Влияние физической культуры на укрепление здоровья человека.
Оздоровительная физическая культура
К этому виду физической культуры относится лечебная физическая культура, цель которой состоит в содействии восстановлению временно утраченных функциональных возможностей организма. Гигиеническая физическая культура, включаемая в рамки рабочего дня, повседневного быта и режима отдыха, служит улучшению текущего состояния организма, что способствует формированию благоприятного функционального «фона» для основной жизнедеятельности.
Будучи составной частью культуры общества, физическая культура объединена с другими частями множеством связей. Так, на стыке физической культуры и массовых театрализованных зрелищ возникла театрализованная физическая культура в виде физкультурных парадов и показательных выступлений.
Под влиянием физических упражнений улучшается физическое развитие, увеличивается объем грудной клетки и становится более глубоким вдох и выдох, возрастает содержание гемоглобина в крови. Все это способствует лучшему питанию нервной системы и особенно головного мозга кислородом, поэтому повышается не только физическая, но и умственная работоспособность. Отсутствие достаточной двигательной активности отрицательно сказывается и на работоспособности. Экспериментами доказано, что ограничение движений ведет не только к уменьшению мышечной силы и выносливости, но и к расстройствам в работе сердечно – сосудистой системы, нарушению сна. К этому добавляются слабость, головокружение, вялость, падает работоспособность, снижается координация движений. Недостаток мышечной активности является одной из причин ряда хронический заболеваний. И чрезмерного увеличения веса. У школьников, ежедневно занимающимися физическими упражнениями, укрепляется опорно – двигательный аппарат, что создает условия для формирования правильной и красивой осанки.
Широкое развитие физической культуры и спорта в нашей стране способствует улучшению здоровья, физического развития и снижению заболеваемости. Увеличивается рост, вес, окружность груди и другие показатели физического развития у детей и молодежи. Резко снижается смертность. Неуклонно возрастает средняя продолжительность жизни. Продлевается возможность активного участия в жизни общества.
Физическая культура способствует не только сохранению, но и улучшению здоровья человека.
Чем разнообразнее двигательная деятельность, тем совершеннее строение организма живого существа.
Роль движений в жизни человека прекрасно охарактеризована крупнейшим русским ученым XIX века И. М Сеченовым: «Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности, — писал он, — сводится окончательно к одному лишь явлению — мышечному движению. Смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создаст ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге, — везде окончательным фактором является мышечное движение».
С исключительной яркостью охарактеризовал значение движений К. Маркс: «Труд есть прежде всего процесс, совершающийся между человеком и природой, процесс, в котором человек своей собственной деятельностью обусловливает, регулирует и контролирует обмен веществ между собой и природой. Веществу природы он сам противостоит как сила природы. Для того чтобы присвоить вещество природы в известной форме, пригодной для его собственной жизни, он приводит в движение принадлежащие его телу естественные силы: руки и ноги, голову и пальцы.
Действуя посредством этого движения на внешнюю природу и изменяя ее, он в то же время изменяет свою собственную природу».
В чем же сущность влияния движений, почему и как движения совершенствуют деятельность организма человека?
Движения обусловлены различными причинами. Движение может являться следствием желания выполнить утреннюю гимнастику после сна, потребности утолить жажду, необходимости нажать кнопку пускового механизма автоматического станка при производственной деятельности и т. п. Движение при занятиях спортом может последовать на команду, выстрел из стартового пистолета, сигнал, поданный в виде отмашки флагом. Движение может быть реакцией на действие спортивного противника на футбольном поле, теннисной площадке, фехтовальной дорожке, борцовском ковре.
В ответ на возникшее желание или поступивший сигнал из центральной нервной системы, подобно электрическому току по проводам, нервные импульсы по периферическим нервам доходят до расположенных в мышцах концевых нервных двигательных пластинок. Переходя с концевых пластинок на волокна мышц, раздражение вызывает их сокращение.
Даже самое простое движение осуществляется . при участии многих мышц. Сокращение одних мышц обеспечивает основное движение, деятельность других способствует плавности и соразмерности движений. Перераспределяется при движении и степень постоянного напряжения всех скелетных мышц человека, обеспечивается сохранение необходимой для выполнения движений позы.
