[ «ФИЗИОЛОГИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ И СПОРТА Учебно-методический комплекс Для студентов, обучающихся по специальности 050720 Физическая культура Горно-Алтайск РИО Горно-Алтайского госуниверситета 2008 Печатается по ...»
Для его обеспечения нужен кислород, адекватная доставка которого к мышцам зависит от систем дыхания и кровообращения. А они также врабатываются постепенно. В единицу времени образуется 0,8 моль АТФ/мин при окислении углеводов и 0,4 моль/мин при окислении жиров. Следствием этого является менее интенсивная работа, но зато она может продолжаться много часов.
Предстартовое состояние. Как правило, еще перед началом выполнения физических упражнений в организме происходят заметные изменения функций ряда органов и систем. Они направлены на подготовку организма и способствуют ускорению процесса врабатывания. У спортсмена заранее повышается частота сердечных сокращений, изменяется дыхание, т.е. активизируется система транспорта газов. Можно обнаружить и сдвиги в показателях крови: возрастает уровень сахара и лактата. Эти изменения – следствие возбуждения симпато-адреналовой системы, регулирующей эмоциональное состояние. Выраженность предстартового состояния обусловлена условнорефлекторными механизмами, связанными с проявлением рефлекса на время, место и т.п. Предстартовое состояние наиболее выражено перед спортивными соревнованиями, тогда оно может проявляться за несколько часов и даже дней до старта.
В зависимости от характера изменений физиологических функций и эмоционального статуса выделяют три вида предстартовых состояний: первый – характеризуется умеренным эмоциональных возбуждением и обеспечивает высокий спортивный результат; для второго – характерно повышенное возбуждение центральной нервной системы, под влиянием которого работоспособность может как увеличиваться, так и уменьшаться; третий вид состояний отличается преобладанием тормозных процессов, приводящих, как правило, к снижению спортивного результата.
Изменение состояния организма при разминке. Разминка – комплекс упражнений, выполняемых перед тренировкой или соревнованием и способствующий ускорению процесса врабатывания, повышению работоспособности.
Физиологические эффекты разминки разнообразны. Разминка повышает возбудимость и активность сенсорных, моторных и вегетативных центров, усиливает деятельность эндокринных желез, создавая тем самым условия для более эффективной регуляции вегетативных и моторных функций при последующей работе. Повышается температура тела, особенно работающих мышц, благодаря чему увеличивается активность ферментов и, следовательно, скорость биохимических реакций в мышечных волокнах, возбудимость и лабильность мышц, повышается скорость их сокращения.
Разминка усиливает работу систем, обеспечивающих транспорт кислорода к работающим мышцам. Возрастает легочная вентиляция, скорость диффузии кислорода из альвеол в кровь, МОК, расширяются артериальные сосуды скелетных мышц, увеличивается венозный возврат, повышается (благодаря увеличению температуры тела) интенсивность диссоциации оксигемоглобина в тканях. Разминка спортсмена бывает общей и специальной. Общая состоит из упражнений, способных повысить возбудимость нервной системы, температуру тела, активизировать систему транспорта кислорода. Специальная часть разминки по своей структуре должна быть как можно ближе к характеру предстоящей деятельности.
Врабатывание – это процесс постепенного выхода на необходимый уровень функций мышечной системы и вегетативных органов, участвующих в обеспечении мышечной деятельности.
Сами скелетные мышцы, иннервируемые соматической нервной системой выходят на должный функциональный уровень достаточно быстро (уже через 4-5 с). Это время необходимо для возбуждения моторных отделов ЦНС, вовлечения необходимого количества мышц. Значительно большей инертностью обладают внутренние органы - дыхание и кровообращение.
Внешнее дыхание за счет участия в нем скелетных мышц врабатывается быстрее. Уже с первыми сокращениями скелетных мышц дыхательные движения учащаются, а через 20-30 с и углубляются. Однако точное соответствие МОД устанавливается спустя несколько минут.
Сердечно-сосудистая система выходит на стационарный уровень спустя 3-5 мин после начала их сокращения. Постепенно за счет увеличения чсс растет МОК. К 3-5 минуте устанавливается и необходимое состояние сосудов работающих мышц: они расширяются, что обеспечивает поступление сюда большого объема крови за счет перераспределения кровотока.
