Влияние физической нагрузки и эмоциональных переживаний на сердечно-сосудистую систему школьника

Краткое описание работы. Работа учениц 9 класса Доровой Екатерины и Кобыжаковой Екатерины по биологии на тему «Влияние физической нагрузки и эмоциональных переживаний на сердечно-сосудистую систему школьника». В ходе экспериментальной работы ученицами были проведены исследования в области физиологии среди учащихся 8 - 9 класса по вопросам охраны здоровья.

Содержание

Введение…………………………………….……………….................................2

1. Сердечно-сосудистая система – строение и функции…………….................3

1.1. Сердце………………………………….………………………......................3

1.2. Кровеносные сосуды………………………….………………......................3

1.3. Круги кровообращения………………………………….……......................4

1.4. Причины движения крови по сосудам……………………...........................4

2.  Постановка эксперимента. Анализ исследовательских результатов............4

2.1. Эксперимент № 1. Влияние физической нагрузки на сердечно-сосудистую систему школьника…………………………………………..…………………...4

2.2. Эксперимент № 2. Влияние эмоций на сердечно-сосудистую систему школьника. ………………………………………………………………………..5

2.3. Оценка состояния сердечно-сосудистой системы………….……………...6

Выводы и перспективы..……………………………………..…...........................7

Список литературы…………………………………………….............................9

Приложение…………………………………………………….…......................10

Введение

Главное богатство человека – это здоровье. По определению Всемирной организации здравоохранения  «здоровье – это состояние полного физического, духовного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов» [3].

Здоровье человека является качественной характеристикой, складывающейся из набора количественных параметров: антропометрических (рост, вес, объём грудной клетки, геометрическая форма органов и тканей); физических (частота пульса, артериальное давление, температура тела); биохимических (содержание химических элементов в организме, эритроцитов, лейкоцитов, гормонов и пр.); биологических (состав кишечной флоры, наличие вирусных и инфекционных болезней) и др. [7].

По данным Всемирной организации здравоохранения заболевания сердечно-сосудистой системы являются главной проблемой человечества. Показатели смертности от болезней сосудов и сердца находятся на 1 месте среди других заболеваний в России.  Если в 1939 году в общей структуре причин смертности они составляли лишь 11%, в 1980 –50%, то на сегодняшний день этот показатель еще больше. Исходя из данных статистики нашего медицинского учреждения,  54% страдают от сердечно-сосудистых заболеваний. Среди них на первом месте – гипертония, ишемическая болезнь сердца, тахикардия. В этом заключается актуальность выбранной нами темы.

В своей работе мы хотим оценить состояние сердечно-сосудистой системы школьников  восьмого класса и пронаблюдать за изменениями этого состояния в течение нескольких лет. Свою работу мы начали в 2016 году. В исследовании приняли участие школьники 8-го класса. Через год мы проведем повторную работу уже в 9-м классе.  

Цель работы: изучение влияния физических нагрузок и эмоциональных переживаний на состояние сердечно-сосудистой системы школьников 8 класса.

Задачи:

1) Изучить строение и функции сердечно-сосудистой системы человека и причины движения крови по сосудам.

2) Провести исследование с целью измерения артериального давления и частоты сердечных сокращений у учащихся восьмого класса при физических нагрузках и   различных эмоциональных состояниях.

3) Сделать выводы по состоянию здоровья сердечно-сосудистой системы у учащихся восьмого класса.

1. Сердечно-сосудистая система – строение, функции

1.1. Сердце

Сердечно-сосудистая система состоит из кровеносных сосудов и сердца. Основной функцией системы является обеспечение клеток и тканей питательными веществами и кислородом, а также удаление с кровью продуктов распада из организма.

Сердце - это центральный орган данной систем. Основной его функцией является проталкивание крови в сосуды. Стенка сердца состоит из трёх слоёв: наружного, среднего и внутреннего [4]. Средний слой сердца образует сердечную мышцу или миокард. Сердце разделено на камеры: правое и левое предсердия, правый и левый желудочки [3]. Между предсердиями и желудочками находятся створчатые клапаны, а между желудочками и артериями – полулунные [1]. Важной особенностью сердечной мышцы является ее способность сокращаться без влияния внешнего нервного импульса. Сердечная мышца сама генерирует нервные импульсы и сокращается под их влиянием [5].