При впервые выполняемых движениях в них вовлекается большее, чем нужно, число мышц. Мышечные напряжения чрезмерны и осуществляются при большем чем необходимо, повышении мышечного тонус. Мышцы, сухожилия и ткани суставов снабжены нервными образованиями, воспринимающими изменения, происходящие в положении отдельных суставов и сегментов тела, в степени напряжения мышц и сухожилий. Эта чувствительность называется мышечно-суставной. Благодаря ей в центральную нервную систему постоянно поступают сообщения о том, как осуществляется любое движение.
При несовершенном выполнении движений в импульсы, направляемые из центральной нервной системы, вносятся соответствующие исправления. После нескольких повторений простых движений устанавливается согласованность в деятельности мышц, их осуществляющих. При более сложных движениях формирование полноценной согласованности в работе мышц требует большего времени.
Совершенствование согласованности, называемой координацией движений, осуществляется не только в ответ на мышечно-суставные ощущения, но и на сигналы, поступающие от других органов чувств — зрения, слуха, чувствительности к прикосновению.
В ходе занятий физическими упражнениями и спортом процесс формирования новых движений улучшается и одновременно обогащается имеющийся у человека запас различных двигательных навыков. При таких условиях новые спортивные, производственные и бытовые движения формируются значительно легче. В отдельных случаях достаточно несколько раз повторить новое движение для того, чтобы оно стало совершенным по координации и автоматизировалось.
Основными элементами мышц являются мышечные волокна — удлиненные, цилиндрической формы с округленными и заостренными концами. Волокна в мышце тесно прилегают друг к другу. Они погружены в окружающие мышцы фасции и переходят в сухожилия, которыми мышцы заканчиваются. Длина волокна варьирует от нескольких миллиметров до 10—12 сантиметров. Толщина волокон колеблется в пределах 12—70 тысячных долей миллиметра. В мышечном волокне различают миофибриллы, ядра и протоплазму мышечных клеток, соединительнотканный скелет и разветвляющиеся у мышечного волокна периферические окончания нервов.
Использование электронной ультрамикроскопии, позволяющей увеличивать в 100 000 раз я более, дало возможность установить, что строение фибрилл определяется структурой составляющих их молекул мышечных белков. Эти молекулы расположены в миофибриллах в виде вытянутых белковых цепей — мышечных нитей. Поперечная исчерченность мышц (они поэтому и носят название поперечнополосатых) зависит от того, что в состав мышечных нитей входят белки с неодинаковым лучепреломлением молекул. Чередуясь в мышечных нитях, они создают поперечную исчерченость.
Миофибриллы, иннервируемые от одной нервной клетки, составляют вместе с этой клеткой функциональную единицу.
При работе мышцы сокращается то меньшее, то большее число функциональных единиц. В ходе работы происходит чередование в их сокращении.
Сокращение мышцы — следствие сложнейших физико-химических процессов. Физико-химические изменения начинаются в нервных клетках и распространяются по нервным волокнам до концевых нервных пластинок. Переходя на мышечные волокна, они вызывают укорочение и утолщение молекул, составляющих миофибриллы.
Вслед за сокращением мышцы следует ее расслабление. При этом происходит восстановление белковых веществ и мышечных фибрилл до состояния, характерного для мышцы в покое. В физико-химические процессы при работе мышцы вовлекаются различные производные углеводов, белков и жиров и других веществ, входящие в состав мышц и доставляемые кровью. Реакции могут протекать как с поглощением, так и без поглощения кислорода. Мышечная деятельность протекает с частичной затратой указанных веществ, являющихся источниками энергии. Интенсивность обмена веществ в мышце при переходе ее от покоя к деятельности возрастает более чем в 1000 раз.