Время врабатывания органов и систем после начала выполнения физического упражнения определяется мощностью работы, состояние организма.
Чем интенсивнее мышечная работа, тем меньше время врабатывания систем транспорта кислорода. Так, при интенсивной нагрузке устойчивость функций вегетативных органов устанавливается уже к концу 1-й минуты, а при выполнении вдвое менее активной работы врабатывание завершается лишь после 3-5й минуты.
В связи с тем, что транспорт кислорода усиливается постепенно, вначале любой работы сокращение мышц осуществляется, в основном, в анаэробных условиях. Разница между потребностью в кислороде во время периода врабатывания и его реальным поступлением называется кислородным дефицитом.
При не тяжелых нагрузках дефицит кислорода покрывается еще во время самой работы. При выполнении субмаксимальных и максимальных физических упражнений возникающий дефицит кислорода ликвидируется после завершения работы, составляя часть общего кислородного долга.
Скорость изменения физиологических функций во время врабатывания зависит от интенсивности (мощности) выполняемой работы. Чем больше мощность, тем быстрее происходит усиление деятельности сердечнососудистой и дыхательной систем. При одинаковых по характеру и мощности упражнениях врабатывание происходит тем быстрее, чем выше уровень тренированности человека.
Устойчивое состояние. Период врабатывания завершается переходом систем организма на устойчивый уровень, при котором обеспечивается заданная интенсивность мышечной работы. Это состояние характеризуется поддержанием на стационарном состоянии обеспечения мышц энергией.
Время работы в устойчивом состоянии зависит от мощности нагрузки и состояния организма. Чем интенсивнее работа, тем меньше времени поддерживается устойчивое состояние функционирования всех органов и систем, обеспечивающих эту работу. Это зависит от резервов путей ресинтеза АТФ в мышцах. При интенсивной работе велика роль гликолиза, при котором образуются недоокисленные продукты обмена, ограничивающие работоспособность. При менее интенсивной работе используется аэробный путь ресинтеза АТФ, который в состоянии обеспечить сокращение мышц в течение длительного времени. При этом поддержание устойчивого состояния определяется не возможностями скелетных мышц, а работоспособностью систем транспорта кислорода – сердечно-сосудистой, дыхательной и кровью.
За счет перераспределения крови, интенсивно сокращающиеся мышцы могут получать в 20 раз больше крови, а интенсивность поглощения кислорода ими может возрастать в 50-60 раз. Более интенсивное поглощение кислорода работающими мышцами, обусловлено следующими механизмами:
- понижение давления кислорода в мышце приводит к росту градиента парциального давления кислорода между ними и притекающей кровью - повышение температуры - увеличение кислотности - увеличение концентрации в эритроцитах 2,3 ДФГ Все указанные механизмы ускоряют диссоциацию оксигемоглобина.
Кроме того, в крови резко возрастает уровень напряжения углекислого газа и содержание недоокисленных продуктов обмена, что наряду с активностью симпатической нервной системы поддерживает на высоком уровне интенсивность дыхания и сокращений сердца. Продолжительность устойчивого состояния определяет предел работоспособности организма спортсмена.
Утомление. Устойчивое рабочее состояние рано или поздно приводит к развитию утомления. Утомлением называется такое состояние, при котором вследствие длительной или напряженной работы ухудшается функция двигательной системы и вегетативных органов, их координация и снижается работоспособность. Физиологическое назначение утомления – оповещение организма о необходимости закончить работу, т.к. ее интенсивность и длительность могут привести к чрезмерному истощению организма. Для послерабочего восстановления в организме необходим минимальный уровень энергоемких веществ не менее 30%. И если с помощью допинга отодвинуть наступление утомления, то последующее восстановление будет крайне затруднено, а иногда даже невозможно, и человек может погибнуть.
Основным признаком является снижение работоспособности. Ведущая роль в отказе от мышечной работы принадлежит системам регуляции, и в первую очередь, нервной системе.
