Зміни у системі крові під впливом м’язової діяльності
Оскільки кров тече по судинах (поза судинами в людському організмі немає крові), систему крові та судин часто називають кровоносною системою. У зв'язку з тим, що рух крові по судинах можливий лише завдяки роботі серця, яке з кожним скороченням проштовхує кров у певному напрямку, системи серця, крові та судин часто об'єднують під назвою серцево-судинної системи. Часто поняття кровоносної системи та серцево-судинної системи ототожнюють.
Кров є, хоч і рідкою, але тканиною, тобто складається з клітин та міжклітинної речовини. Клітини крові називаються форменими елементами крові. Вони становлять приблизно 45% загального обсягу крові. Міжклітинна речовина крові називається плазмою крові. Плазма становить близько 55% загального обсягу крові. До клітин крові (форменим елементам) відносять еритроцити, лейкоцити та тромбоцити, хоча тромбоцити насправді не є повноцінними клітинами. Плазма крові на 90% складається з води, на 8% - з білків, решту складають вуглеводи, жири, мінеральні речовини, вітаміни та гормони (є й інші речовини).
Обсяг крові дорослої людини дорівнює 4-5 літрам у жінок та 5-6 літрам у чоловіків.
-
Транспортна функція. Циркулюючи по судинах, кров переносить кисень, вуглекислий газ, поживні речовини (вуглеводи, жири), вітаміни, гормони та інші речовини. Транспортна функція крові зумовлює низку інших її функцій.
Дихальна функція. Еритроцити крові приєднують у легенях кисень, який несуть іншим клітинам організму. Віддавши кисень клітинам, еритроцити забирають в них вуглекислий газ і несуть до легких.
Кров, багата на кисень, має яскраво червоний колір і називається артеріальною. Кров, бідна киснемі насичена вуглекислим газом, має темно-червоний колір і називається венозною.
Поживна функція. Кров забезпечує всі клітини організму поживними речовинами (вуглеводами, жирами), а також вітамінами, мінеральними речовинами та водою.
Видільна функція. Кров забирає з клітин кінцеві продукти їхньої життєдіяльності («шлаки») і несе їх до органів виділення (ниркам, шкірі, легким).
Терморегуляторна функція. Кров забезпечує відносно рівномірний розподіл тепла в організмі. Проходячи органами з високим рівнем обміну речовин, кров нагрівається, одночасно охолоджуючи їх. Проходячи по шкірі та поверхневим м'язам, кров охолоджується, одночасно зігріваючи їх. Детально цей механізм описаний у розділі «Фізіологічні зміни в системі терморегуляції під впливом м'язової діяльності»
Захисна функція. Кров є найважливішим чинником імунітету. Лейкоцити крові мають здатність поїдати відмираючі клітини, чужорідні речовини та мікроорганізми, а також визначати відторгнення генетично чужих утворень. Деякі білки плазми мають здатність знешкоджувати мікроби та їх отрути. Такі білки називаються антитілами. У відповідь надходження в організм чужорідних мікробів, вірусів чи токсинів, кров здатна синтезувати нові види білків (антитіл), нейтралізують ці надходження. До захисної функції можна віднести і здатність крові до згортання. Завдяки цій здатності при пошкодженнях зовнішніх покривів або внутрішніх тканин організму можлива закупорка місця пошкодження тромбом.
Регулювальна функція. Переносячи гормони, кров бере участь у регуляції фізіологічних процесів у організмі.
Кров виконує й інші функції в організмі, проте їх опис досить складний,тому тут не наводиться.
Зміни у системі крові при м'язовій роботі суттєво залежать від її тривалості та інтенсивності.
У перші хвилини будь-якої більш менш інтенсивної м'язової діяльності в крові реєструється збільшення рівня цукру. Це відбувається внаслідок виходу цукру (глюкози) з місць його резервного зберігання (печінки). Цукор крові є основним джерелом живлення мозку і - на початку м'язової діяльності - працюючих м'язів. У міру продовження роботи рівень цукру в крові нормалізується, а потім суттєво знижується.
Розщеплення жирів - складний і тривалий процес, що вимагає великої кількості кисню, тому він можливий тільки при тривалих навантаженнях помірної інтенсивності. Під час м'язової діяльності жири можуть бути доставлені в кровотік лише з печінки. Розщеплення жирів у підшкірній жировій клітковині - мета бажаючих схуднути - відбувається в період відновлення.