При правильной смене работы и отдыха восполнение затраченных веществ осуществляется с некоторым превышением. Дополнительно поступившие вещества позволяют выполнять в последующем большую работу. Иначе говоря, повышаются рабочие возможности (потенциалы) мышцы. При многократно повторяемой на протяжении длительного времени работе часть веществ затрачивается на увеличение объема и другие изменения миофибрилл и других структурных образований, приспосабливающих мышцы к выполнению соответствующей работы. Например, при поднимании тяжестей наблюдается значительное увеличение массы мышц, сопровождающееся возрастанием их силы. При занятиях фигурным катанием на коньках увеличение массы мышц меньше, но мышцы приспосабливаются к работе, требующей ловкости и точности. У бегуна на длинные дистанции мышцы на нижних конечностях увеличиваются незначительно, но становятся способными выполнять работу, требующую умеренной силы, но продолжающуюся многие часы.
При различных движениях мышцы вызывают взаимные перемещения суставных концов костей и отдельных сегментов скелета и натяжение сухожилий, мышечных фасций и связок. Кости и суставно-связочный аппарат подвергаются при движениях сдавливанию, растягиванию, скручиванию и т. д. Они сочетаются с повышенной доставкой к этим тканям крови и питательных веществ от работающих мышц. Приспособление к различным видам мышечной деятельности поэтому затрагивает не только мышцы, но и кости и суставно-связочный аппарат. В опыте на животных удалось установить, что при специальной тренировке общее количество органических веществ в костях возрастает в среднем с 30 до 32%. Костный аппарат спортсмена приобретает большую механическую прочность как за счет увеличивающейся массы костного вещества (кости становятся более массивными), так и ее структуры (увеличение поверхностного плотного слоя кости, изменение в расположении костных балок и т. д.). Кость становится также более эластичной. Увеличивается толщина и изменяется строение связок, сухожилий, суставных сумок и фасций. Они также делаются более прочными и эластичными.
Все эти изменения особенно выражены в тех частях органов движения, которые несут наибольшую нагрузку. Например, у теннисиста увеличиваются толщина и прочность костей правой, играющей руки, у прыгуна - костей и суставно - связочного аппарата той ноги, которой он всегда отталкивается.
Существует теснейшая связь между деятельностью мышц и внутренних органов. Советский физиолог М. Р. Могендович установил, что она объясняется наличием нервной связи между ними.
При раздражении нервных окончаний мышечно-суставной чувствительности импульсы поступают в нервные центры, регулирующие работу внутренних органов, Соответственно изменяется деятельность сердца, легких, почек и других органов, приспосабливаясь к запросам работающих мышц и всего организма. Изменения в деятельности внутренних органов начинают проявляться еще при подготовке к движению. В ходе же выполнения движений сигналы, поступающие от вовлеченных в работу мышц, приспосабливают деятельность внутренних органов к запросам в кислороде и продуктах питания.
При непривычных движениях изменения в деятельности внутренних органов вначале более выражены, чем это требуется для обеспечения работы. По мере того как совершенствуется выполнение движений, устанавливается и полноценная координация в работе мышц и внутренних органов. Деятельность тех и других начинает совершаться с наибольшей экономичностью. Повышается при этом работоспособность как мышц, так и внутренних органов.
Наиболее выражено реагируют на мышечную деятельность сердечно –с осудистая и дыхательная системы. При спортивных напряжениях большой мощности, как, например, при беге на 800, 1000, 1500 метров, в отдельные периоды тренировки и на соревнованиях число сокращений сердца у тренированного спортсмена может возрастать до180—200 в минуту и более (при средней норме в покое у нетренированного человека 66— 72 удара). Артериальное давление может повышаться до 200—220 миллиметров ртутного столба. За каждое сокращение сердце при этом выбрасывает в сосуды 150— 180 кубических сантиметров крови, а за минуту, следовательно, около 35 литров (при средней норме в покое соответственно 70 кубических сантиметров и 5 литров). То обстоятельство, что число сердечных сокращений оказывается таким большим и артериальное давление высоким, не противоречит представлению об экономичности работы. Без столь значительного учащения сокращений сердца и повышения артериального давления без сохранения одновременно максимальной экономичности в деятельности сердечно - сосудистой системы нельзя было бы обеспечить доставку количества крови, необходимого для выполнения предельно мощной работы.
Сердечно - сосудистая система, перестраивающаяся на наиболее экономную работу при самых различных видах мышечной деятельности, начинает работать значительно экономнее и в условиях покоя.
