Под влиянием многолетних занятий спортом в организме происходят морфологические и регуляторные изменения сердечно-сосудистой системы. Основным морфологическим признаком, формирующимся при многолетних занятиях спортом, является увеличение размеров сердца. Увеличение размеров сердца происходит за счет физиологической гипертрофии миокарда и тоногенного расширения (дилятации) желудочков сердца (Карпман, Хрущев, Борисова, 1978; Карпман, Белоцерковский, 1986). Физиологическая гипертрофия миокарда повышает его сократимость, что позволяет увеличить и ускорить кровоток во время физической нагрузки.
В результате тоногенного расширения желудочков сердца их объем значительно возрастает, что позволяет значительно увеличить ударный объем крови во время выполнения физической нагрузки. В формировании тоногенной дилятации камер сердца основным фактором является ускоренный и увеличенный кровоток при физических нагрузках. Размеры сердца увеличиваются в большей степени у спортсменов, занимающихся в видах спорта на развитие выносливости (лыжники, велогонщики, марафонцы и т.д.). В меньшей степени увеличиваются размеры сердца у спортсменов, заинтересованных в развитии выносливости, но у которых ее развитие не стоит на первом месте (представители спортивных игр, единоборств и т.д.). У представителей скоростно-силовых видов спорта (метатели, штангисты, спринтеры и т.д.) размеры сердца изменяются мало, так как тренировочный процесс не оказывает существенного воздействия на миокард.
Под влиянием многолетних занятий спортом развивается экономичность мышечной деятельности. Развитие экономичности позволяет снизить энерготраты организма, что
дает возможность в значительной степени уменьшить напряжение сердечно-сосудистой и дыхательной систем при выполнении физической нагрузки. Развитие экономичности мышечной деятельности позволяет выполнить больший объем работы с меньшим напряжением сердечно-сосудистой системы, отражением чего является меньший подъем частоты сердечных сокращений. Развитию экономичности способствует совершенствование регуляции мышечного сокращения при мышечной деятельности в конкретном виде спорта. На ранних этапах тренировочного процесса у спортсменов при выполнении упражнений в мышечном сокращении участвуют как нужные, так и не нужные для конкретного сокращения мышечные волокна и мышцы. По мере повышения спортивного мастерства спортсмена в выполнении упражнения участвуют только необходимые мышечные волокна и мышцы, а в работе мышц антагонистов достигается высокая десинхронизация их напряжения.
На протяжении годичного тренировочного периода отмечается определенная динамика частоты сердечных сокращений, особенно у представителей видов спорта на развитие выносливости. В подготовительном периоде по мере развития общей физической работоспособности спортсмена частота сердечных сокращений при выполнении стандартной нагрузки снижается, что свидетельствует о развитии экономичности мышечной деятельности. В соревновательном периоде экономичность организма спортсмена снижается под влиянием возросшей доли нагрузок на развитие скорости и скоростной выносливости в тренировочном и соревновательном процессе. Поэтому в соревновательном периоде отмечается повышение частоты сердечных сокращений при выполнении нагрузки стандартной величины по сравнению с подготовительным периодом. Для наблюдения за этими процессами спортсмены и тренеры используют контрольные тесты, когда в аналогичных условиях выполняются конкретные действия: прохождение отрезков (кругов) с максимальной скоростью, выполнение специфических для конкретного вида спорта элементов на время, выполнение силовых упражнений до максимума и т.д. Осуществляемая при этом одновременная регистрация частоты сердечных сокращений позволяет оценить степень напряжения организма, получить данные для сравнения с предыдущими результатами тестирования.
Регуляция организма при выполнении мышечной деятельности в процессе многолетних занятий спортом совершенствуется. Повышение активности симпатического отдела нервной системы во время физической нагрузки позволяет ускорить обмен веществ, усилить активность сердечно-сосудистой и дыхательной систем организма, а также повысить эффективность мышечной деятельности. В результате воздействия этих факторов повышается частота сердечных сокращений при выполнении физической нагрузки. На начальных этапах тренировочного процесса, особенно у юных спортсменов, частота сердечных сокращений поднимается до субмаксимальных и максимальных значений уже при относительно низких нагрузках, так как организм не умеет еще адекватно реагировать на величину предлагаемой физической нагрузки. По мере накопления тренировочного опыта организм развивает способность повышать частоту сердечных сокращений соответственно величине выполненной нагрузки, субмаксимальные и максимальные значения ЧСС достигаются при выполнении нагрузки соответствующей мощности.