При чрезвычайно интенсивной работе быстро истощаются фосфагены (АТФ и КФ) в мышцах. Это мышечный компонент развития утомления. Нейрогенный механизм: высокая частота афферентной и эфферентной импульсации в моторных центрах снижает их возбудимость. Падает проводимость в синапсах, так как из-за высокой частоты импульсации не успевает ресинтезироваться медиатор. При субмаксимальной нагрузке происходит закисление саркоплазмы за счет продуктов гликолиза, снижается активность ферментов гликолиза, падает способность к ресинтезу АТФ, падает активность миозина, возможность выброса кальция СПР.
При менее интенсивной, но продолжительной работе на первый план выходят процессы, развивающиеся в ЦНС. Они являются следствием изменения в систем кровоснабжения и метаболического обмена во всем организме. Так, после преодоления марафонской дистанции у спортсменов резко снижаются запасы гликогена в мышцах и печени, что приводит к снижению уровня глюкозы в крови. А это один из основных источников окисления для нервных клеток. В результате снижается возбудимость нервных центров при одновременном росте в них содержания тормозных медиаторов (ГАМК).
Указанные изменения в нервных центрах приводят к нарушению адекватной регуляции функций скелетных мышц и вегетативных органов. Формирующиеся в ЦНС процессы приводят к появлению чувства усталости. Усталость является субъективным показателем накапливающегося в организме утомления.
Восстановление. Уже при выполнении работы в организме непрерывно происходят процессы, направленные на восстановление энергетических ресурсов и обновление структур. Но наиболее активно восстановление протекает после прекращения работы. Причем при правильном сочетании тренировки и отдыха все ресурсы не только восстанавливаются до прежнего уровня, но и могут превышать его. После максимальной нагрузки восстановление развивается быстро и может закончиться спустя несколько часов, в то время как после преодоления марафонской дистанции даже у тренированных спортсменов этот процесс растягивается на несколько дней (основной обмен нормализуется не менее чем через три дня). Таким образом, особенность выполненной нагрузки определяет характер адаптационных изменений.
В результате тренировок все органы и системы, которые обеспечивали выполнение физических упражнений, претерпевают морфологические изменения. Если нагрузки были интенсивными (скоростно-силовыми), то изменения развиваются главным образом в двигательной системе. При этом гипертрофируются быстрые мышечные волокна, вместе с этим возрастает мышечная масса. При тренировке на выносливость к длительной работе развиваются преимущественно медленные мышечные волокна, в которых возрастает функциональные возможности аэробных механизмов ресинтеза АТФ. Изменения развиваются в сердечно-сосудистой и дыхательной системах, крови.
Эффективность выполнения физических упражнений проявляется в снижении затрат кислорода и уменьшении напряженности систем его транспорта.
Процесс восстановления ускоряется при активном отдыхе. Одной из его разновидностей является работа в период отдыха тех мышц, которые не были задействованы в выполнении основного упражнения. Другой разновидностью является смена режима физической работы. Так, если физические упражнения сопровождались накоплением большого количества недоокисленных продуктов обмена, то после их окончания полезно выполнить работу небольшой интенсивности. Новая нагрузка, приводя к улучшению кровообращения и усилению дыхания, способствует выведению продуктов обмена из работавших мышц, усилению процессов окисления. При этом, к примеру, молочная кислота будет активно окисляться в цикле Кребса, и одним из органов ее поглощения является сердце.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ
ФОРМИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ
1.Фазы формирования двигательного навыка. Двигательная память и автоматизация движений. Значение формирования динамического стереотипа и экстраполяции в спортивных двигательных навыках 2.Гетерохронность развития движений у детей. Возрастные особенности развития двигательных навыков. Роль физических упражнений в развитии двигательной функции у детей разного школьного возраста 1.Фазы формирования двигательного навыка. Двигательная память и автоматизация движений. Значение формирования динамического стереотипа и экстраполяции в спортивных двигательных навыках Вновь образованные, доведенные до автоматизма движения называются двигательными навыками. Формирование двигательных навыков связано с совершенствованием каких-либо упражнений. Двигательный навык представляет собой индивидуально приобретенную форму различных по сложности координаций двигательных действий, образующуюся путем систематической тренировки.Фонд двигательных навыков человека состоит, с одной стороны, из врожденных двигательных действий (сосание, глотание, сгибание и разгибание конечностей в ответ на действие раздражителей и т.д.), с другой – из двигательных актов, формирующихся в процессе специального обучения на протяжении индивидуальной жизни. Человек рождается с крайне ограниченными по числу и сложности проявлениями двигательных действий. В то же время, по наследству передается чрезвычайно важное свойство нервной системы – пластичность, обеспечивающее хорошую тренированность, то есть способность в процессе обучения овладевать новыми, сложными по координации формами движений.
