МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ.

ФОНОВЫЕ ВИДЫ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ.

ФИЗИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА.

ОЗДОРОВИТЕЛЬНО-РЕАБИЛИТАЦИОННАЯ

 

Оздоровительно-реабилитационная физическая культура – направленное использование физических упражнений в качестве средств лечения заболеваний и восстановления функций организма, нарушенных или утраченных вследствие заболеваний, травм, переутомления и других причин.

Её разновидностью является лечебная физическая культура, которая имеет широкий комплекс средств и методов (лечебная гимнастика, дозированная ходьба, бег и другие упражнения), связанных с характером заболеваний, травм или других нарушений функций организма (перенапряжение, хроническое утомление, возрастные изменения и др.). Средства её используются в таких режимах, как «щадящий», «тонизирующий», «тренирующий» и др., а формами проведения могут быть индивидуальные сеансы-процедуры, занятия урочного типа и др.

 

 

К фоновым видам физической культуры относят:

- гигиеническую физическую культуру, включённую в рамки повседневного быта (утренняя гимнастика, прогулки, другие физические упражнения в режиме дня, не связанные со значительными нагрузками);

- рекреативную физическую культуру, средства которой используются в режиме активного отдыха (туризм, физкультурно-оздоровительные развлечения).

Фоновая физическая культура оказывает оперативное влияние на текущее функциональное состояние организма, нормализуя его и способствуя созданию благоприятного функционального «фона» жизнедеятельности. Её следует рассматривать как компонент здорового образа жизни.

 

Развитие организма осуществляется во все периоды его жизни – с момента зачатия и до ухода из жизни. Это развитие называется индивидуальным, или развитием в онтогенезе. Каждый родившийся человек наследует от родителей врожденные, генетически обусловленные черты и особенности, которые во многом определяют индивидуальное развитие в процессе его дальнейшей жизни. Оказавшись после рождения в условиях автономного режима, ребенок быстро растет, увеличивается его масса, длина и площадь поверхности тела.

Как правило, юношеский возраст (16-21 год) связан с периодом созревания, когда все органы, их системы и аппараты достигают своей морфофункциональной зрелости. Зрелый возраст (22-60лет) характеризуется незначительными изменениями строения тела, а функциональные возможности во многом определяются особенностями образа жизни, питания, двигательной активности. Пожилому возрасту (61-74 года) и старческому (75 лет и более) свойственны физиологические процессы перестройки: снижение активных возможностей организма и его систем. Здоровый образ жизни, активная двигательная деятельность в процессе жизни существенно замедляют процессы старения.

В основе жизнедеятельности организма лежит процесс автоматического поддержания жизненно важных факторов на необходимом уровне, всякое отклонение от которого ведет к немедленной мобилизации механизмов, восстанавливающих этот уровень (гомеостаз).

Гомеостаз – совокупность реакций, обеспечивающих поддержание или восстановление относительно динамического постоянства внутренней среды и некоторых физиологических функций организма человека. Постоянство физико-химического состава поддерживается благодаря саморегуляции обмена веществ, кровообращения, пищеварения, дыхания, выделения и других физиологических процессов.

 

МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА И ЕЕ ФУНКЦИИ.

 

Существует два вида мускулатуры: гладкая (непроизвольная) и поперечно-полосатая (произвольная). Гладкие мышцы расположены в стенках кровеносных сосудов и некоторых внутренних органах. Они сужают или расширяют сосуды, продвигают пищу по желудочно-кишечному тракту и так далее. Поперечно-полосатые мышцы – это все скелетные мышцы. Основа мышц – белки, составляющие 80-85% мышечной ткани. Главное свойство мышечной ткани – сократимость.

Скелетные мышцы входят в структуру опорно-двигательного аппарата, крепятся к костям скелета и при сокращении приводят в движение отдельные звенья скелета. Они участвуют в удержании положения тела и его частей в пространстве, обеспечивают движения при ходьбе, беге, плавании, глотании, дыхании и так далее. К поперечно-полосатым мышцам относится также и сердечная мышца, автоматически обеспечивающая ритмическую работу сердца на протяжении всей жизни.

Скелетные мышцы обладают способностью возбуждаться под влиянием нервных импульсов. Возбуждение проводится до сократительных структур (миофибрилл), которые, благодаря сократительным белкам – актину и миозину, сокращаясь, выполняют определенный двигательный акт - движение или напряжение.

