Муниципальное среднее (полное) образовательное учреждение – лицей
«Влияние физической и умственной нагрузки на сердечно – сосудистую систему»
(Исследовательская работа)
Выполнили: учащиеся 9 Б класса
Сидыганова Анна, Белова Екатерина.
Научный руководитель:
, учитель биологии
I квалификационной категории
г. Козьмодемьянск
2005 год
1. Характеристика кровеносной системы человека
1.1. Артериальное давление.
Переменное давление, под которым кровь находится в кровеносном сосуде, называется кровяным давлением. Величина давления определяется работой сердца, количеством крови, поступающим в сосудистую систему, интенсивность ее потока на периферию, сопротивлением стенок сосудов, вязкостью крови, эластичностью сосудов. Наиболее высокое давление – в аорте. По мере продвижения крови по сосудам давление ее снижается. В крупных артериях и венах сопротивление току крови небольшое и давление крови в них уменьшается постепенно, плавно. Наиболее заметно снижается давление в артериях и капиллярах, где сопротивление кровотоку самое большое.
Кровяное давление в кровеносной системе меняется. Во время систолы желудочков кровь с силой выбрасывается в аорту, давление крови при этом наибольшее. Это наивысшее давление называют систолическим или максимальным. Оно возникает в связи с тем, чем ее оттекает на периферию. В фазе диастолы (расслабления) сердца артериальное давление понижается и становится диастологическим или минимальным. Разность между систолическим и диастологическим давлением называют пульсовым давлением. Чем меньше величина пульсового давления, тем меньше поступает крови из желудочка в аорту во время систолы.
В плечевой артерии человека систолическое давление составляет 110…125 мм рт. ст., а дистолическое – 6-…85 мм рт. ст. У детей кровяное давление ниже значительно, чем у взрослых. Чем меньше ребенок, тем у него больше капиллярная сеть и шире просвет кровеносных сосудов, а следовательно, и ниже давление крови.
В последующие периоды, особенно в период полового созревания, рост сердца опережает рост кровеносных сосудов. Это отражается на величине кровяного давления, иногда наблюдается так называемая юношеская гипертония, поскольку нагнетательная сила сердца встречает сопротивление со стороны относительно узких кровеносных сосудов, а масса тела в этот период значительно увеличивается. Такое повышение давления, как правило, носит временный характер. Однако юношеская гипертония требует осторожности при дозировании физической нагрузки.
После 50 лет максимальное давление обычно повышается до 130… 145 мм рт. ст.
У здорового человека величина кровяного давления поддерживается на постоянном уровне. Кровяное давление повышается при мышечной деятельности. Наиболее сильное воздействие на артериальное давление оказывают различные эмоции, как правило, ведущие к повышению давления. В поддержании постоянства кровяного давления важную роль играет нервная система.
Определение величины кровяного давления имеет диагностическое значение и широко используется в медицинской практике.
Возрастные особенности реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку.
По мере роста и развития сердечно-сосудистой системы изменяются и её реакции у детей и подростков на физическую нагрузку. Возрастные особенности этих реакций отчетливо проявляются как при постановке специальных функциональных проб, направленных на выявление состояния сердечно-сосудистой системы, так и в процессе выполнения физических упражнений, общественно полезного, производительного труда.
На динамическую физическую нагрузку дети и подростки реагируют повышением частоты сердечных сокращений, максимального артериального давления (ударного объема). Чем младше дети, тем в большей мере, даже на меньшую нагрузку, они реагируют повышением частоты пульса, меньшим увеличением ударного объема, обеспечивая примерно одинаковый прирост минутного объема.
Дети и подростки, систематически занимающиеся физической культурой, постоянно выполняющие общественно полезные работы при строгом нормировании физических нагрузок, тренируя сердце, повышают его функциональные возможности.