Якщо тривала інтенсивна м'язова діяльність виконується в умовах відповідальних змагань, коли емоційна напруга допомагає долати втому, після виснаження жирових запасів у крові та печінціорганізм може почати використовувати як джерело енергії білки.При інтенсивній м'язовій діяльності для звільнення енергії можуть використовуватися тільки низькомолекулярні білки, що легко розщеплюються. Як такі добре підходять імунні білки. Рівень імунних білків у крові цих умовах може знижуватися настільки суттєво, що перестає визначатися.
Організм нетренованої людини не здатний продовжувати роботу, енергозабезпечення якої здійснюється за рахунок розщеплення білків.
Якщо м'язова діяльність досить інтенсивна та тривала (біг протягом кількохдесятків хвилин), частина плазми йде з судинного русла в міжклітинну рідину. Це збільшує концентрацію в крові еритроцитів, що транспортують кисень (а також інших формених елементів). У таких умовах той самий обсяг крові здатний перенести більше кисню працюючим м'язам. Недоліком зменшення обсягу плазми є збільшення в'язкості крові, що ускладнює роботу серця.
Якщо м'язова робота досить інтенсивна і триває більше кількох десятків хвилин,в кров'яне русло надходить додаткова кількість формених елементів(еритроцитів, тромбоцитів, лейкоцитів) з місць з резервного зберігання (селезінки, лімфатичних вузлів, червоного кісткового мозку, легенів, печінки). Вихід додаткових формених елементів у кров'яне русло ще більше збільшує їхню концентрацію в крові (і одночасно підвищує в'язкість крові).
Збільшення вмісту еритроцитів у крові підвищує здатність крові доставляти клітинам кисень (і забирати з клітин вуглекислий газ). Збільшення вмісту лейкоцитів зумовлює підвищення захисних функцій організму. Збільшення вмісту тромбоцитів забезпечує більш високу згортання крові. , Визначальних працездатність м'язів.
При тривалій м'язовій діяльності (кілька десятків хвилин і більше), що супроводжується рясним потовиділенням, кров втрачає потім додаткову кількість рідкої частини плазми, що ще більше збільшує її в'язкість. Сумарнезбільшення в'язкості кровіпри м'язовій діяльності може досягати 70 % (вихід додаткових формених елементів, втрата рідкої)частини плазми з потом, вихід рідкої частини плазми із судинного русла в міжклітинну рідину та інші фактори).
Зниження вмісту статевих гормонів під час досить інтенсивної та тривалої м'язової діяльності є фізіологічно нормальною реакцією і не призводить до будь-яких негативних побічних ефектів. Єдине, що можна спостерігати - тимчасове зниження статевого потягу внаслідок фізичної втоми.
Зміни при роботі з максимальною тривалістю від 40 хвилин до 2 годин, не описані тут, схожі на зміни при роботі, яка може тривати до декількох годин.
Тренування в зоні максимальної потужності (максимально інтенсивна робота протягом кількох секунд) практично не впливають на картину крові.
Під впливом тренувань у зоні субмаксимальної потужності (робота з максимальною тривалістю від 1 до 3-4 хвилин) Збільшується здатність крові протистояти закисленню. Це досягається шляхом збільшення резерву лугів крові. Одночасно збільшується здатність організму функціонувати в умовах сильного закислення крові.
Якщо у спокої pH (показник кислотності-лужності) крові дорівнює 7.36 для артеріальної крові та 7.34 для венозної крові (тобто кров має слаболужну реакцію), то при роботі субмаксимальної потужності у висококваліфікованих спортсменів цей показник може знижуватися до 7.0 і навіть до 6.9 (!). Тобто реакція крові може ставати нейтральною або навіть кислою (!). Якщо таку кров ввести здоровій нетренованій людині, це неминуче викличе денатурацію білків і, як наслідок, смерть організму.
Якщо у нетренованої людини в стані спокою кількість еритроцитів дорівнює 4-5 мільйонів в 1 мм 3 крові, то у висококваліфікованихбігунів на довгі та наддовгі дистанції на піку спортивної форми ця величина може перевищувати 6 мільйонів в 1 мм 3 крові.
Лімфоцити - це різновид лейкоцитів, що відповідає за імунні реакції організму: вироблення антитіл, руйнування чужорідних клітин, знищення власних мутантних клітин та інші. Таким чином, у бігунів на довгі та наддовгі дистанції підвищена здатність організму протистояти різного роду шкідливим впливам. Відповідно, до оздоровчих тренувальних програм обов'язково повинні входити тривалий біг підтюпцем, тривала ходьба, тривала їзда на велосипеді, тривала ходьба на лижах або інші види вправ, які можуть тривати кілька десятків хвилин.