Сердце человека сокращается не все сразу. Вначале сокращаются предсердия, выталкивая кровь в желудочки. Далее сокращаются желудочки. Они выталкивают кровь в артерии. После этого наступает фаза общего расслабления сердца. Высокая работоспособность сердца объясняется ритмичным чередованием работы и отдыха каждого из его отделов. Такое чередование позволяет сердечной мышце работать без утомления в течение всей жизни [8]. В норме частота сердечных сокращений в спокойном состоянии равна 60 – 80 ударам в минуту.

Частоту сердечных сокращений можно определить по пульсу. Пульс - это удар крови о стенку кровеносного сосуда - артерии. Число пульсовых ударов соответствует числу сокращений сердца. Частота пульса позволяет судить о здоровье человека [8].

1.2. Кровеносные сосуды

Артерии - это сосуды, по которым кровь движется от сердца. В большом круге кровообращения по артериям течет артериальная кровь, а в малом - венозная. В артериях кровь движется под большим давлением. Артерии имеют толстые стенки [3].

Вены - это сосуды, по которым кровь движется к сердцу. В большом круге кровообращения по венам течет венозная кровь, а в малом круге – артериальная. Стенки вен менее толстые, чем стенки артерий. В крупных венах конечностей имеются клапаны, обеспечивающие ток крови по венам только в одном направлении - к сердцу.

Капилляры - это мельчайшие сосуды, настолько тонкие, что вещества могут свободно проникать через их стенку. Через кровеносные капилляры осуществляется переход питательных веществ и кислорода из крови в клетки и переход углекислого газа и других продуктов жизнедеятельности из клеток в кровь.

1.3. Круги кровообращения

Кровь, выталкиваемая из сердца в артерии, проходит по всему организму и снова возвращается в сердце. Это процесс носит название кровообращение [1]. Кровообращение условно разделяют на два круга: большой круг и малый круг кровообращения[5].

Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии. Его основная функция - снабжение питательными веществами и кислородом всех клеток организма и удаление из всех клеток организма углекислого газа и других продуктов жизнедеятельности. Время кругооборота крови в большом круге кровообращения в покое составляет 23 секунды [8].

Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Его функция - насыщение крови кислородом и удаление из крови углекислого газа [3]. Время кругооборота крови в малом круге кровообращения в покое составляет 4 секунды.

1.4. Причины движения крови по сосудам

Движение крови по сосудам обеспечивается: работой сердца; сокращением скелетной мускулатуры нижних конечностей; присасывающей силой грудной клетки, при её расширении во время вдоха; наличием клапанов в крупных венах [2]. Основной причиной непрерывного движения крови по сосудам является разность давления.

Давление крови – это сила, с которой кровь давит на стенки сосудов. Кровь движется из области повышенного давления в область пониженного. После сокращения желудочков давление достигает наибольшей величины. Такое давление называют верхним, или систолическим. Затем оно начинает уменьшаться и в момент паузы сердца достигает минимальной величины. Это давление называют нижним, или диастолическим.

Величина артериального кровяного давления – показатель здоровья человека. У здорового взрослого человека оно составляет в плечевой артерии 120 мм рт. ст., а при их расслаблении 70 мм рт. ст. [6].

2. Постановка эксперимента. Анализ исследовательских результатов

В исследовании принимали участие 16 учеников  восьмого класса.

В своей работе мы оценивали состояние сердечно-сосудистой системы школьников по четырём методикам: определяли артериальное давление и пульс; стрессоустойчивость сердечно-сосудистой системы; проводили исследования работоспособности сердца при физических нагрузках.

Эксперимент № 1. Влияние физической нагрузки на сердечно-сосудистую систему школьника.

Этот эксперимент проводился на уроках физической культуры. Перед и после урока измерялось у испытуемых артериальное давление и пульс. Данные заносились в таблицу. На первом уроке учениками выполнялись гимнастические упражнения. (Результаты см. в приложении 1).

У 37,5% учащихся незначительно, но поднялось систолическое давление, у 12,5% учеников давление понизилось. Диастолическое давление у 25% повысилось, а у 37,5% понизилось. Частота пульса у 56,3% увеличилась, а у 25% - понизилась

На другом уроке играли в волейбол. (Приложение 2).

У 62,5% учащихся незначительно, но поднялось систолическое давление, у 31,25% учеников давление понизилось. Диастолическое давление у 43,75% повысилось, а у 37,5% понизилось. Частота пульса у 87,5% увеличилась, а у 12,5% - понизилась.