Влияние физических упражнений на сердечно - сосудистую систему человека можно показать на ряде примеров. На протяжении суток сердце сокращается около 100 000 раз. При каждом сокращении левого желудочка сердце взрослого нетренированного человека, находящегося в покое, выбрасывает в сосуды 50—60 кубических сантиметров крови. Через сосуды за сутки проходит около 10 тонн крови. При каждом сокращении сердце совершает работу, равную выполняемой для подъема груза весом в 1 килограмм на высоту 20 сантиметров. За час работы сердце могло бы поднять человека весом 70 килограммов на высоту четвертого этажа.
В покое при каждом сокращении сердце тренированного человека в сосуды выбрасывает от 80 до 100 граммов крови. Несмотря на то что оно сокращается всего около 60 раз в минуту, а не 70—72 раза, как у нетренированного, сердце доставляет это время организму не 3500—4200, а 4800—6000 кубических сантиметров крови. Сосуды в процессе тренировки становятся более эластичными. Больше растягиваясь при выбрасывании крови сердцем, сосуды затем более энергично сокращаются и способствуют продвижению крови по организму. Это позволяет сердцу «переложить» на них часть своей работы.
При выполнении спортивных нагрузок сердце тренированного человека в состоянии преодолеть огромное напряжение. Оба желудочка сердца лыжника, прошедшего 100 километров, перекачали за 6—7 часов работы около 35 тонн крови, то есть количество, вмещающееся в большую железнодорожную цистерну. За этот период времени сердце совершило работу, необходимую для подъема 30 человек на высоту четырехэтажного дома. Иначе говоря, тренированное сердце работает значительно мощнее и одновременно экономнее.
Под влиянием систематической тренировки несколько увеличиваются размеры сердца. Тренированное сердце богаче сетью сосудов, обеспечивающих его полноценное питание. Более выражены все эти явления у спортсменов, занимающихся видами спорта, требующими длительных напряжений большой мощности: у бегунов на длинные дистанции, у лыжников, у гребцов и т. п. Несомненный интерес представляет сопоставление числа граммов веса сердца, приходящегося па килограмм веса тела, у человека и у животных с различной интенсивностью мышечной деятельности.
Очень тесной является связь между мышечной деятельностью и дыханием. Различные виды мышечных нагрузок оказывают воздействие на дыхательные движения и происходящую вентиляцию воздуха в легких, на обмен в легких кислорода и углекислоты между воздухом и кровью, па использование кислорода тканями организма.
Чередующиеся изменения в положении грудной клетки, обеспечивающие дыхание, осуществляются скелетными мышцами. Дыхание поэтому сочетается со всеми совершаемыми человеком движениями. При впервые выполняемых движениях это сочетание может быть несовершенным. Вдох и выдох совпадает с расширением или сужением грудной клетки, вызываемым тем или иным движением или упражнением. Может иметь место натуживание. Дыхание нередко задерживается. Обеспечение необходимой вентиляции легких осуществляется за счет значительного учащения дыхания. Дыхание становится, более поверхностным, газообмен в легких - неполноценным. Значительно увеличивается работа дыхательных мышц.
В процессе тренировки дыхание углубляется, учащение его становится меньшим. Совершенствуется газообмен в легких и в тканях. Дыхательные движения произвольно регулируются. Поэтому большое значение при занятиях физическими упражнениями и при спортивной деятельности приобретает сознательное согласование дыхания с движениями. Быстрее при этом формируются более совершенный механизм дыхательных движений, оптимальное число и глубина дыханий и объем проходящего через легкие воздуха. При длительных спортивных нагрузках большой интенсивности число дыханий может возрастать в отдельных случаях до 75 в минуту. Количество обмениваемого за каждое дыхание воздуха может увеличиваться до 2,5 литров и более. Объем же легочной вентиляции достигает 120—140 литров в минуту.