Наступающая тренированность обуславливает предельную экономичность работы сердца, увеличение его резервных возможностей, повышение работоспособности и выносливости. Это четко проявляется в реакциях тренированных детей и подростков по сравнению с нетренированными сверстниками.
Минутный объем сердца тренированные дети и подростки по сравнению со своими нетренированными сверстниками обеспечивают за счет увеличения объема ударного и в меньшей степени за счет частоты сокращений. Проявляется и другая примечательная особенность: время восстановления гемодинамических показателей и тренированных учащихся короче, чем у нетренированных. В ответ на большую нагрузку (двух минутный бег, 180 шагов в минуту) у тренированных школьников 15 лет количество крови, выбрасываемое за 1 минуту, достигает такого объема, которое позволяет обеспечивать кислородом работающие органы. При большой нагрузке особенно ярко проявляются различия в реакциях сердечно – сосудистой системы тренированного и нетренированного школьника.
У юных спортсменов (16…18 лет) после дозированной нагрузки (20 приседаний за 30 секунд или 60 подскоков) частота сердечных сокращений увеличивается на 60…70%, максимальное артериальное давление повышается на 25…30%, а минимальное снижается на 20…25%, пульс возвращается к исходной частоте через 1…1,5 мин. Такая реакция расценивается как благоприятная.
На аналогичную нагрузку нетренированные подростки реагируют повышением частоты сердечных сокращений на 100%, максимального артериального давления на 30…40% и снижением минимального на 10…15%; пульс возвращается к величинам до нагрузки через 2…3 минуты после ее завершения. Еще более неблагоприятна реакция сердечно – сосудистой системы, когда у школьников падает максимальное артериальное давление, повышается минимальное и снижается ударный объем, резко затягивается восстановительный период, проявляется отдышка, головокружение, учащается пульс. Подобная реакция сигнализирует о том, что сердечно-сосудистая система не справляется с нагрузкой и она должна быть ограничена. Такая же реакция у юных спортсменов может указывать на перетренированность организма. В этих случаях необходимо уменьшить тренировочные нагрузки, увеличить отдых, ввести разнообразие в занятия видами спорта (для легкоатлетов – спортивные игры; а для тренирующихся в спортивных играх – лыжи, плавание).
Статическая нагрузка ( а к ней относится и позное напряжение)сопровождается иными реакциями сердечно-сосудистой системы. Сидение – активное состояние, при котором сильное напряжение испытывают около 250 мышц. Максимальная нагрузка приходится на затылочные, спинные мышцы – разгибатели, а также мышцы тазового пояса.
Статическая нагрузка в отличие от динамической повышает как максимальное, так и минимальное артериальное давление. Так реагируют даже на легкую статическую нагрузку, равную 30% от максимальной силы сжатия динамометра, школьник всех возрастов. При этом в начале учебного года изменения гемодинамических показателей менее резки, чем в конце года. В начале года, например, у мальчиков 8…9 лет на указанную статическую нагрузку повышается минимальное давление на 5,5% и максимальное на 10%, а в конце года соответственно на 11 и 21%. Такая реакция регистрируется более чем в течение 5 минут после статического усилия (его прекращения).
Длительное позное напряжение сопровождается у школьников спазмом артериол, что приводит к общему повышению артериального давления. Увеличение двигательной активности в режиме учебных занятий – одна из мер профилактики у учащихся сердечно-сосудистых расстройств, в частности развития гипертонии.
Важную роль, которую выполняет в организме сердце, необходимо поддержать профилактическими мерами способствующих его нормальной функции, укрепляющих его, предохраняющих от заболеваний, которые вызывают органические изменения клапанного аппарата и самой сердечной мышцы. Занятия физической культурой и трудом в пределах возрастных границ допустимых физических нагрузок – наиважнейшая мера укрепления сердца.
2) Пульс.
