XLVIII Межрегиональная научно-практическая конференции школьников и учащейся молодежи Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве Учебно-исследовательская работа Научное направление: естествознание Автор: Балтабекова Сания, 10 класс ОУ «Карповская школа» Научный руководитель: Кибе Ирина Андреевна, учитель математики ОУ «Карповская школа» Карповка 2016 2 Оглавление Введение Глава I. Теоретическая часть 1. Физиологические основы артериального давления 2.Артериальный пульс и его свойства 3. Нормы пульса для разных возрастов 4.Биологические основы изменения артериального пульса Глава II. Практическая часть Вывод по работе Список используемой литературы Приложение Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 3-4 5 5 6-7 7-9 9-11 12 15 16 17-25 3 Введение Актуальность: Пульс – колебания стенок артерий в момент сокращения сердца. Норма пульса может быть разной в зависимости от многих факторов, в том числе и от положения тела в пространстве. По изменению показателя пульса, можно судить о нарушении сердечного ритма и вовремя принять меры. Цель: Изучить влияние положения тела человека в пространстве на частоту сердечных сокращений. Задачи: 1) Изучить теорию частоты сердечных сокращений и теорию пульсовой диагностики в медицине; 2) Изучить свойства и показания артериального пульса; 3) Исследовать зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве. Гипотеза: Если человек меняет положение тела в пространстве, то это приводит к изменению показания пульса. Методы исследования: 1) Сравнение и выделение главного 2) Анализ и синтез данных 3) Обобщение 4) Описание 5) Исследование. Место и время проведения работы: Местом проведения работы стала ОУ «Карповская школа» в Таврическом районе Предмет исследования: Обучающиеся ОУ «Карповской школы». Объект исследования: Частота сердечных сокращений. Прогнозируемый результат: Зная показания частоты сердечных сокращений при различном положении тела человека в пространстве, можно контролировать состояние и физиологию сердечно-сосудистой системы. Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 4 Вывод: В результате исследования влияния положения тела в пространстве на частоту сердечных сокращений, мы пришли к выводам: 1) В состоянии покоя величина частоты сердечных сокращений колеблется от 70 до 96,5 ударов; среднее значение 79,6 ударов 2) После физической нагрузки величина частоты сердечных сокращений колеблется от 84 до 115,5 ударов; среднее значение 106,2 ударов 3) Данные колебания показателя частоты сердечных сокращений свидетельствуют о нормальном функционировании сердечно-сосудистой системе: работа сердечной мышцы, сердечных клапанов и мышечных стенок аорты и артерий 4) Величина частоты сердечных сокращений после физической нагрузки у испытуемых восстанавливается до нормы (70-75ударов) в течение 5-7 минут, что является показателем хорошего физиологического здоровья. Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 5 Глава I. Теоретическая часть 1.Физиологические основы артериального давления Частота сердечных сокращений – один из основных физиологических показателей работы сердца. Величина ЧСС зависит от многих причин: возраста, пола, окружающей среды, физической нагрузки, наличия заболеваний и так далее. Определяют этот показатель методом подсчета пульса или аускультации. Здоровый человек не ощущает биение собственного сердца, его работа происходит незаметно. Если же появляются неприятные ощущения сердцебиения, то это, как правило, указывает на определенные отклонения в его работе. Частота сокращения сердца – величина непостоянная, может увеличиваться и уменьшаться в зависимости от состояния организма. Изменение ее может быть физиологическим, но может быть и симптомом патологии. Между частотой сердцебиения и пульсом есть некоторая техническая разница, несмотря на то, что они обладают одним и тем же значением: Частота сердечных сокращений – число сокращений сердца в единицу времени, которое практически всегда определяют в минуту. Это число сокращений нижних отделов сердца (желудочков). Пульс (частота пульса) – когда кровь выбрасывается ударом сердца в артерию, она ее расширяет. Частота расширений может быть измерена на ощупь либо на запястье, либо на шее. Согласно медицинскому словарю Medilexicon: Сердечное сокращение – это «полный сердечный цикл, включающий в себя распространение электрического импульса и последующее механическое сокращение». Пульс – это «ритмическое расширение артерии, производимое увеличенным объемом крови, выбрасываемой в сосуд посредством сокращения сердца. Также пульс может иногда появляться в венах или сосудистых органах, таких как печень». Пульсом называется частота колебания стенок артерий, которые возникают при сердечных сокращениях. При этом, пульс, норма которого может быть разной в зависимости от множества факторов, является одним из важнейших показателей физиологического состояния организма человека. Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 6 2.Артериальный пульс и его свойства Артериальный пульс — это ритмические толчкообразные колебания стенок артерий, связанные с изменением их кровенаполнения. Свойства артериального пульса А) Частота пульса Частота пульса — величина, отражающая число колебаний стенок артерии за единицу времени. В зависимости от частоты, различают пульс: умеренной частоты — 60-90 уд./мин; редкий (pulsus rarus) — менее 60 уд./мин; частый (pulsus frequens) — более 90 уд./мин. Обычно частоту пульса считают в течение 6 или 10 секунд и умножают соответственно на 10 и 6 (счет в течение 6 секунд применяют на высоте нагрузки), но следует учитывать, что частота пульса меняется, из-за этого результат может отличаться, поэтому лучше отсчитать полную минуту. При физической нагрузке, изменении эмоционального состояния, а также при связанных с дефицитом гемоглобина в крови и других заболеваниях, частота пульса увеличивается, так как организм человека стандартно реагирует на требование органам и тканям повышенного кровоснабжения увеличением сердечных сокращений. Б) Ритмичность пульса Ритмичность пульса — величина, характеризующая интервалы между следующими друг за другом пульсовыми волнами. По этому показателю различают: ритмичный пульс (pulsus regularis) — если интервалы между пульсовыми волнами одинаковы; аритмичный пульс (pulsus irregularis) — если они различны. В) Наполнение пульса Наполнение пульса — объем крови в артерии на высоте пульсовой волны. Различают: пульс умеренного наполнения; полный пульс (pulsus plenus) — наполнение пульса сверх нормы; пустой пульс (pulsus vacuus) — плохо пальпируемый; нитевидный пульс (pulsus filliformis) — едва ощутимый. Г) Напряжение пульса Напряжение пульса характеризуется силой, которую нужно приложить для полного пережатия артерии. Различают: Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 7 пульс умеренного напряжения; твёрдый пульс (pulsus durus); мягкий пульс (pulsus mollis). Д) Высота пульса Высота пульса — амплитуда колебаний стенки артерий, определяемая на основе суммарной оценки напряжения и наполнения пульса. Различают: пульс умеренной высоты; большой пульс (pulsus magnus) — высокая амплитуда; малый пульс (pulsus parvus) — низкая амплитуда. 3. Нормы пульса для разных возрастов Примечательно, что отклонения от нормальных показателей в данном случае не всегда свидетельствует о наличии того или иного заболевания. Так, уменьшение или увеличение частоты пульса может указывать, к примеру, на адаптацию сердца к изменениям во внешней среде либо внутри организма. Ритмичность и частота пульса могут быть подтверждением того, что человек здоров, а могут указывать и на развитие какой-либо патологии. В идеале, ритм колебаний сосудистых стенок должен быть равномерным, а их количество в минуту – соответствовать возрасту человека. Известно, что любые стандартные показатели пульса могут варьироваться, поскольку они во многом зависят от состояния организма каждого отдельного человека. Тем не менее, такие отличия чаще всего незначительны. В случае, когда пульс намного отстает от нормального уровня либо наоборот, сильно превышает его, следует немедленно обращаться за врачебной помощью. У детей пульс значительно чаще, чем у взрослых, что объясняется более интенсивным обменом веществ, быстрой сокращаемостью сердечной мышцы и меньшим влиянием блуждающего нерва. Наибольшая частота пульса у новорожденных (120—140 ударов в 1 мин.), но и у них на 2—3-й день жизни возможно замедление ПУЛЬС до 70—80 ударов в 1 мин. С возрастом частота пульса уменьшается. У ребенка на одно дыхание приходится 3,5—4 сердечных толчка. Частота пульса у детей подвержена большим колебаниям. Учащение пульса легко возникает при беспокойстве, крике, мышечных упражнениях, приеме пищи. На частоту пульса также оказывают влияние температура окружающего воздуха и барометрическое давление. При повышении температуры тела ребенка на 1° пульс учащается на 15—20 ударов. У девочек пусльс чаще, чем у мальчиков, на 2—6 ударов. Особенно Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 8 четко выражена эта разница в период полового развития. При оценке пульса у детей необходимо обращать внимание не только на его частоту, но и на ритм, степень наполнения сосудов, их напряжение. Частота пульса минуту