Почему же происходят изменения в работе сердца при физических нагрузках? Симпатический и блуждающий нервы относятся к вегетативной нервной системе. Они регулируют работу не только сердца, но и кровеносных сосудов. Так, симпатический нерв не только усиливает деятельность сердца, но и сужает артериальные сосуды, отходящие от сердца. Вследствие этого давление на стенки артериальных сосудов повышается. Но если оно достигнет критического уровня, усиливается действие блуждающего нерва, который не только ослабляет деятельность сердца, но и расширяет просвет артериальных сосудов. Это приводит к понижению давления.  [2].

Из результатов эксперимента видно, что большие изменения в регулировке сердечно-сосудистой системы произошли после  урока, на котором играли в волейбол. Так как этот урок проходил при более большой физической нагрузке и более эмоционально.

Кроме этого мы высчитали работу сердца в джоулях до и после нагрузки.

Работа сердца вычисляется по формуле Р = М · Д · С.

Где М – масса крови = 0,07.

Д – давление крови в аорте = 2.

С – число сердцебиений за 1 мин.

Р – работа сердца в джоулях. [2].

Результаты занесли в таблицу (Приложение 3) и делаем вывод, что работа сердца меняется при увеличении физической нагрузки. Причем у 57% учащихся работа сердца значительно превышает норму на гимнастике, а у 14% - уменьшается. На волейболе – у 62,5%  - превышает и снижается у 6%

Эксперимент № 2. Влияние эмоций на сердечно-сосудистую систему школьника.

Мы решили посмотреть, будет ли контрольная работа по химии являться стрессом для организма школьника. Перед и после урока также измерялось у испытуемых артериальное давление и пульс. Данные заносились в таблицу. (Приложение  4).

Незначительное повышение диастолического давления наблюдалось у 57% учащихся, причем значительное у 14%. Понижение диастолического давления наблюдалось у 43% . Незначительное повышение систолического давления наблюдалось у 57% учащихся, а понижение у 35,5%. Частота сердечных сокращений повысилась у 85,7%, причем у 35,7% повышение значительно. Понизился пульс у 7% и у 7%  - остался без изменений. Из данных таблицы видно, что у 21% учащихся давление нормализовалось, т.к. ученики убедились, что контрольную работу они выполнят.

Целью следующего эксперимента явилось изучение влияния классической музыки и рок-музыки на сердечно-сосудистую систему. (Приложение 5 и 6)

После прослушивания классической музыки у 73,3% учеников наблюдается нормализация давления и пульса. У 13,3% наблюдается повышение давления, но нормализация пульса. И у 6,7% наблюдается понижение   давления и незначительное повышение пульса. Результаты эксперимента подтверждают в целом благоприятное влияние классической музыки на сердечно-сосудистую систему человека.

После прослушивания рок-музыки у 20% учащихся наблюдалось повышение артериального давления, у 33,3% - давление понизилось. В целом у 60% учеников артериальное давление нормализовалось. Частота сердечных сокращений у 60% учеников повысилась, у 26,6% - понизилась. Причем у 6% наблюдается снижение давления и повышение пульса. В результате эксперимента можно сделать вывод, что рок-музыка оказывает влияние на частоту сокращений сердца и расширение сосудов. Поэтому для защиты своего здоровья рок-музыку нужно слушать не часто и не очень громко.

Оценка состояния сердечно-сосудистой системы.

 Оценка состояния сердечно-сосудистой системы по артериальному давлению   показала, что у 69% школьников, принявших участие в исследовании, артериальное давление в норме, а у 31% показатели давления отклоняются от нормы. Причем, среди них, у 25% давление выше нормы, у 25% выше нормы систолическое артериальное давление, у 6% высокое диастолическое артериальное давление, у 12% - ниже нормы,

Анализ данных по стрессоустойчивости (Приложение ) говорит о том, что сердечно-сосудистая система 43,75% школьников обладает нормальной стрессоустойчивостью, а 56,25% школьников – низкой стрессоустойчивостью.

Данные исследований на физическую нагрузку   свидетельствовали о следующем:

- у 12,5 % школьников, принявших участие в исследовании, реакция организма очень благоприятная, организм способен выдержать большую нагрузку;

- у 56,25 % учащихся реакция организма в целом благоприятная;

- у 31,25% школьников реакция организма неблагоприятная, организм не способен выдерживать большую нагрузку.