Артериальный пульс. Это периодические расширения и удлинения стенок артерий, обусловленные поступлением крови в аорту при систоле левого желудочка. Пуль характеризуется рядом качеств, которые определяются путем пальпации чаще всего лучевой артерии в нижней трети предплечья, где она расположена наиболее поверхностно; Пальпаторно определяют следующие качества пульса: - количество ударов в 1 минуту, ритмичность – правильное чередование пульсовых ударов, наполнение – степень изменения объема артерии, устанавливаемая по силе пульсового удара, напряжение – характеризуется силой, которую надо приложить, чтобы сдавить артерию до полного исчезновения пульса.
Кровообращение в капиллярах. Эти сосуды пролегают в межклеточных пространствах, тесно примыкая к клеткам органов и тканей организма. Общее количество капилляров огромно. Суммарная длина всех капилляров человека составляет около 100000 км., т. е. нить, которой можно было бы три раза опоясать земной шар по экватору. Скорость кровотока в капиллярах невелика и составляет 0,5 – 1 мм/с. Таким образом, каждая частица крови находится в капилляре примерно 1с. Наибольшая толщина этого слоя и тесный контакт его с клетками органов и тканей, а также непрерывная смена крови в капиллярах обеспечивают возможность обмена веществ между кровью и межклеточной жидкостью.
Скорость движения крови.
Подобно тому, как река течет быстрее в своих суженных участках и медленнее там, где она широко разливается, кровь течет быстрее там, где суммарный просвет сосудов самый узкий (в артериях), и медленнее всего там, где суммарный просвет сосудов самый широкий (в капиллярах).
В кровеносной системе самой узкой частью является аорта, в ней самая большая скорость течения крови (500 мм/с). Каждая артерия уже аорты, но суммарный просвет всех артерий человеческого тела больше, чем просвет аорты. Суммарный просвет всех капилляров в 800 – 1000 раз больше просвета аорты, соответственно и скорость движения крови в капиллярах в 1000 раз меньше, чем в аорте (0,5 мм/м). Медленный ток крови в капиллярах способствует обмену газов, а также переходу питательных веществ из крови и продуктов распада тканей в кровь.
Скорость кругооборота крови с возрастом замедляется, что связано с увеличением длины сосудов, а в более поздние периоды со значительным снижением эластичности сосудов. Более частые сердечные сокращения у детей также способствуют большей скорости движения крови. У новорожденного кровь совершает полный круговорот, т. е. проходит большой и малый круги кровообращения, за 12 с, у 3-летних – за 15с., в 14 лет – за 18,5с. Время кругооборота крови у взрослых составляет 22 с.
2. Описание практической части работы
2.1. Материалы и методы.
Для выполнения поставленных задач, мы проводили исследование на группе испытуемых ребят в 2-х направлениях:
1) влияние физической нагрузки на частоту сердечных сокращений (определение по пользу) на кровяное давление;
2) влияние умственной нагрузки на частоту сердечных сокращений (определение по пульсу) на кровяное давление.
Измерение артериального давления (использовали манометр), подсчет пульса проводились 3-х кратно до урока физкультуры и после урока физкультуры.
Такие же измерения проводились до выполнения контрольных работ по предметам, а так же после их окончания.
Все полученные данные сравниваются между собой, а так же с показателями обычного учебного дня без высоких умственных, физических нагрузок и заносятся в таблицу.
Исследования проводились в течение 2-х месяцев. На основании полученных средних данных строим графики, отражающие степень влияния умственной и физической нагрузки на кровяное давление и пульс.
3. Результаты.
Полученные данные представлены в таблице.
Таблица № 1.
Влияние умственной нагрузки на Ч. С.С.
№ п/п | Ф. И. испытуемого | Контрольная ра-бота по истории | Контрольная ра-бота географии | Контрольная ра-бота по алгебре | |||
П. до | П. после | П. до | П. после | П. до | П. после | ||
1 | Коснова Юля | 132 | 128 | 132 | 124 | 140 | 132 |
2 | Целищева Катя | 100 | 92 | 100 | 100 | 92 | 88 |
3 | Белова Катя | 88 | 92 | 84 | 80 | 84 | 76 |
4 | Плахин Сергей | 100 | 80 | 82 | 80 | 96 | 96 |
5 | Бодулина Маша | 92 | 88 | 92 | 84 | 92 | 88 |
Таблица № 2.