Возраст Новорожденный 6 месяцев 1 год 2 года 3 года 4 года 5 лет 6 лет 7 лет 8 лет 9 лет 10 лет 11 лет 12 лет 13 лет 14 лет 15 лет у детей в 1 Частота пульса 120—140 130—135 120—125 110—115 105—110 100—105 98—100 90—95 85—90 80—85 80—85 78—85 78—84 75—82 72—80 72—78 70—76 У взрослых нормальная частота пульса составляет около 72 ударов за минуту. Как уже указывалось выше, у взрослых людей частота пульса различается в зависимости от пола. Так, нормой пульса для женщин считается 70-80 ударов в минуту, а для мужчин – только 60-70 ударов. По мере старения человека, частота пульса снижается до 65 ударов в минуту. Кстати, такой же показатель пульса является нормальным в том случае, если человек находится в состоянии болезни. Перед смертью частота сердечных сокращений резко возрастает и может достигать около 160 ударов в минуту. Многие знают, что частота пульса возрастает во время физических нагрузок. Рассчитать нормальные показатели пульса в таком случае можно воспользовавшись специальной формулой – от 220 следует отнять свой возраст. Число, полученное в результате таких подсчетов, и будет максимально допустимой нормой пульса при выполнении физических Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 9 упражнений. Если частота пульса поднимается выше этого уровня, значит, следует снизить интенсивность нагрузок. 4. Биологические основы изменения артериального пульса Чтобы корректировать содержание занятий по результатам самоконтроля, разработаны специальные тесты. При легкой нагрузке частота пульса доходит до 130 уд/мин, при нагрузке средней тяжести - 130 - 150 уд/мин. Предельную нагрузку по частоте пульса с приемлемой точностью можно определить по формуле: ЧСС=220-А, где А - возраст в годах Например, для лиц в 14 лет максимальная ЧСС равна 206 уд/мин. Определить величину нагрузки можно по тому, за какое время восстанавливается пульс. Так, при малой нагрузке это происходит через 5-7 мин после окончания занятий, при средней - через 10 - 15 мин, а при высокой нагрузке пульс восстанавливается только через 40-50 мин. Пульс зависит от: Пола. Известно, что у мужчин пульс ниже, чем у женщин. Возраста. У детей, пульс гораздо выше, чем у взрослых Состояния тренированности. У человека, активно занимающегося спортом, пульс в состояние покоя является меньшим, чем у нетренированного человека. Роста. Чем выше человек, тем ниже у него пульс. Времени суток. Ранним утром и поздним вечером наблюдаются самые низкие показатели пульса. Наиболее высокие показания пульс достигает в вечерние часы. Уровня физической активности во время измерения. Положение тела – стоя, сидя, лежа и т.д. Психического и/или эмоционального состояния – возбуждение, гнев, страх, волнение и другие факторы, которые способны увеличить частоту сердцебиений Размера тела Приема некоторых препаратов Фаз Луны, у мужчин, и женщин максимальная частота пульса наблюдается в новолуние, а минимальная - в полнолуние. Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 10 Не следует проверять пульс: непосредственно после приема пищи, алкоголя или лекарственных средств при остром чувстве голода после тяжелой физической работы или напряженного умственного труда (эмоциональных нагрузок) после массажа после ванны или бани после пребывания у огня, на солнце или морозе при повышенной температуре тела плохо выспавшимся в критические дни (у женщин) после нахождения в окружающей среде с повышенной или пониженной температурой Причины отклонения пульса от нормы: Помимо физических нагрузок и описанных выше состояний, отклонение пульса от нормы может быть следствием: функциональных отклонений в здоровом сердце; органических поражений сердечной мышцы – ишемии, миокардиопатии, миокардитов, пороков сердца и др.; токсических или травматических повреждений организма в целом, и сердца в частности; гипотиреоза, тиреотоксикоза и феохромоцитомы; сбоя обмена калия и магния; возрастных изменений в организме. При каком пульсе следует обратиться к врачу? Следует обратиться за врачебной помощью, за консультацией в следующих ситуациях: если частота пульса превышает 100 ударов в минуту при отсутствии физической нагрузки и нормальном эмоциональном состоянии; если пульс не становиться нормальным в течение пяти минут после прекращения физической нагрузки; если частота пульса менее пятидесяти ударов за минуту; при слабом пульсе, когда его сложно прощупать – это может указывать на сердечную недостаточность; Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 11 при неритмичном пульсе, когда удары возникают с разными промежутками. Помимо таких серьезных заболеваний и нарушений работы