Физиологические механизмы и закономерности совершенствования отдельных систем организма под воздействием направленной физической тренировки

тренировке и не поддается ей столь легко, как сердце. Работая с большой

нагрузкой при выполнении спортивных упражнений, сердце неизбежно

тренируется. Расширяются границы его возможностей, оно приспосабливается к

перекачке количества крови намного большего, чем это может сделать сердце

нетренированного человека. В процессе регулярных занятий физическими

упражнениями и спортом, как правило, происходит увеличение массы сердечной

мышцы и размеров сердца.

Показателями работоспособности сердца являются частота пульса, кровяное

давление, систолический и минутный объем крови Физическая работа

способствует расширению кровеносных сосудов, снижению тонуса их стенок;

умственная работа, так же как и нервно-эмоциональное напряжение, приводит к

сужению сосудов, повышению тонуса их стенок и даже спазмам. Такая реакция

особенно свойственна сосудам сердца и мозга. Длительная напряженная

умственная работа, частое нервно-эмоциональное напряжение, не

сбалансированные с активными движениями и с физическими нагрузками, могут

привести к ухудшению питания этих важнейших органов, к стойкому повышению

кровяного давления, которое, как правило, является главным признаком

гипертонической болезни. Свидетельствует о заболевании также и понижение

кровяного давления в покое (гипотония), что может быть следствием

ослабления деятельности сердечной мышцы. В результате специальных занятий

физическими упражнениями и спортом кровяное давление претерпевает

положитель-1гые изменения. За счет более густой сети кровеносных сосудов и

высокой их эластичности у спортсменов, как правило, максимальное давление в

покое оказывается несколько ниже нормы. Однако предельная частота сердечных

сокращений у тренированных людей при физической нагрузке может находиться

на уровне 200—240 удар/мин, при этом систолическое давление довольно долго

находится на уровне 200 мм рт. ст. Нетренированное сердце такой частоты

сокращений достигнуть просто не может, а высокое систолическое и

диастолическое давление даже при кратковременной напряженной деятельности

могут явиться причиной предпатологических и даже патологических состояний.

Систолический объем крови — это количество крови, выбрасываемое левым

желудочком сердца при каждом его сокращении. Минутный объем крови —

количество крови, выбрасываемое желудочком в течение одной минуты.

Наибольший систолический объем наблюдается при частоте сердечных сокращений

от 130 до 180 удар/мин. При частоте сердечных сокращений выше 180 удар/мин

систолический объем начинает сильно снижаться. Поэтому наилучшие

возможности для тренировки сердца имеют место при физических нагрузках,

когда частота сердечных сокращений находится в диапазоне от 130 до 180

удар/мин.

В покое кровь совершает полньпуфугооборот за 21—22 с, при физической работе

— за 8 с и менее, при этом объем циркулирующей крови способен возрастать до

40 л/мин. В результате такого увеличения объема и скорости кровотока

значительно повышается снабжение тканей организма кислородом и питательными

веществами. Особенно полезна тренировка для совершенствования сердечно-

сосудистой системы в циклических видах спорта на открытом воздухе.

Присасывающие действия в кровообращении и мышечный насос.Гравитационный шок

Венозному кровообращению способствует присасывающее действие сердца при

расслаблении и присасывающее действие грудной полости при вдохе. При

активной двигательной деятельности циклического характера воздействие

присасывающих факторов повышается. При малоподвижном образе жизни венозная

кровь может застаиваться (например в брюшной полости или в области таза при

длительном сидении). Вот почему движению крови по венам способствует

деятельность окружающих их мышц (мышечный насос). Сокращаясь и

расслабляясь, мышцы то сдавливают вены, то прекращают этот пресс, давая им

расправиться и тем самым способствуют продвижению крови по направлению к

сердцу, в сторону пониженного давления, так как движению крови в

противоположную от сердца сторону препятствуют клапаны, имеющиеся в

венозных сосудах. Чем чаще и активнее сокращаются и расслабляются мышцы,

тем большую помощь сердцу оказывает мышечный насос. Особенно эффективно он

работает при локомоциях (ходьбе, гладком беге, беге на лыжах, на коньках,

при плавании и т.п.). Мышечный насос способствует более быстрому отдыху

сердца и после интенсивной физической нагрузки.

Следует упомянуть и о феномене гравитационного шока, который может

наступить после резкого прекращения длительной, достаточно интенсивной

циклической работы (спортивная ходьба, бег). Прекращение ритмичной работы

мышц нижних конечностей сразу лишает помощи систему кровообращения: кровь

под действием гравитации остается в крупных венозных сосудах ног, движение

ее замедляется, резко снижается возврат крови к сердцу, а от него в

артериальное сосудистое русло, давление артериальной крови падает, мозг

оказывается в условиях пониженного кровоснабжения и гипоксии. Как результат

этого явления — головокружение, тошнота, обморочное состояние. Об этом

необходимо помнить и не прекращать резко движения циклического характера

сразу после финиша, а постепенно (в течение 3— 5 минут) снижать

интенсивность.