Получаем данные и заносим в таблицу.
Контрольные работы | |
Пульс до работы | Пульс после работы |
100 | 95 |
Таблица № 3.
Влияние физической нагрузки на Ч. С.С.
№ п/п | Ф. И. испытуемого | Частота сердечных сокращений № 1 | Частота сердечных сокращений № 2 | Частота сердечных сокращений № 3 | |||
до ур | после ур. | до ур | после ур. | до ур | после ур. | ||
1 | Коснова Юля | 128 | 128 | 128 | 124 | 128 | 124 |
2 | Целищева Катя | 88 | 100 | 100 | 120 | 92 | 96 |
3 | Белова Катя | 84 | 88 | 88 | 92 | 84 | 88 |
4 | Плахин Сергей | 80 | 112 | 80 | 108 | 92 | 112 |
5 | Бодулина Маша | 94 | 92 | 88 | 116 | 84 | 100 |
Таблица № 4.
Получаем средние данные и заносим в таблицу.
Частота сердечных сокращений | |
До урока физкультуры | После урока физкультуры |
95 | 106 |
Таблица № 5.
Влияние физической нагрузки на кровяное давление
№ п/п | Ф. И. испытуемого | ||||||
до ур | после ур. | до ур | после ур. | до ур | после ур. | ||
1 | Коснова Юля | 110/80 | 110/80 | 110/80 | 110/80 | 115/70 | 110/80 |
2 | Целищева Катя | 115/70 | 120/60 | 120/60 | 125/55 | 115/75 | 120/60 |
3 | Белова Катя | 110/80 | 120/60 | 110/60 | 115/70 | 110/80 | 115/75 |
4 | Плахин Сергей | 110/80 | 120/60 | 115/70 | 120/60 | 115/75 | 130/80 |
5 | Бодулина Маша | 115/70 | 125/55 | 115/70 | 120/60 | 110/80 | 120/60 |
Таблица № 6.
Влияние умственной нагрузки на кровяное давление.
Кровяное давление | |
До урока физкультуры | После урока физкультуры |
113/74 | 118/66 |
Таблица № 7.
Влияние умственной нагрузки на кровяное давление
№ п/п | Ф. И. испытуемого | Контрольная ра-бота по истории | Контрольная ра-бота географии | Контрольная ра-бота по алгебре | |||
а/д до | а/д после | а/д до | а/д после | а/д до | а/д после | ||
1 | Коснова Юля | 120/60 | 120/60 | 120/60 | 115/75 | 120/60 | 120/60 |
2 | Целищева Катя | 120/60 | 115/75 | 120/60 | 120/60 | 120/60 | 115/75 |
3 | Белова Катя | 115/75 | 120/60 | 120/60 | 110/80 | 120/60 | 115/75 |
4 | Плахин Сергей | 120/60 | 110/80 | 115/80 | 110/80 | 120/60 | 120/60 |
5 | Бодулина Маша | 120/60 | 115/75 | 120/60 | 115/75 | 120/60 | 115/70 |
Таблица № 8.
Получаем средние данные и заносим в таблицу
Контрольные работы | |
а/д до контрольной работы | а/д после контрольной работы |
112/62 | 123/66 |
Таблица № 9.
Измерение артериального давления и Ч. С.С. в учебные дни без высоких нагрузок.