организма, пульс может учащаться в ситуациях, когда органам требуется повышенное снабжение кровью. Обычно это происходит при интенсивных физических нагрузках, в состоянии эмоционального возбуждения, после обильного приема пищи. Не лучшим образом влияют на работу сердца и такие факторы, как плохая физическая подготовка, лишний вес, повышенная температура тела, изменения кровяного давления и др. Лечение учащенного пульса всегда заключается в лечении того заболевания, которое привело к учащению сердечного ритму. Какие заболевания сердечно-сосудистой системы можно определить по пульсу? Измерение пульса дает медикам уникальную возможность без приборов определить состояние здоровья человека, а также выявить если не все, то большинство заболеваний связанных с сердечно-сосудистой системой. Наиболее распространенными из них являются: Тахикардия – учащенный пульс (более 100 ударов в минуту) Брадикардия – пониженные показатели пульса (менее 50 ударов в минуту) Аритмия – нарушение ритма сокращения сердечной мышцы (различные временные промежутки между ударами сердца) Сердечная недостаточность – это комплекс расстройств, при котором проявляется снижение сократительной функции сердечной мышцы. Пульс замедлен и ослаблен Что предпринять? Сердце – это двигатель всего организма, самая важная его «деталь». Поэтому при выявлении каких-либо патологий, необходимо немедленно обратиться к врачу (кардиолог, терапевт). Только опытный врач сможет поставить правильный диагноз и назначить соответствующий курс лечения. По поводу самолечения — не стоит заниматься, если не уверены в последствиях. В качестве профилактики можно посоветовать рекомендации по укреплению общего здоровья, такие как умеренные физические нагрузки, сбалансированное питание и др. Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 12 Глава II. Практическая часть 1.При реализации практической части использовался датчик частоты сердечных сокращений (пульсометр) (HandGrip Heart Rate Monitor) Vernier, для датчика к компьютеру используется устройство измерения и обработки данных LabQuest. 2.В состав исследуемой группы входили учащиеся школы 14 – 15 лет в количестве 9 человек. 3.Измерения пульса выполнялись а) в положении стоя, в спокойном состоянии б) в положении сидя, в спокойном состоянии в) в положении стоя, после физической нагрузки г) в положении сидя, после физической нагрузки 4.Результаты исследований представлены в виде диаграммы 1) в положении стоя, в спокойном состоянии 2) в положении сидя, в спокойном состоянии 3) в положении стоя, после физической нагрузки 4) в положении сидя, после физической нагрузки Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 13 Таблица I Юлия II Марина III Ксения IV Дмитрий V Максим VI Данияр VII Юлия Л. VIII Сергей IX Станислав Среднее значение Стоя, в спокойном состоянии 75 78 83 87 97 101 70 76 89 84 Сидя, в спокойном состоянии 71 77 80 73 72 92 70 66 76 75 Среднее значение 73 77,5 81,5 80 84,5 96,5 70 71 82,5 79,6 Стоя, после физической нагрузки 104 113 108 112 110 121 88 126 101 109 Сидя, после физической нагрузки 120 97 107 121 91 110 80 103 99 103 Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве Среднее значение 112 105 107,5 116,5 100,5 115,5 84 114,5 100 106,2 14 Средний показатель артериального давления в положении сидя и споя в спокойном состоянии 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Стоя, в спокойном состоянии Сидя, в спокойном состоянии Колебания значений: Стоя, в спокойном состоянии от 70 до 101 ударов Сидя, в спокойном состоянии от 66 до 92 ударов Среднее значение от 70 до 96,5 ударов Среднее значение 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Средний показатель артериального давления в положении сидя и стоя после физической нагрузки 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Колебания значений: Стоя, после физической нагрузки от 88 до 126 ударов Сидя, после физической нагрузки от 80 до 121 ударов Среднее значение От 84 до 115,5 ударов Стоя, после физической нагрузки Сидя, после физической нагрузки Среднее значение 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 15 Выводы по работе В результате исследования влияния положения тела в пространстве на частоту сердечных сокращений, мы пришли к выводам: 1) В состоянии покоя величина частоты сердечных сокращений колеблется от 70 до 96,5 ударов; среднее значение 79,6 ударов 2) После физической нагрузки величина частоты сердечных сокращений колеблется от 84 до 115,5 ударов; среднее значение 106,2 ударов 3) Данные колебания показателя частоты сердечных сокращений свидетельствуют о нормальном функционировании сердечно-сосудистой системе: работа сердечной мышцы, сердечных клапанов и мышечных стенок аорты и артерий 4) Величина частоты сердечных сокращений после физической нагрузки у испытуемых восстанавливается до нормы (70-75ударов) в течение 5-7 минут, что является показателем хорошего физиологического здоровья. Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 16 Список используемой литературы 1.Кузовлев Ф. Н. Анализ состояний радиальных пульсов как метод диагностики. — 2007 2.История физикальных методов диагностики. Под редакцией д.м.н. Бутова М. А. (посвящается 190-летию открытия Рене Теофиля Гиацинта Лаэннека). Рязань 2007 3.http://www.mtj.ru/ См., например, журнал «Мануальная терапия» и др. источники по традиционной медицине 4.Михайлов В. М. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения.. — Иваново, 2010. — 183 с. 5.Кубряк О.В. Восприятие сердцебиений и когнитивные аспекты кардиоритма. — М.: URSS: Либроком, 2010. — 112 с. — ISBN 978-5-397-01236-2. 6.Судаков К. В. Индивидуальная устойчивость к эмоциональному стрессу. — М.: НИИ нормальной физиологии им. П. К. Анохина РАМН, 1998. — 82-100 с. 7.http://omsktherapya.narod.ru/0203_3.htm Аортальная недостаточность Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 17 Приложение Юлия (14 лет). В положении стоя, в спокойном состоянии (пульс 75 уд/мин) Юлия (14 лет). В положении стоя, после физической нагрузки (пульс 104 уд/мин) Юлия (14 лет). В положении сидя, в спокойном состоянии (пульс 71 уд/мин) Юлия (14 лет). В положении сидя, после физической нагрузки (пульс 120 уд/мин) Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 18 Марина (15 лет). В положении стоя, в спокойном состоянии (пульс 78 уд/мин) Марина (15 лет). В положении стоя, после физической нагрузки (пульс 113 уд/мин) Марина (15 лет). В положении сидя, в спокойном состоянии (пульс 77 уд/мин) Марина (15 лет). В положении сидя, после физической нагрузки (пульс 97 уд/мин) Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 19 Ксения (14 лет). В положении стоя, в спокойном состоянии (пульс 83 уд/мин) Ксения (14 лет). В положении стоя, после физической нагрузки (пульс 108 уд/мин) Ксения (14 лет). В положении сидя, в спокойном состоянии (пульс 80 уд/мин) Ксения (14 лет). В положении сидя, после физической нагрузки (пульс 107 уд/мин) Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 20 Дмитрий (15 лет). В положении стоя, в спокойном состоянии (пульс 87 уд/мин) Дмитрий (15 лет). В положении стоя, после физической нагрузки (пульс 112 уд/мин) Дмитрий (15 лет). В положении сидя, в спокойном состоянии (пульс 73 уд/мин) Дмитрий (15 лет). В положении сидя, после физической нагрузки (пульс 121 уд/мин) Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 21 Максим (14 лет). В положении стоя, в спокойном состоянии (пульс 97 уд/мин) Максим (14 лет). В положении стоя, после физической нагрузки (пульс 110 уд/мин) Максим (14 лет). В положении сидя, в спокойном состоянии (пульс 72 уд/мин) Максим (14 лет). В положении сидя, после физической нагрузки (пульс 91 уд/мин) Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 22 Данияр (15 лет). В положении стоя, в спокойном состоянии (пульс 101 уд/мин) Данияр (15 лет). В положении стоя, после физической нагрузки (пульс 121 уд/мин) Данияр (15 лет). В положении сидя, в спокойном состоянии (пульс 92 уд/мин) Данияр (15 лет). В положении сидя, после физической нагрузки (пульс 110 уд/мин) Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 23 Юлия Л. (14 лет). В положении стоя, в спокойном состоянии (пульс 70 уд/мин) Юлия Л. (14 лет). В положении стоя, после физической нагрузки (пульс 88 уд/мин) Юлия Л. (14 лет). В положении сидя, в спокойном состоянии (пульс 70 уд/мин) Юлия Л. (14 лет). В положении сидя, после физической нагрузки (пульс 80уд/мин) Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 24 Сергей (15 лет). В положении стоя, в спокойном состоянии (пульс 76 уд/мин) Сергей (15 лет). В положении стоя, после физической нагрузки (пульс 126 уд/мин) Сергей (15 лет). В положении сидя, в спокойном состоянии (пульс 66 уд/мин) Сергей (15 лет). В положении сидя, после физической нагрузки (пульс 103 уд/мин) Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве 25 Станислав (15 лет). В положении стоя, в спокойном состоянии (пульс 89 уд/мин) Станислав (15 лет). В положении стоя, после физической нагрузки (пульс 101 уд/мин) Станислав (15 лет). В положении сидя, в спокойном состоянии (пульс 76 уд/мин) Станислав (15 лет). В положении сидя, после физической нагрузки (пульс 99 уд/мин) Зависимость частоты сердечных сокращений от изменения положения тела человека в пространстве