Особенности дыхания.

Затраты энергии на физическую работу обеспечиваются биохимическими

процессами, происходящими в мышцах в результате окислительных реакций, для

которых постоянно необходим кислород. Во время мышечной работы для

увеличения газообмена усиливаются функции дыхания и кровообращения.

Совместная работа систем дыхания, крови и кровообращения по газообмену

оцениваются рядом показателей: частотой дыхания, дыхательным объемом,

легочной вентиляцией, жизненной емкостью легких, кислородным запросом,

потреблением кислорода, кислородной емкостью крови и т.д.

Частота дыхания. Средняя частота дыхания в покое составляет 15—18 циклов

в мин. Один цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы. У женщин

частота дыхания на 1—2 цикла больше. У спортсменов в покое частота дыхания

снижается до 6—12 циклов в мин за счет увеличения глубины дыхания и

дыхательного объема. При физической работе частота дыхания увеличивается,

например у лыжников и бегунов до 20—28, у пловцов до 36—45 циклов в мин.

Дыхательный объем — количество воздуха, проходящее через легкие при одном

дыхательном цикле (вдох, выдох, пауза). В покое дыхательный объем (объем

воздуха, поступающего в легкие за один вдох) находится в пределах 200—300

мл. Величина дыхательного объема зависит от степени адаптации человека к

физическим нагрузкам. При интенсивной физической работе дыхательный объем

может увеличиваться до 500 мл и более.

Легочная вентиляция — объем воздуха, который проходит через легкие за

одну минуту. Величина легочной вентиляции определяется умножением величины

дыхательного объема на частоту дыхания. Легочная вентиляция в покое может

составлять 5—9 л.. При интенсивной физической работе у квалифицированных

спортсменов она может достигать значительно больших величии (например, при

дыхательном объеме до 2,5 л и частоте дыхания до 75 дыхательных циклов в

минуту легочная вентиляция составляет 187,5 л, т.е. увеличится в 25 раз и

более по сравнению с состоянием покоя).

Жизненная емкость легких (ЖЕЯ) — максимальный объем воздуха, который

может выдохнуть человек после максимального вдоха. Средние значения ЖЕЛ

составляют у мужчин 3800—4200 мл, у женщин 3000—3500 мл. ЖЕЛ зависит от

возраста, массы, роста, пола, состояния физической тренированности человека

и от других факторов. У людей с недостаточным физическим развитием и

имеющих заболевания эта величина меньше средней; у людей, занимающихся

физической культурой, она выше, а у спортсменов может достигать 7000 мл и

более у мужчин и 5000 мл и более у женщин. Широко известным методом

определения ЖЕЛ является спирометрия (спирометр — прибор, позволяющий

определить ЖЕЛ).

Кислородный запрос — количество кислорода, необходимое организму в 1 минуту

для окислительных процессов в покое или для обеспечения работы различной

интенсивности. В покое для обеспечения процессов жизнедеятельности

организму требуется 250—300 мл кислорода. При интенсивной физической работе

кислородный запрос может увеличиваться в 20 и более раз. Например, при беге

на 5 км кислородный запрос у спортсменов достигает 5—6 л.

Суммарный (общий кислородный) запрос — количество кислорода, необходимое

для выполнения всей предстоящей работы. Потребление кислорода — количество

кислорода, фактически использованного организмом в состоянии покоя или при

выполнении какой-либо работы. Максимальное потребление кислорода (МПК) —

наибольшее количество кислорода, которое может усвоить организм при

предельно напряженной для него работе.

Способность организма к МП К имеет предел, который зависит от возраста,

состояния сердечно-сосудистой системы, от активности протекания процессов

обмена веществ и находится в прямой зависимости от степени физической

тренированности. У не занимающихся спортом предел МПК находится на уровне

2—3,5 л/мин. У спортсменов высокого класса, особенно занимающихся

циклическими видами спорта, МПК может достигать: у женщин — 4 л/мин и

более; у мужчин — 6 л/мин и более. Абсолютная величина МПК зависит также от

массы тела, поэтому для более точного ее определения относительное МПК

рассчитывается на 1 кг массы тела. Для сохранения здоровья необходимо

обладать способностью потреблять кислород как минимум на 1 кг — женщинам не

менее 42 мл/мин, мужчинам — не менее 50 мл/мин.

МПК является показателем аэробной (кислородной) производительности

организма.

Когда в клетки тканей поступает меньше кислорода, чем нужно для полного

обеспечения потребности в энергии, возникает кислородное голодание, или

гипоксия.