Ф. И. испытуемого | УТРО | ДЕНЬ | УТРО | ДЕНЬ | УТРО | ДЕНЬ | ||||||
а/д | пульс | а/д | пульс | а/д | пульс | а/д | пульс | а/д | пульс | а/д | пульс | |
110/80 | 128 | 110/80 | 116 | 110/80 | 128 | 110/80 | 116 | 110/80 | 124 | 115/75 | 132 | |
115/80 | 88 | 110/80 | 96 | 120/60 | 88 | 115/75 | 80 | 115/75 | 88 | 115/75 | 88 | |
110/80 | 94 | 110/80 | 84 | 115/70 | 92 | 115/70 | 92 | 110/80 | 84 | 115/70 | 88 | |
Плахин С | 110/80 | 80 | 110/80 | 100 | 110/80 | 80 | 120/60 | 80 | 115/70 | 92 | 120/60 | 100 |
115/75 | 92 | 115/70 | 92 | 115/70 | 88 | 120/60 | 92 | 115/70 | 84 | 115/70 | 88 |
Таблица № 10
Получаем средние данные и заносим в таблицу
Утро | День | ||
а/д | Пульс | а/д | Пульс |
113/75 | 90 | 124/72 | 96 |
V. ВЫВОДЫ:
Изучая полученные данные, мы пришли к выводу, что на Ч. С.С. и кровяное давление человека влияют умственные и физические нагрузки. Большее влияние на сердечно-сосудистую систему оказывают умственные нагрузки: систологическое давление повышается, а дистолическое понижается. Ч. С.С. при умственной нагрузке до проведения контрольных работ увеличивается, и понижается после окончания.
Несмотря на значительные колебания уровня К. Д. (например, в зависимости от нагрузки и эмоционального состояния), в организме существуют сложные механизмы регуляции уровня К. Д., стремящиеся вернуть К. Д. и корня по окончании действия этих факторов. В ряде случаев наблюдаются нарушения механизмов регуляции нормального уровня К. Д. в ту или иную сторону. Стойкое изменение уровня К. Д. в сторону повышения называют артериальной гипертонией, а в сторону понижения артериальной гипотензией. Несмотря на то, что изменение К. Д. часто имеет значения, любое отношение К. Д. от нормы (а ее знает для себя практически каждый человек) требует консультации с врачом, поскольку причин, влияющих на уровень К. Д. множество, например гипотензия возникает при отравлениях, инфекционных заболеваниях, болезнях сердечно-сосудистой системы и т. д.
наблюдается при эндокринных нарушениях, при заболеваниях почек, гипертонической болезни и т. д. Нередко повышение К. Д. наблюдается у подростков в период полового созревания, так называемая повышенная гипертония.
План
Введение
1. Характеристика кровеносной системы человека.
1.1. Артериальное давление.
1.2. Возрастные реакции сердечно – сосудистой системы на
физическую нагрузку.
1.3. Пульс.
1.4. Скорость движения крови
2. Описание практической части работы.
2.1. Материалы и методы.
3. Результаты.
Выводы
Используемая литература.
Приложения (графики)
Введение.
Тема нашей работы: «Влияние физической и умственной нагрузки на сердечно – сосудистую систему». Эту тему мы выбрали потому, что нас интересует физиология сердца, его реакции на воздействие физической и умственной нагрузки.
Цель нашей работы раскрыть физиологические процессы, протекающие в сердечно – сосудистой системе при различных видах нагрузки.
Перед собой мы поставили две задачи:
1) изучить особенности реакции сердечно – сосудистой системы на физическую нагрузку,
2) изучить особенности реакции сердечно – сосудистой системы на умственную нагрузку.
Используемая литература:
1. . Возрастная физиология и школьная гигиена. М. «Просвещение», 1990г.
2. Книга о здоровье под редакцией , М., «Медицина», 1988г.
3. , Биология: формы и уровни жизни. М.,«Просвещение», 1994 г.
4. , . Основы гигиены и санитарии. М., «Просвещение», 1989 г.
5. . Пособие по биологии для абитуриентов. Из-во «Вышейшая школа», 1997г.
6. П. Кемп, К. Армс. Введение в биологию. Из-во «Мир», М., 1988 г.
