВ испытуемого

Мусаев

Драгунова

Вывод

16,5

Мальцев

21

20

Ступин

Ослабление

Кондрашкина

Ослабление

15,2

Николаенко

Ослабление

10,8

Норкина

16

Ослабление

Аббасова

20

Ослабление

Баранова

21

Ослабление

Маковинскй

27

Ослабление

Подростки, не занимающиеся спортом (нетренированные)

26,6

Нормально

Гаврилова

41

Ослабление

Баранова

16,5

Ослабление

Коваленко

23,3

27

Герасимова

Ослабление

31

Ослабление

Малая

Усиление

36

Аймальдинова

28

Усиление

Никоноров

Нормально

20

Самсонов

Ослабление

19,2

Плотникова

16

Ослабление

Королев

Ослабление

33,3

24

Ослабление

Ослабление

У нетренированных

У тренированных

Оценка адаптации ССС

к физическим нагрузкам с помощью индекса Руфье.

Индекс Руфье рассчитывается по формуле:

Индекс = 4 х (Р1 + Р2 + Р3) – 200 ,

10

где Р1 - ЧСС , подсчитанная за 15 сек. у человека, находящегося в положении сидя не менее 5 мин;

Р2 - ЧСС человека в положении сидя за 15 сек. после выполнения 30 приседаний за 45 сек.;

Р3 - ЧСС за последние 15 сек. первой минуты отдыха в положении сидя после 30 приседаний.

Список испытуемых

Индекс в норме

Подростки, занимающиеся спортом (тренированные)

Мусаев

Индекс испытуемого

Драгунова

Менее 5 - отлично,

Вывод

Мальцев

6-10 - хорошо,

7,2

10-15 - удовлетворительно,

Ступин

Хорошо

8,8

Кондрашкина

16 и более - неудовлетворительно

13,2

Хорошо

Николаенко

Удовлетворительно

5,6

Норкина

7,2

Хорошо

Аббасова

5,6

Хорошо

Баранова

12,4

Хорошо

Маковинскй

18

Удовлетворительно

Подростки, не занимающиеся спортом (нетренированные)

8

Неудовлетворительно

Гаврилова

23,2

Хорошо

Баранова

Менее 5 - отлично,

Неудовлетворительно

Коваленко

8,8

6-10 - хорошо,

Герасимова

17,2

10-15 - удовлетворительно,

Хорошо

19,6

Малая

Неудовлетворительно

16 и более - неудовлетворительно

14,8

Неудовлетворительно

Аймальдинова

Удовлетворительно

16,4

Никоноров

Неудовлетворительно

8,8

Самсонов

Хорошо

16

Плотникова

10,4

Неудовлетворительно

Королев

16,8

Удовлетворительно

Неудовлетворительно

14,4

Удовлетворительно

У нетренированных

У тренированных

Вывод: