Физиологический и патологический ответы на нагрузку

При нагрузке быстро увеличивается ЧСС, которая зависит от интенсивности нагрузки и вовлеченной мышечной массы. Вследствие этого, а также механизма Франка-Старлинга возрастает сердечный выброс и захват кислорода. Максимальное потребление кислорода или максимальная аэробная способность определяется артериовенозной разницей по кислороду и сердечным выбросом. С увеличением возраста эта способность снижается. При сердечно-сосудистых заболеваниях или детренированности аэробная способность также снижается вследствие, ограничения сердечного выброса.

Максимальная аэробная способность с приемлемой точностью может быть установлена по эмпирическим формулам, учитывающим пол, возраст, вес и рост. При достаточной мощности нагрузки, дости-

гающей приблизительно 50-60% максимальной аэробной способности, мышцы переходят на анаэробный метаболизм. Содержание лактата в крови начинает повышаться. Из-за взаимодействия лактата с буферным бикарбонатом крови увеличивается выделение углекислого газа, которое становится непропорционально большим по отношению к потреблению кислорода. Дыхательный коэффициент отражает соотношение между объемом выделенного углекислого газа и количеством поглощенного кислорода и обычно в покое колеблется в пределах 0,7-0,85 в зависимости от субстрата, который используется для окисления (1,0 - при преимущественном использовании углеводов и 0,7 - при преимущественном использовании жирных кислот). Если во время нагрузки испытуемый достигает анаэробного порога, то дыхательный коэффициент превышает 1,1.

Термин «метаболический эквивалент» (МЕТ) характеризует потребление кислорода в покое мужчиной 40 лет и весом 70 кг. Одна единица МЕТ равна потреблению 3,5 мл кислорода на 1 кг веса тела в мин. Поэтому интенсивность работы может быть выражена в единицах МЕТ.

При максимальной ЧСС организм использует 100% своих аэробных возможностей, т.е. способности захвата и использования кислорода.

Максимальная ЧСС рассчитывается по формуле:

ЧСС_макс = 220 - возраст.

Ориентировочные величины ЧСС_макс следующие: 20 лет - 200; 30 лет - 190; 40 лет - 180; 50 лет - 170; 60 лет - 160. Кроме того, существует понятие о субмаксимальном пульсе, который бывает при субмаксимальной нагрузке, когда достигается не 100% аэробная способность, а меньшая, заранее заданная, например 70 или 80% аэробной способности. Этой заранее заданной целевой нагрузке соответствуют определенные опытным путем величины ЧСС, и нагрузка продолжается до тех пор пока испытуемый не достиг субмаксимальных величин ЧСС. Это и будет субмаксимальная нагрузка.

Субмаксимальная ЧСС определяется уравнением:

ЧСС_{субмакс} = 220 - (возраст? 0,65).

У некоторых людей в ответ на нагрузку ЧСС увеличивается незначительно, что указывает на нарушение функции синусового узла (синдром слабости синусового узла, гипотиреоз) или влияние лекарственных препаратов (β-адреноблокаторы, ивабрадин). Чрезмерное ускорение ЧСС бывает при детренированности, необычном волнении, дисфункции ЛЖ, анемии, гиперфункции щитовидной железы.

С увеличением нагрузки растет систолическое АД, достигая 200 мм рт.ст. и больше. Более значительное повышение АД характерно для гипертоников. Диастолическое АД у здоровых людей существенно не изменяется (с колебаниями ±10 мм рт.ст.), но повышается у гипертоников.

Если при нагрузке САД не увеличивается или снижается, это может быть связано с недостаточным сердечным выбросом (дисфункция миокарда) или избыточной системной вазодилатацией. Недостаточное увеличение АД при нагрузке или даже его снижение встречается не только при сердечно-сосудистых заболеваниях, при которых развивается дисфункция миокарда при нагрузке (при развитии стенокардии, болезнях миокарда, приеме гипотензивных препаратов, аритмии), но и у людей с выраженными вазовагальными реакциями. Снижение АД во время появления при нагрузке стенокардии типично для тяжелого стенозирующего коронарного поражения и асинергии в ишемизированных участках миокарда ЛЖ.

При постоянном субмаксимальном уровне нагрузки через 2-3 мин устанавливается устойчивое состояние, при котором ЧСС, АД, сердечный выброс и легочная вентиляция остаются на относительно устойчивом уровне.

У людей с нарушением кардиореспираторной функции устойчивого состояния может не быть, и по мере нагрузки нарастает кислородный долг. После прекращения нагрузки поглощение кислорода у них превышает обычное потребление в покое на величину кислородного долга.

Произведение ЧСС на систолическое АД (двойное произведение) увеличивается с ростом нагрузки и коррелирует с миокардиальным потреблением кислорода. Расчет этого произведения используется

в качестве непрямого индекса миокардиального потребления кислорода.

При детренированности и с увеличением возраста максимальное потребление кислорода миокардом при нагрузке уменьшается из-за возрастного уменьшения максимального ЧСС и систолического выброса.

Захват кислорода из коронарного кровотока миокардом даже в покое является максимальным, а увеличение его при нагрузке достигается за счет коронарной дилатации. При КБС эта дилатация невозможна в местах стенозирования. Кроме того, у больных с вариантной стенокардией Принцметала, которая встречается редко, может наступить спазм коронарных сосудов при нагрузке. Поэтому у больных со стенокардией напряжения при физической нагрузке наступает период, когда из-за стенозирования коронарных сосудов увеличение доставки кислорода миокарду становится невозможным и не может быть выше определенного уровня (внутренний порог стенокардии).

Поэтому миокардиальное потребление кислорода при развитии стенокардии является максимальным, что может быть выражено двойным произведением, величина которого в период появления боли также является максимальной для данного больного и характеризует его внутренний порог стенокардии.

Субэндокардиальные участки миокарда более подвержены ишемии вследствие более высокого систолического напряжения. С развитием ишемии начинается так называемый ишемический каскад (табл. 5.2).

Таблица 5.2