Гипоксия наступает по различным причинам. Внешние причины — загрязнение

воздуха, подъем на высоту (в горы, полет на самолете) и др. В этих случаях

падает парциальное давление кислорода в атмосферном и альвеолярном воздухе

и снижается количество кислорода, поступающего в кровь для доставки к

тканям. Если на уровне моря парциальное давление кислорода в атмосферном

воздухе равно 159 мм рт. ст., то на высоте 3000 м оно снижается до 110 мм,

а на высоте 5 000 м — до 75—80 мм рт. ст.

Внутренние причины возникновения гипоксии зависят от состояния

дыхательного аппарата и сердечно-сосудистой системы, проницаемости стенок

альвеол и капилляров, количества эритроцитов в крови и процентного

содержания в них гемоглобина, от степени проницаемости оболочек клеток

тканей и их способности усваивать доставляемый кислород. При интенсивной

мышечной работе, как правило, наступает двигательная гипоксия. Чтобы полнее

обеспечить себя кислородом в условиях гипоксии, организм мобилизует мощные

компенсаторные физиологические механизмы. Например, при подъеме в горы

увеличиваются частота и глубина дыхания, количество эритроцитов в крови,

процент содержания в них гемоглобина, учащается работа сердца. Если при

этом выполнять физические упражнения, то повышенное потребление кислорода

мышцами и внутренними органами вызывает дополнительную тренировку

физиологических механизмов, обеспечивающих кислородный обмен и устойчивость

к недостатку кислорода.

Кислородное снабжение организма представляет собой слаженную систему.

Гиподинамня расстраивает эту систему, нарушая каждую из составляющих ее

частей и их взаимодействие. В результате развивается кислородная

недостаточность организма, гипоксия отдельных органов и тканей, которая

может привести к расстройству обмена веществ. С этого часто начинается

снижение устойчивости организма, его резервных возможностей в борьбе с

утомлением и влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды. Особенно

страдает от гипоксии сердечно-сосудистая система, сосуды сердца и мозга.

Низкий уровень кислородного обмена в стенках сосудов не только снижает их

тонус и возможность управления ими со стороны регуляторных механизмов, но

меняет и обмен веществ, что в конечном счете может привести к возникновению

тяжелых расстройств и заболеваний.

Кислородное питание мышц имеет свои особенности. Известно, что в

ритмически работающей мышце кровообращение также ритмичное. Сокращенные

мышцы сдавливают капилляры, замедляя кровоток и поступление кислорода.

Однако клетки мышц продолжают снабжаться кислородом. Доставку его берет на

себя миоглобин — дыхательный пигмент мышечных клеток. Роль его важна еще и

потому, что только мышечная ткань способна при переходе от покоя к

интенсивной работе повышать потребление кислорода в 100 раз.

Таким образом, физическая тренировка, совершенствуя кровообращение,

увеличивая содержание гемоглобина, миоглобина и скорость отдачи кислорода

кровью, значительно расширяет возможности организма в потреблении

кислорода.

Органы по-разному переносят гипоксию различной длительности. Кора

головного мозга — один из наиболее чувствительных к гипоксии органов. Она

первой реагирует на недостаток кислорода. Значительно менее чувствительна к

недостаткам кислорода скелетная мускулатура. На ней не отражается даже

двухчасовое полное кислородное голодание. Большую роль в регуляции

кислородного обмена, как в органах и тканях, так и в организме в целом

имеет углекислота, являющаяся основным раздражителем дыхательного центра,

который располагается в продолговатом отделе головного мозга. Между

концентрацией в крови углекислого газа и доставкой кислорода тканям

существуют строго определенные соотношения. Изменение содержания

углекислого газа в крови оказывает влияние на центральные и периферические

регуляторные механизмы, обеспечивающие улучшение снабжения организма

кислородом, и служит мощным регулятором в борьбе с гипоксией.

Систематическая тренировка средствами физической культуры и спорта не

только стимулирует развитие сердечно-сосудистой и дыхательной системы, но и

способствует значительному повышению уровня потребления кислорода

организмом в целом. Наиболее эффективно совместную функцию взаимоотношения

дыхания, крови, кровообращения развивают упражнения циклического характера,

выполняемые на свежем воздухе. Однако следует помнить, насколько важно

повышать возможности организма к потреблению кислорода, настолько же важно

для него вырабатывать устойчивость к гипоксии. Это качество также

совершенствуется в процессе тренировки, с помощью специальных процедур,

путем создания искусственных условий гипоксии. Наиболее доступный способ —

упражнение с задержкой дыхания. Систематически физические нагрузки

определенной мощности, связанные с анаэробной производительностью,

обусловливают возникновение в тканях гииоксического состояния, которое с

пбмощыо функциональных систем организма при определенных условиях

ликвидируется, тем самым эти системы, защищая организм, сами тренируются и

совершенствуются. В результате положительный тренировочный эффект в борьбе

с гипоксией формирует устойчивость тканей организма к гипоксии.