У человека насчитывается около 600 мышц. В каждой мышце различают активную часть (тело мышцы) и пассивную (сухожилие). По функциональному назначению и направлению движений в суставах различают мышцы сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие, сфинктеры (сжимающие) и расширители. Мышцы, действие которых направлено противоположно, называются антагонистами, однонаправлено - синергистами.

Сила мышцы определяется весом груза, который она может поднять на определенную высоту (или способна удерживать при максимальном возбуждении, не изменяя своей длины). Сила мышцы зависит:

1) от суммы сил мышечных волокон, их сократительной способности;

2) от количества мышечных волокон в мышце и количества функциональных единиц, одновременно возбуждающихся при развитии напряжения;

3) от исходной длины мышцы;

4) от условий взаимодействия с костями скелета.

Сократительная способностьмышцы характеризуется ее абсолютной силой, то есть силой приходящееся на 1 см² поперечного сечения мышечных волокон (физиологического поперечника).

ПРИМЕР: икроножная мышца – 6,24 кг, трицепс – 16,8 кг.

ЦНС регулирует силу сокращения мышцы путем изменения количества одновременно участвующих в сокращении функциональных единиц, а также частотой посылаемых к ним импульсов. В процессе мышечного сокращения потенциальная химическая энергия переходит в кинетическую энергию движения.

Различают внутреннюю и внешнюю работу. Внутренняя работа связана с трением в мышечном волокне при его сокращении. Внешняя работа проявляется при перемещении собственного тела, груза, отдельных частей организма в пространстве. Она характеризуется КПД мышечной системы, то есть отношением производимой работы к общим энергетическим затратам (для мышц человека КПД составляет 15-20%, у физически развитых, тренированных людей этот показатель достигает 25-30%).

Сокращение и напряжение мышцы осуществляются за счёт энергии, освобождающейся при химических превращениях, которые происходят при поступлении в мышцу нервного импульса или нанесении на неё непосредственного раздражения.

Первичным источником энергии для сокращения мышцы служит расщепление аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Т.к. запасы АТФ в мышце незначительны, необходим непрерывный ресинтез АТФ. Он происходит за счёт энергии, получаемой от окисления питательных веществ. Химические превращения в мышце протекают как при наличии кислорода (в аэробных условиях), так и при его отсутствии (в анаэробныхусловиях).

Время развертывания аэробного пути образования АТФ составляет 3-4 минуты (у тренированных – до 1 минуты), максимальная мощность при этом 350-450 кал/мин/кг, время поддержания максимальной мощности – десятки минут. Кроме того, аэробный путь ресинтеза АТФ отличается универсальностью в использовании субстратов: окисляются все органические вещества организма и отличается высокой экономичностью - в ходе этого процесса идет глубокий распад исходных веществ до конечных продуктов СО₂ и Н₂О.

Однако есть недостатки: 1) требует потребления кислорода, доставка которого в мышечную ткань обеспечивается дыхательной и сердечно-сосудистой системами, это связано с их напряжением и 2) развертывание пути продолжительно во времени и невелико по мощности. Поэтому мышечная деятельность не может быть полностью обеспечена аэробным процессом ресинтеза АТФ, и организм вынужден дополнительно использовать анаэробный путь образования АТФ, имеющий более короткое время развертывания и большую максимальную мощность процесса.

В анаэробных условиях необходимая энергия освобождается в процессе расщепления углеводов (гликогена и глюкозы). Под влиянием гликолетических ферментов они распадаются до молочной кислоты с выделением энергии. Между тем длительная деятельность мышцы возможна лишь при достаточном поступлении к ней кислорода, так как содержание веществ, способных отдавать энергию в анаэробных условиях постепенно падает. Из-за развившейся гипоксии (нехватки кислорода) не полностью восстанавливается АТФ, возникает так называемый кислородный долг и накапливается молочная кислота.

Таким образом, все энергетические расходы мышцы обеспечивает процесс окисления органических веществ. Установлено, что 1 грамм белка при окислении выделяет 4,1 ккал, 1 грамм жира – 9,3 ккал, 1 грамм углеводов – 4,1 ккал .Суточный расход энергии человека включает величину основного обмена (минимальное количество энергии, которую расходует человек в состоянии покоя 1500-1800 ккал) и энергию, необходимую для выполнения профессионального труда, спортивной деятельности.