Изменяется и характер дыхания в покое. Обеспечивается равномерное участие в дыхании всех частей легких. Дыхание становится редким. Особенно ярко это проявляется у бегунов на средние и длинные дистанции, лыжников, пловцов. Число дыханий в покое при норме 14 —16 в минуту у них равно 8—10. При каждом дыхательном движении обменивается не 300—350, а 800— 1000 кубических сантиметров воздуха. Вентиляция легких с 5—6 литров возрастает до 8—10 литров в минуту. Дыхание становится более глубоким. Поступающий в легкие воздух, хорошо перемешиваясь с оставшимся, обеспечивает полноценное поступление кислорода в кровь. Этому способствует полное расправление легкого. Если учесть, что общая дыхательная поверхность легких равна 90— 100 квадратным метрам, это обстоятельство представляется очень существенным.
Под влиянием тренировки повышается способность организма к работе при пониженном содержании кислорода в крови. Такое понижение имеет место при нырянии и подводном плавании и видах спортивной деятельности, требующих очень больших кислородных затрат. В организме при этом создается кислородный долг. Этот долг возмещается за счет усиленной легочной вентиляции на протяжении некоторого времени после окончания работы.
Строение полноценно функционирующего легкого совершенствуется, приспосабливаясь к повышенной функции. Возрастает дыхательная поверхность. Повышается эластичность легочной ткани. Увеличивается жизненная емкость. У лиц, не занимающихся физическими упражнениями, эта величина равна 3000—4000 кубических сантиметров. У хорошо тренированных спортсменов она возрастает до 6000—7000 кубических сантиметров.
Теснейшая связь имеется между деятельностью мышц и органов пищеварения. Поступая в рот, пища измельчается и обрабатывается слюной. Работа большого числа мышц тормозит процесс слюновыделения. При приеме пищи во время работы подготовка пищи во рту к последующему перевариванию в желудке осуществляется хуже, чем в покое.
Переходя в желудок, пища подвергается обработке желудочным соком. Этому способствует постоянное перемешивание пищи волнообразными сокращениями мышц, заложенных в стенках желудка; такие сокращения называются перистальтикой.
Работа мышц, совершаемая за 30—60 минут до приема пищи, усиливает выделение желудочного сока при поступлении пищи в желудок. При интенсивной работе в период пищеварения выделение желудочного сока ухудшается, перистальтика же усиливается. Недостаточно переваренная пища при этом быстрее, чем нужно, переходит в кишечник. Всасывание пищи осуществляется неполноценно. Незначительная же мышечная нагрузка в виде, например, медленной ходьбы благоприятно влияет и на секрецию, и на перистальтику.
В кишечнике пища подвергается действию желчи, поступающей из печени, и соков, вырабатываемых пищеварительными железами желудка, кишок и поджелудочной железы. Упражнения, выполняемые за 20—30 минут до приема пищи, включающие в движение туловище и сопровождающиеся глубоким дыханием, вызывают массаж печени "и могут усилить желчевыделение. За счет перистальтики кишок совершается продвижение пищи по кишечнику. Незначительные мышечные нагрузки типа медленной ходьбы улучшают химическую обработку и продвижение пищи по кишечнику. Более интенсивная мышечная деятельность значительно ускоряет продвижение пищи и ухудшает секреторную функцию кишечника. Пища при этом выводится не полностью переваренная и недостаточно усвоенная организмом.
Систематические занятия физическими упражнениями и спортом, совершаемые с учетом времени их проведения, улучшают переваривание и всасывание пищи и обеспечивают своевременное удаление ее остатков. Последнее обстоятельство предотвращает отравление организма ядами, образующимися при задержке и загнивании остатков пищи в толстом кишечнике. В период отдыха после мышечной деятельности в печени увеличиваются запасы питательного вещества - гликогена.
Соответствующее влияние оказывает работа мышц и на деятельность почек. При усиленной мышечной деятельности, сопровождающейся потоотделением, количество мочи, выделяемой почками, уменьшается. Одновременно увеличивается содержание в ней различных остаточных продуктов обмена веществ.
Обобщая данные о взаимосвязи между работой мышц и функцией внутренних органов, следует сказать, что при тренировке устанавливается более полноценная координация в их деятельности. Совершенствуется функция и самих внутренних органов. Она начинает осуществляться наиболее экономно, с меньшими затратами. Улучшение функции внутренних органов ведет и к совершенствованию их строения. Это относится к печени, почкам и желудочно-кишечному тракту.