Итак, физические нагрузки оказывают двойной тренирующий эффект: повышают

устойчивость к кислородному голоданию и, увеличивая мощность дыхательной и

сердечно-сосудистой систем, способствуют лучшей утилизации кислорода.

Дыхательная система может управляться человеком произвольно. Необходимо

иметь в виду некоторые приемы управления. Специалисты рекомендуют в

условиях относительного покоя дышать через нос и только при интенсивной

физической работе дышать одновременно и через рот; во всех случаях

выпрямления тела делать вдох, при сгибании — выдох; в процессе выполнения

циклических движений ритм дыхания приспосабливать к ритму движения,

акцентируя внимание на выдохе; избегать необоснованных задержек дыхания и

натуживания.

5. Двигательная функция и повышение уровня адаптации и устойчивости

организма человека к различным условиям внешней среды

Развитие двигательных и вегетативных функций организма у детей и

совершенствование их у взрослых и пожилых людей связано с двигательной

активностью. Оздоровительное значение физической культуры общеизвестно.

Имеется огромное количество исследований, показывающих положительное

влияние физических упражнений на опорно-двигательный аппарат, центральную

нервную систему, кровоооращение, дыхание, выделение, обмен веществ,

теплорегуляцию, органы внутренней секреции. Велико значение физических

упражнений и как средства лечения.

Концепция адаптации Селье неоднократно пересматривалась с более широких

представлений и анализа экспериментальных данных, в том числе о роли в

процессе адаптации нервной системы. Действие факторов, вызывающих развитие

адаптационных механизмов организма, всегда было комплексным.

Человек может мигрировать, оказываться в равнинных или горных условиях, в

условиях жары или холода, при" этом он оказывается связан с особенностями

питания, обеспечения водой, различными условиями индивидуального комфорта и

цивилизации. Все это связано с развитием дополнительных механизмов

адаптации, которые достаточно специфичны. В зависимости от силы воздействия

раздражителей окружающей среды, условий и функционального состояния

организма адаптивные факторы могут вызывать как благоприятные, так и

неблагоприятные реакции организма.

Систематическая тренировка формирует физиологические механизмы, расширяющие

возможности организма, его готовность к адаптации, что обеспечивает в

различные периоды (фазы) развертывания ириспособительных физиологических

процессов. Известный спортивный физиолог, специалист по адаптации А.В.

Коробков выделял несколько таких фаз: начальная, переходная, устойчивая,

дезаптация и повторная адаптация. Под готовностью к адаптации понимается

такое морфофункциональное состояние организма, которое обеспечивает ему

успешное приспособление к новым условиям существования. Для готовности

организма к адаптации и эффективности в ее осуществлении значительную роль

играют факторы, укрепляющие общее состояние организма, стимулирующие его

неспецифическую резистентность (устойчивость): 1) рациональное питание; 2)

обоснованный режим; 3) адаптирующие медикаментозные средства; 4) физическая

тренировка; 5) закаливание.

Заключение

Познание себя самого является необходимым условием обеспечения

жизнедеятельности специалиста в условиях современных воздействий внешней

среды. Формирование физической культуры личности будущего специалиста при

этом немыслимо без умения рационально корректировать свое состояние

средствами физической культуры и двигательной деятельности.

Движения играют существенную роль во взаимодействии человека с внешней

средой. Выполняя разнообразные и сложные движения, человек может

осуществлять трудовую деятельность, общаясь с другими людьми, заниматься

спортом и т.д. При этом организм получает более высокую способность к

сохранению постоянства внутренней среды при изменяющихся внешних

воздействиях:темпиратура, влажность, давление, сила воздействия солнечной и

космической радиации.

Под воздействием физической тренировки происходит неспецифическая

адаплация организма человека к разнообразным проявлениям факторов внешней

среды.

Экспериментальные данные подчеркивают стимулирующее влияние оптимально

организованной двигательной активности на уровень умственной

работоспособности студентов.

Таким образом, можно сделать заключение, что двигательная функция-

основная функция человеческого организма, которую следует постоянно

совершенствовать для повышения работоспособности в любом виде деятельности,

в том числе и в умственной.

Список использованной литературы

1.Физическая культура студента:Учебник/Под ред. В.И.Ильинича.-

М.:Гардарики,1999.-448 c.

2. Физическая культура: Учебное пособие/Под ред.В.А.Коваленко.-Изд-во

АСВ,2000.-432 с.

Страницы: 1, 2, 3