По характеру выполняемой работы взрослое население может быть разделено на 4 группы:

суточный расход энергии

1. Профессии, не связанные с – 2000 – 3000 ккал.

физическим трудом

2. Механизированный труд – 3000 – 3500 ккал.

3. Немеханизированных труд – 3500 – 4500 ккал.

4. Тяжелый, немеханизированный – 4500 – 5000 ккал

труд, спортивная деятельность (в отдельных случаях 7000 – 8000 ккал).

 

Во время мышечной работы для увеличения газообмена усиливаются функции дыхания и кровообращения. Совместная работа систем дыхания и кровообращения оценивается рядом показателей: частотой дыхания, дыхательным объемом, легочной вентиляцией, ЖЕЛ, кислородным запросом, потребление кислорода, ЧСС, минутный объем крови.

Частота дыхания. Средняя ЧД в покое – 15-18 циклов в минуту. Один цикл: вдох, выдох, дыхательная пауза. У спортсменов – 6-12 циклов в минуту за счет увеличения дыхательного объема. При физической работе – 20-40 циклов в минуту.

Дыхательный объем – количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле. В покое - 200-300 мл., при физическое работе – до 500 мл и более.

Легочная вентиляция – объем воздуха, проходящий через легкие за 1 минуту (ДО х ЧД). В покое 5-9 л. при интенсивной физической работе – до 150-180л.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – максимальный объем воздуха, выдыхаемый после максимального вдоха (прибор – спиртометр). Средние значения ЖЕЛ у мужчин 3800-4200 мл, у женщин 3000-3500, у спортсменов до 7000 у мужчин, до 5000 у женщин.

Кислородный запрос – количество кислорода необходимое организму в 1 минуту. В покое – 250-300мл. при интенсивной физической работе может увеличиваться в 20 раз.

Суммарный (общий) кислородный запрос – количество кислорода необходимое для выполнения всей предстоящей работы. ПРИМЕР: в беге на 400 м. о.к.з. = 27л.

Максимальная потребность кислорода (МПК) – наибольшее количество кислорода, который может усвоить организм при предельно напряженной для него работе. У не занимающихся спортом МПК 2-3,5 л/мин. У спортсменов (особенно занимающихся циклическими видами спорта) – у женщин 4 л/мин., у мужчин – 6 л/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 внешним и внутренним причинам.

Внешние причины – загрязнение воздуха, подъем на высоту (в горы, полет на самолете). В этих случаях падает парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе и снижается количество кислорода поступающего в кровь для доставки к тканям.

Внутренние причины – состояние дыхательного аппарата и сердечно-сосудистой системы, проницаемости стенок альвеол и капилляров, количества эритроцитов в крови и процентного содержания в них гемоглобина, способности усваивать доставляемый кислород.

Двигательная активность человека, занятия физическими упражнениями и спортом оказывают существенное влияние на развитие и состояние сердечно-сосудистой системы. Кровь в организме под воздействием работы сердца находится в постоянном движении. В покое кровь совершает полный кругооборот за 21-22 сек., при физической работе - за 8 сек и менее. В результате такого увеличения скорости кровотока значительно повышается снабжение тканей организма кислородом и питательными веществами. Ни один орган не нуждается столь сильно в тренировке и не поддается ей столь легко, как сердце. Работая с большой нагрузкой при выполнении физических упражнений, сердце неизбежно тренируется. Расширяются границы его возможностей, оно приспосабливается к перекачке количества крови намного большего, чем это может сделать сердце натренированного человека. В процессе регулярных занятий физическими упражнениями и спортом, как правило, происходит увеличение массы сердечной мышцы и размеров сердца. Масса сердца у нетренированного – 300 гр. у тренированного – 500гр.

Показателями работоспособности сердца являются: частота пульса (ЧСС), кровяное давление, систолический и минутный объем крови.

Частота пульса соответствует частоте сердечных сокращений. В покое пульс здорового человека 60-70 уд/мин. (10-12 уд/10сек). ЧСС – наиболее удобный и информативный показатель интенсивности нагрузки, особенно в циклических видах спорта. Физиологи определяют 4 зоны интенсивности нагрузки по ЧСС:

0 зона – характерна аэробным процессом энергообразования при ЧСС до 130 уд/мин (21-22 уд./10сек). Кислородного долга не возникает. Применяется в целях разминки, для восстановления или для активного отдыха.