В результате проведённых исследований можно заключить следующее.

Мы наблюдаем уменьшение числа школьников с нормальным артериальным давлением и снижение стрессоустойчивости сердечно-сосудистой системы. Возможно, это связано с все возрастающей учебной нагрузкой, образом жизни, различными заболеваниями.

Выводы и перспективы

1) Мы изучили строение и функции сердечно-сосудистой системы человека и причины движения крови по сосудам.

2) Провели исследования с целью измерения артериального давления и частоты сердечных сокращений у учащихся восьмого класса при физических нагрузках и   различных эмоциональных состояниях.

Оказалось, что число школьников с нормальными показателями по всем используемым методикам  составляет 75%, у 25% при различных нагрузках возникают отклонения от нормы.

Причиной повышения артериального давления и учащение пульса при физических нагрузках, как мы считаем, является малоподвижный образ жизни и недостаточное пребывание на воздухе, нерациональное питание. Все это отрицательно влияет на сосуды, ослабляют сердце. Ослабленное сердце бьется учащенно, быстро утомляется. Организм плохо снабжается кровью.

Причиной повышения артериального давления и учащение пульса при эмоциональных нагрузках является то, что сердце способно возбуждаться без внешних раздражителей, под влиянием импульсов, возникающих в нем самом. Регулирует работу сердца в целом вегетативный отдел нервной системы. Симпатический нерв ускоряет и усиливает деятельность сердца, блуждающий – тормозит. Эти нервы влияют на просвет сосудов, отходящих от сердца. Благодаря их согласованной работе поддерживается стабильное артериальное давление. На сердце и сосуды влияют также гуморальные факторы. Гормон адреналин повышает работоспособность организма в моменты напряженной психической или физической работы. Он заставляет сердце биться быстрее, повышает артериальное давление крови. При психическом напряжении эти изменения в работе органов могут оказаться излишними. Адреналин полностью не сжигается в неработающих мышцах, он задерживается в крови, заставляя сердце биться чрезвычайно сильно, артериальное давление повышается, а это путь к гипертонической болезни. Чтобы избавиться от избытка адреналина и снизить эмоциональное напряжение, существует только одно средство – физическая работа. Недаром говорят: «Движение – это жизнь».

В дальнейшем мы будем продолжать наше исследование. Мы планируем провести повторное обследование тех же школьников, но теперь уже 9-х классов, сравнить полученные результаты с уже имеющимися; рассчитать зависимости измеряемых нами показателей от возраста испытуемых.

Список литературы:

1. Богданова Т. Л., Солодова Е. А. Биология: справочное пособие для старшеклассников и поступающих в вузы. – М.: АСТ-ПРЕСС ШКОЛА, 202. – 816 с.

2. Брауновт Е.П., Малахова Г.Я., Соколова Е.А. Уроки анатомии, физиологии и гигиены человека. – М: Просвещение, 1984. – 190.

3. Драгомилов А. Г. Биология: 8 класс: учебник для учащихся общеобразовательных учреждений/А. Г. Драгомилов, Р. Д. Маш. – Изд. 3-е, перераб. – М.: Вентана-Граф, 2010. – 272 с.

4. Круглова Л. И., Либман Н. Б. Домашний доктор. – М.: Эксмо, 2008. – 912 с.

5. Никитин А. Ф. Биология. Современный курс. 3-е изд., испр. и доп. – СПб.: СпецЛит, 2008 г. – 494 с.

6. Степанчук Н. А. Экология. 7-8 классы: практикум по экологии животных. Практикум по экологии человека. Волгоград: Учитель, 2009. – 183с.

7. Популярная иллюстрированная энциклопедия. Биология. М.: «Дрофа плюс», 2007 г. – 646 с.

8. Ресурсы интернет:

- http://ru.wikipedia.org;

- http://www.fiziolog.isu.ru;

Приложение 1. Эксперимент 1а.  Урок физической культуры. Гимнастика.

Приложение 2. Эксперимент 1б. Урок физической культуры. Волейбол.

Приложение 3. Работа сердца (в джоулях). Физические нагрузки.

Приложение 4, Эксперимент 2а.  Контрольная работа по химии.

Приложение 5. Эксперимент 2б. Прослушивание классической музыки.

Приложение 6. Эксперимент 2в. Прослушивание рок-музыки.

Приложение 7. Работа сердца (в джоулях). Эмоциональные состояния.