Ударный объем – это объем жидкости, который выталкивается поршнем двигателя при одном полном его ходе. Этот параметр является ключевым для характеристики мощности и эффективности двигателя, поскольку напрямую влияет на количество воздуха и топлива, которое может быть сожжено за один цикл работы.
Измеряется ударный объем в кубических сантиметрах (см³) или литрах и может варьироваться в зависимости от конструкции двигателя. Чем больше ударный объем, тем выше потенциальная мощность, однако это также может влиять на топливную экономичность и уровень выбросов.
Ударный объем сердца
Ударный объем – это количество крови, которое сердце выталкивает за одно сокращение. Он зависит от того, насколько сердечная мышца сильная и эластичная. Слабый мышечный слой выбрасывает в аорту на целую ложку крови меньше.
Ударный объем – это количество крови, которое сердце выталкивает за одно сокращение. Он зависит от того, насколько сердечная мышца сильная и эластичная.
Слабый мышечный слой выбрасывает в аорту на целую ложку крови меньше. Неэластичное сердце не заполняется кровью полностью, поэтому и выталкивает только 70% от того, что может. Прямо как насос. Если качать с силой и поднимать поршень до конца, колесо накачается быстро. Но если у Вас в руках хороший насос и Вы старательно качаете, а шланг пришел в негодность, работать придется очень долго.
Так и в организме — если есть проблемы с сосудами, на сердце ложится дополнительная нагрузка. И чтобы принять решение, как развивать ударный объем, необходимо посмотреть на состояние сосудов и сердца в спокойном состоянии, а также на пульс и давление при нагрузке. Поэтому в ScanMe встроен целый комплекс исследований, которые показывают, какая тренировка будет полезна для Вашего сердца.
Ударный объем сердца (УОС)
Сегодня я расскажу вам об одном из самых важных показателей работы сердца: это ударный объем сердца.
Как работает сердце
Все знают, что сердце сокращается, стучит или бьется. Называйте это, как хотите, но рабочий цикл его повторяется постоянно, регулярно и с достаточно высокой частотой: от 60 до 80 раз в минуту. Один цикл работы его состоит из двух фаз: из фазы сокращения и фазы расслабления.
Фаза расслабления
Эту фазу рабочего цикла доктора называют диастолой. Фаза расслабления, так же, как и фаза сокращения есть и у предсердий, и у желудочков. Но в этой статье, рассматривающей что такое ударный объем сердца, речь пойдет о работе желудочков.
Что именно расслабляется во время диастолы желудочков? И как расслабление влияет на ударный объем?
Расслабляется сердечная мышца или миокард. Мышечные волокна миокарда или кардиомиоциты после фазы возбуждения переходят в фазу покоя и умиротворения. Каждое мышечное волокно, расслабляясь, становится значительно тоньше, но длиннее, что приводит к тому, что полость желудочков расширяется, то есть увеличивается в объеме.
В этот период мышца сердца отдыхает, а расширенные полости желудочков быстро наполняются кровью, которая устремляется в полость желудочков из венозного русла.
Понятно, что чем лучше и чем дольше расслабляются мышечные волокна миокарда, тем больше расширяются полости желудочков и тем эффективнее они наполняются кровью. Это, несомненно, способствует увеличению того объема крови, который сердце может выбросить в сосудистое русло в период сокращения или систолы.
А ведь именно этот объем, объем крови, выброшенный сердцем в сосудистое русло за одно его сокращение, называется ударным объемом.
Фаза сокращения
Эта фаза называется систолой. Это период интенсивной работы сердечной мышцы.
В этот период мышечные волокна миокарда сокращаются, что приводит к резкому уменьшению объема желудочков, когда кровь с силой выталкивается из сердца в артериальное русло.
С каждым сокращением сердечной мышцы выталкивается определенный объем крови в систему артериальных сосудов. Вот этот объем и называется ударным объемом сердца или УОС.
Итак, ударный объем сердца или УОС — это тот объем крови, который сердечная мышца выталкивает из сердца в артериальное русло за одно сокращение (за один удар).
От чего зависит величина ударного объема сердца или УОС?
Объем выталкиваемой крови за одно сердечное сокращение или ударный объем сердца, безусловно, зависит от размеров самого сердца. Одно дело, если речь идет о сердце маленького ребенка и совсем другое, если это сердце взрослого человека.
Но если говорить об одном человеке, то ударный объем сердца зависит от:
- способности сердечной мышцы к расслаблению
- способности ее к сокращению
- частоты сердечных сокращений
Чем эффективнее, чем полноценнее расслабляются клетки сердечной мышцы, тем больше расширяются полости желудочков. А, значит, тем большая порция крови поступает в желудочки в период диастолы. Одно это приводит к увеличению ударного объема.
