Социально-биологические основы физической культуры

него, ветвятся на более мелкие. Самые мелкие артерии разветвляются на

микроскопические сосуды-капилляры. Они в 10 – 15 раз тоньше человеческого

волоса и густо пронизывают все ткани тела. Например, в 1 мм2 работающей

скелетной мышцы действует около 3000 капилляров. Если все капилляры

человека уложить в одну линию, то ее длина составит 100 000 км. Капилляры

имеют тонкие полупроницаемые стенки, через которые во всех тканях организма

осуществляется обмен веществ. Из капилляров кровь переходит в вены –

сосуды, по которым она движется к сердцу. Вены имеют тонкие и мягкие стенки

и клапаны, которые пропускают кровь только в одну сторону – к сердцу.

Двигательная активность человека, занятия физическими упражнениями,

спортом оказывают существенное влияние на развитие и состояние сердечно-

сосудистой системы. Пожалуй, ни один орган не нуждается столь сильно в

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 брови 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. Так, масса сердца у нетренированного человека

составляет в среднем около 300 г, у тренированного – 500 г.

Показателями работоспособности сердца являются частота пульса,

кровяное давление, систолический и минутный объем крови. Систолический

объем в покое у нетренированного – 50 – 70 мл, у тренированного 70 – 80 мл;

при интенсивной мышечной работе соответственно – 100 – 130 мл и 200 мл и

более.

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 положительные 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 обьем 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 полный кругооборот 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. При переходе крови из капилляров в вены давление падает

до 10 – 15 мм рт. ст., что значительно затрудняет возврат крови к сердцу,

так как ее движению препятствует еще и сила гравитации. 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 величин (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 (ЖЕЛ) – максимальный объем воздуха, который

может выдохнуть человек после максимального вдоха. Средние значения ЖЕЛ

составляют у мужчин 3800 – 4200 мл, у женщин 3000 – 3500 ил. 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 МПК 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 – 5 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 потреблению 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.

Гиподинамия 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 н

тонус и возможность управления ими со стороны регуляторных механизмов, но

меняет и обмен веществ, что в конечном счете может при вести к

возникновению тяжелых расстройств и заболеваний.

Кислородное питание мышц имеет свои особенности. Известно, что в

ритмически работающей мышце кровообращение также ритмично Сокращенные мышцы

сдавливают капилляры, замедляя кровоток 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 орта 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. Систематические физические нагрузки

определенной мощности, связанные с анаэробной производительностью,

обусловливают возникновение в тканях гипоксического состояния, которое с

помощью 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, способствует 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.

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, кровообращение, дыхание, выделение, обмен веществ,

теплорегуляцию, органы внутренней секреции. Велико значение физических

упражнений и как средства лечения.

В жизни постоянно возникают ситуации, когда человек, будучи

подготовлен к существованию в одних условиях, должен готовить себя

(адаптироваться) к деятельности в других. При этом проблема адаптации

связана с тем, что физиологические и биологические вопросы сопоставляются с

социальными проблемами развития человека и общества. Механизмы адаптации

впервые описал канадский ученый Ганс Селье. В его представлении адаптация

развивается под действием гуморальных механизмов. 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. Так, все живые организмы в ходе

эволюции приспосабливались к земным условиям существования:

барометрическому давлению и гравитации, уровню космических и тепловых

излучений, газовому составу воздуха, окружающей атмосфере. Животный мир

адаптировался и к смене сезонов – времен года, которые включают изменения

освещенности, температуры, влажности, радиации и т.д. Смена дня и ночи

определенным образом связана с перестройкой организма и изменениями

биологических ритмов деятельности его функциональных систем.

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 приспособительных

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. Из многообразия

факторов развития адаптации особое место отводится физической тренировке.

Еще Л.А. Орбели, известный русский физиолог, в развитие учения об

упражняемости Ж. Ламарка, Ч. Дарвина и других исследователей 19-го в.,

отмечал, что физическая тренированность, развивая механизм координации в

нервной системе, обусловливает повышение обучаемости, тренируемости нервной

системы и организма в целом.

Литература:

«Физическая культура студента» В.И.Ильинича

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5