I зона – ЧСС = 130-150 уд/мин (22-25 уд/10 сек). Наиболее типична для начинающих спортсменов, так как прирост достижений и потребление 0₂ (с аэробным энергообеспечением) происходит у них с ЧСС = 130 уд/мин (т.н. рубеж или порог готовности).

II зона – ЧСС = 150-180 уд/мин (25-30 уд/10 сек). Подключаются анаэробные механизмы энергообеспечения (150 уд/мин – порог анаэробного обмена – ПАНО). Однако у слабо подготовленных спортсменов ПАНО может быть и при 130-140 уд/мин, а хорошо тренированных – 160-165 уд/мин.

III зона – ЧСС более 180 уд/мин (30 уд/10 сек) – совершенствуются анаэробные механизмы энергообеспечения, на фоне значительного кислородного долга.

Кровяное давление – создается силой сокращения желудочков сердца и упругостью стенок сосудов. В норме у здорового человека в возрасте 18-40 лет в покое АД 120 / 75 мм. рт. ст. (120 – систолическое, 75 – диастолическое). Постоянная разность давления обеспечивает непрерывный ток крови по кровеносным сосудам.

Физическая работа способствует расширению кровеносных сосудов, снижению тонуса их стенок, а 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, к стойкому повышению кровяного давления, которое, как правило, является главным признаком гипертонической болезни. Свидетельствует о заболевании также и гипотония, это может быть следствием ослабления деятельности сердечной мышцы.

В результате специальных занятий физическими упражнениями и спортом кровяное давление претерпевает положительные изменения. Предельная ЧСС у тренированных людей при физической нагрузке может находиться на уровне 200-240 уд/мин. (33-40 уд/10 сек), а систолическое давление на уровне 200 мм. рт. ст. Нетренированное сердце такой ЧСС достигнуть просто не может, а высокое АД 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. 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.

Минутный объем крови – количество крови, выбрасываемое желудочком за 1 минуту. Наибольший систолический объем наблюдается при ЧСС 130-180 уд/мин (22-30 уд/10 сек), при этом объем циркулируемой крови способен возрастать до 18 л/мин у нетренированных и до 40 л/мин у тренированных. При ЧСС выше 180 уд/мин (30 уд/10 сек) систолический объем начинает снижаться. Поэтому наилучшие возможности для тренировки сердечно-сосудистой системы имеют место при физических нагрузках, когда ЧСС – 130-180 уд/мин (22-30 уд/10 сек), особенно в занятиях циклическими видами спорта на открытом воздухе.

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. При малоподвижном образе жизни, венозная кровь может застаиваться (к примеру в брюшной полости или в области таза при длительной сидении). Вот почему движению крови по венам способствует деятельность окружающих их мышц, т.н. «мышечныйнасос».

Сокращаясь и расслабляясь, мышцы то сдавливают вены, то прекращают этот процесс, давая им расправиться, тем самым способствуя 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 активно он работает при (ходьбе, беге, плавании, беге на лыжах, коньках). Кроме того, мышечный насос способствует более быстрому отдыху сердца и после интенсивной физической нагрузки.

После резкого прекращения длительной, достаточно интенсивной циклической работы (ходьба, бег) может наступить гравитационный шок. 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 (3-5 мин) снижать интенсивность.

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 О₂ мышцами и внутренними органами вызывает дополнительную тренировку физиологических механизмов, обеспечивающих кислородный обмен и устойчивость к недостатку О₂.

Большую роль в регуляции кислородного обмена имеет углекислота, являющаяся основным раздражителем дыхательного центра, который располагается в продолговатом отделе головного мозга. Изменение содержания углекислого газа в крови оказывает влияние на регуляторные механизмы, обеспечивающие улучшение снабжения организма О₂, и служит мощным регулятором в борьбе с гипоксией. Наиболее доступный способ выработки устойчивости к гипоксии – упражнения с задержкой дыхания.

Итак, физическая нагрузка оказывают двойной тренирующий эффект: повышают устойчивость к кислородному голоданию и, увеличивая мощность дыхательной и сердечно-сосудистой систем, способствуют лучшей утилизации кислорода.