Кроме того, хорошо отдохнувшая в период расслабления сердечная мышца более способна к сильному и эффективному сокращению, чем мышца уставшая, не успевшая хорошо отдохнуть.
Чем сильнее и здоровее мышца сердца, тем сильнее ее сокращение. А, значит, тем больший объем крови она в состоянии вытолкнуть в артериальное русло, тем больший ударный объем.
Другими словами, чем эффективнее расслабление миокарда (диастола), тем больше ударный объем сердца.
Что касается частоты сердечных сокращений, то здесь не все так однозначно. При небольшом увеличении этого показателя ударный объем сердца может оставаться неизменным или даже немного увеличиться.
Но при значительном увеличении частоты сердечных сокращений ударный объем обязательно уменьшается.
И это понятно. Ведь при увеличении частоты сердечных сокращений укорачивается сначала продолжительность только фазы расслабления. А это значит, что уменьшается время на протяжении которого желудочки наполняются кровью.
Укорочение фазы расслабления или диастолы приводит к тому, что объем крови, заполнивший желудочки сердца уменьшается. Одно только это уже приводит к уменьшению ударного объема сердца.
Но при значительном возрастании частоты сокращений сердца сокращается продолжительность не только диастолы, но и систолы.
При этом желудочки сердца, не успев полностью заполниться кровью в период укороченной диастолы, теперь уже не успевают вытолкнуть в сосудистое русло даже тот объем крови, который в них содержится. Потому что систола тоже становится слишком короткой. Это приводит к еще большему уменьшению ударного объема.
Другими словами, при значительном увеличении частоты сердечных сокращений полости желудочков просто не успевают эффективно заполниться (в фазу диастолы) и не успевают эффективно освободиться (в фазу систолы).
При этом объем крови, выброшенный в артериальное русло за одно сердечное сокращение неизменно уменьшается. То есть, уменьшается ударный объем сердца.
Ударный объем сердца и скоростной бег (Часть 2)
У некоторых начинающих бегунов возникает вопрос «насколько полезно для здоровья бегать долго и часто в верхних пульсовых зонах?». И здесь мы снова упираемся в вопрос тренированности сердечно-сосудистой системы, мышц и новое словосочетание «ударный объем сердца» (УО). Ударный объем сердца – это порция крови, выбрасываемая левым желудочком за 1 сокращение.
В первой части статьи я показал работу сердца, сосудов и фазы сердечного цикла. Во второй части рассмотрим ударный объем сердца, работу сердца при повышенной частоте сердечных сокращений.
С каждым сокращением сердца у взрослого человека (в состоянии покоя) в аорту и легочный ствол выбрасывается 50-70 мл крови, в минуту – 4-5 л. При большом физическом напряжении минутный объем может достигать 30 – 40 л. Другими словами, сердце спортсмена растягивается до таких размеров, которое может за одно сокращение прокачивать более 200 мл крови. Например, сердце у профессионального легкоатлета при работе в течение минуты на пульсе 180 уд./мин. может прокачать 36 л. крови. Это 4-е ведра по 10 литров!
У каждого человека УО индивидуален, зависит от наследственных данных и тренированности. У женщин, например, УО на 10-15% меньше, чем у мужчин.
У человека со спортивным сердцем (имеющее больший УО) выше показатель выносливости, особенно к продолжительным физическим нагрузкам (марафон, велоспорт, плавание на длинные дистанции).
Какой эффект на сердце оказывает физическая нагрузка?
- Увеличивается частота сердечных сокращений (ЧСС)
- Увеличивается ударный объем (УО)
- Повышается систолическое давление
- Понижается диастолическое давление и сопротивляемость периферических сосудов
- Увеличивается частота дыхания
- Усиливается коронарный кровоток
- Происходит перераспределение крови (кровь будет в работающей мышце)
Эффект от аэробных нагрузок (долгосрочный)
- Спортивное сердце (увеличение размеров и силы сокращения)
- Снижение пульса
- Увеличение количества капилляров в мышцах
Ударный объем при физической нагрузке.
Ударный объем сердца увеличивается по мере роста пульса пока и до тех пор, пока интенсивность физической нагрузки не выйдет на уровень 40-60% от максимально возможной. После чего УО выравнивается. То есть, при беге на пульсе 120-150 уд./мин сердце эргономично растягивается и сокращается, оптимально обеспечивая обмен кислорода и питательных веществ в мышцах, освобождаясь от CO2 и снова обогащаясь O2. Поэтому, чтобы «растянуть» сердце и увеличить УО рекомендуют бегать по 2-3 часа в день, на протяжении 6 мес.!
Наверняка некоторые замечали, бежишь-бежишь 20-30 минут пульс высокий, а после со 150-155 уд./мин. он падает до 135 уд./мин. при той же интенсивности. Это показатель того, что сердце вышло на норму своего УО, сосуды и капилляры организма включились в работу.