Сложная сочетанная деятельность мышц и внутренних органов при движениях направляется и регулируется нервной системой, функция которой совершенствуется при занятиях физическими упражнениями и спортом.
Наблюдается ускорение прохождения различных импульсов от одних отделов нервной системы к другим, а также и между нервными центрами и различными органами. У тренированного бегуна время передачи гения от звука выстрела на старте до первого шага, сделанного на дистанции, значительно меньше, чем у нетренированного. Быстрее и точнее реагирует хорошо подготовленный спортсмен на команду, на действие партнера, чем только что начавший заниматься. Информации от органов движения, органов чувств к внутренних органов становятся полноценнее и быстрее поступают в нервные центры.
Совершенствуется и деятельность различных органов чувств. Мышечно-суставное чувство, которое И. М. Сеченов определял как «сумму ощущений, сопровождающих всякое движение членов нашего тела и всякое изменение в их положении друг относительно друга», как известно, отлично развито у артистов цирка, мастеров балета, у гимнастов, лыжников, фигуристов и т. д. Оно значительно полноценнее у мастеров спорта по сравнению со спортсменами первого или второго разряда и особенно с новичками.
Улучшается под влиянием занятий физическими упражнениями и зрение. Яхтсмены, несущие вахту «вперед смотрящих», мастера футбола и других спортивных игр видят одновременно большее число различных предметов, расположенных на большем пространстве, чем другие люди. Они лучше определяют «на глаз» расстояние до отдельных предметов или между ними.
Совершенствуется также слух, равновесие, чувствительность к прикосновению.
У отдельных спортсменов формируется осознаваемое восприятие состояния внутренней среды организма. Например, некоторые бегуны 'на средние и длинные дистанции с большой точностью определяют изменения в насыщении у них крови кислородом. Это создает возможность умело распределять свои силы при прохождении дистанции. У спортсменов появляются сочетаемые комплексы восприятий в виде «чувства воздуха» у прыгунов на лыжах, «чувства воды» у пловца, «чувства снега и лыж» у лыжника, «чувства игрока» у футболиста.
Быстрее формируется и полноценная координация в работе мышц при движениях и их сочетанная деятельность с внутренними органами. Совершенствуется способность анализировать поступающие в нервную систему сигналы и ощущения и формировать нужные ответы в виде двигательных действий.
Обогащается центральная нервная система большим запасом "различных нервных связей. Наличие таких запасов делает нервную систему способной быстрее формировать новые движения. Наиболее простые из них могут сразу «с ходу» превращаться в полноценно координированные двигательные навыки. Наблюдения за занимающимися спортом в полной мере, наконец, подтверждают указания И. П. Павлова о том, что изменяется весь характер нервной деятельности человека.
«Мы имеем, — пишет И. П. Павлов, - довольно резкие и не редкие примеры, где первоначальная неуравновешенность с течением времени, посредством медленных и повторных упражнений, могла быть в значительной мере выравнена».
Данные о влиянии занятий физическими упражнениями и спортом на нервную систему следует дополнить сведениями об изменениях в биохимических процессах, протекающих в головном мозгу. В эксперименте на животных удалось установить, что в коре головного мозга в ходе тренировки накапливаются богатые энергией фосфорные соединения и различные вещества, улучшающие протекание окислительных процессов в работающих нервных клетках. Наличие этих запасов значительно повышает работоспособность нервной системы.
Изменения в строении тех звеньев нервной системы, которые принимают участие в двигательной деятельности, удалось установить в отношении разветвлений периферических нервов и замыкающих их концевых моторных пластинок. При длительной тренировке в нс« обычных для животного видах мышечной деятельности строение концевых моторных пластинок изменяется в соответствии с новым видом работы. Значительно увеличиваются при интенсивной мышечной деятельности разветвления периферических нервов.
Все изложенное позволяет сделать вывод, что под влиянием разносторонней мышечной деятельности, в частности занятий физическими упражнениями и спортом, совершенствуются строение и деятельность организма человека: повышается работоспособность, формируются возможности выполнения работы предельной напряженности и длительности, уменьшаются затраты организмом энергетических веществ на одну и ту же работу, приобретается экономичность расхода организма и на поддержание его жизнедеятельности в покое.