При продолжительной физической нагрузке 40-60% от максимума (или 120-150 уд./мин. при беге) растягивается камера левого/правого желудочка, так как поступает максимальное количество крови в таком режиме. Если камера желудочка растянулась (фаза диастолы), то соответственно дальше оно должно максимально сократиться (фаза систолы), чтобы вытолкнуть кровь.
Работа сердца при повышенной ЧСС.
В случае, когда нагрузка увеличивается, при работе в 4-5-й пульсовой зоне (ПЗ), то сердцебиение увеличивается, пульс тоже. Учащается фаза систолы и диастолы (сокращения и расслабления). Почему мы не можем бежать на пульсе 170 -180 уд./мин так же долго, как на пульсе 150 уд./мин.? Дело в следующем…
На повышенном пульсе кровь не успевает полноценно обогащаться кислородом, а также камера желудочка не успевает полноценно растянуться как на пульсе 140 уд./мин и также полноценно, максимально сократиться, чтобы вытолкнуть кровь. Получается, что кровь полностью не обогащается и еще сердце начинает «торопиться» и пропускает через желудочек меньшие порции крови при быстром расслаблении и быстром сокращении.
УО при повышенной ЧСС будет снижаться, будет нарушаться кислородный обмен между мышечными тканями (верхними/ нижними конечностями), что будет ограничивать выполнение работы.
Соответственно, в таком режиме (анаэробного гликолиза) спортсмен не сможет долго показывать высокий результат. При уменьшении питательных веществ и кислорода поступающих к мышцам, как мы знаем, организм в анаэробном режиме начинает использовать глюкозу, гликоген мышц выделяя при этом пируват, лактат который выходит в кровь.
Вместе с лактатом увеличивается количество ионов водорода (H+). И вот избыток Н+ разрушает белок и миофибриллы. В небольшом количестве он способствует увеличению силы, а в избытке, при сильном закислении, только вредит организму. Если Н+ много и они долго находятся в крови, то это также снижает аэробные возможности спортсмена, выносливость, так как разрушает митохондрии.
Но приятная новость в том, что при помощи грамотных интервальных тренировок, темповых тренировок мы можем увеличивать буферные возможности организма, увеличивая МПК и отодвигая ПАНО.
Интервальные тренировки, особенно у профессиональных спортсменов и даже любителей, которые работают на результат, связаны с большими интервалами по 1000 м и выше, и эти тренировки очень изматывают не только физическое состояние, но также и нервную систему. Если их часто делать, то это может привести к перетренированности, воспалениям, болезням, травмам. На мой взгляд, в зависимости от периода подготовки спортсмена и уровня спортсмена достаточно 1-2 разноплановых интервальных тренировок в неделю или даже 1 раз в 2 недели.
Чем чаще ЧСС, тем сильнее сдвигается биохимия в сторону анаэробного обмена, тем меньше по времени мы можем выполнять ту или иную работу. Чем выше ЧСС, тем больше нужно потреблять кислорода и энергии мышцам. В итоге сердечная мышца будет недополучать питания, что будет приводить к ишемизации (нарушению сердечного кровообращения) сердца.
Для того, чтобы повысить выносливость, мало только увеличить ударный объем сердца (УО). Здесь также имеет значение состояние мышц, капиляризация и развитость кровеносной системы. Развиваются данные качества в процессе тренировок.
Интервальные тренировки тоже бывают разные: короткие интенсивные и продолжительные (не в полную силу). Первые могут длиться 10-20 минут, а вторые 40-60 минут и более. Чем интенсивнее интервал, тем выше частота сердечных сокращений (пульс), тем сильнее накачивается мышца сердца, снижается эластичность.
Надо понимать, что интервальная тренировка на максимальном ЧСС допустима, если вы профессиональный спортсмен и готовитесь к соревнованиям. Продолжительная нагрузка в таком режиме является нежелательной для здоровья, так как ведет к закислению не только мышц, но и сердца.
Тренировки со слишком высоким пульсом приводят к гипертрофии сердечной мышцы и снижению ударного объёма, и как следствие может привести к сердечной недостаточности и даже летальному исходу. Поэтому грамотное составление тренировочного плана и понимание специфики тренировочных упражнений позволяет последовательно и равномерно развивать функции организма без вреда для здоровья.
Чем грозит здоровью спортсмена длительный бег на высоком пульсе или как предохраняет нас организм от печальных последствий?
1) Сначала появляется утомляемость организма, затем забиваются работающие мышцы (руки, ноги), становятся ватными.
2) Рвотный рефлекс, тошнота, как реакция на закисление организма.
3) Отключение ЦНС, потеря сознания.
4) Остановка сердца.
Мы с вами теперь умные и доводить себя до состояния 4-го пункта не будем.
- ← Работа сердца и сосудов, фазы сердечного цикла (Часть 1).
- Причина травм бегунов и профилактика спортивных травм →