Физиологическим механизмом образования двигательных навыков, то есть механизмом тренируемости, благодаря которому формируются новые виды двигательной деятельности, являются условные рефлексы. Формирование новых двигательных навыков происходит на базе ранее приобретенных организмом координаций. Чем больше у человека запас выработанных ранее двигательных актов, тем легче и быстрее он способен разучивать новые движения. Успешнее всего новые формы движений осваивают спортсмены, владеющие большим комплексом уже закрепленных сложных двигательных актов (гимнасты, акробаты, фигуристы).
В осуществлении новых двигательных актов важное значение имеет способность центральной нервной системы к экстраполяции. Процесс экстраполяции позволяет осуществлять как бы перенос уже имеющихся навыков и реализовать без предварительной подготовки новые координированные двигательные действия. Таким образом, новые двигательные навыки возникают на базе уже имеющихся: чем больше у человека двигательных навыков, тем быстрее у него формируется новый.
Выработка условного рефлекса происходит успешно, когда кора больших полушарий свободна от других видов деятельности. Поэтому обучение на одном занятии сразу нескольким новым движениям будет малоэффективно.
Большое значение при образовании нового двигательного навыка имеет уровень возбудимости нервной системы и особенно ее высшего отдела – головного мозга. Занятия должны быть эмоциональными, вызвать интерес у занимающихся. При этом формирование двигательного навыка будет происходить быстрее.
Двигательный навык представляет собой цепь двигательных актов, включающую несколько самостоятельных элементов (фаз, циклов), объединенных общей конечной целью. В процесс тренировки, направленной на формирование двигательного действия, отдельные компоненты движения выстраиваются в своеобразную систему последовательных двигательных актов в виде динамического стереотипа. Динамический стереотип в спортивных движениях относится только к последовательности осуществления их отдельных фаз. Временные отношения между фазами движений могут постоянно варьировать.
Формирование двигательного навыка при занятиях спортом проходит через несколько фаз. Первая – объединение отдельных элементов движения в целостное действие, характеризуется иррадиацией возбуждения в моторной зоне коры с генерализацией ответных двигательных реакций и вовлечением в работу «лишних» мышц (фаза генерализации). В начале обучения новому движению у занимающихся еще отсутствует точная и тонкая дифференцировка раздражений. Поэтому для них характерны обобщенная ответная реакция и вовлечение в работу большой группы мышц, которые не нужны для выполнении данного двигательного акта.
Во второй стадии, благодаря постепенной концентрации возбуждения, происходит улучшение координации движений, усиление стереотипности двигательных актов. Происходит концентрация возбудительно-тормозных процессов. Большую роль в этом играет дифференцировочное торможение.
Иррадиация возбуждения ограничивается и постепенно сменяется концентрацией в строго определенных нервных центрах. Условнорефлекторные связи уточняются, структура движения совершенствуется, исключаются лишние мышечные группы. Большую роль при этом играет вторая сигнальная система. В это время происходит формирование и закрепление двигательной доминанты.
Третья фаза формирования двигательного навыка – автоматизация. На этой фазе совершенствуется и полностью закрепляется двигательный динамический стереотип. Движения становятся точными, экономичными.
В процессе формирования двигательного навыка формируются и вегетативные реакции, направленные на его обеспечение. При осуществлении двигательного навыка усиливаются функции кровообращения и дыхания, угнетается деятельность пищеварительной системы. Если структура двигательного навыка проста, то раньше формируется движение, а позже вегетативные реакции. В двигательном навыке со сложными движениями все происходит наоборот: вначале формируются вегетативные реакции, а потом движение.
Вегетативные реакции двигательного навыка инертны. При изменении режима работы движения изменяются сразу, а вегетативные органы еще продолжают некоторое время работать в прежнем режиме.
Прочный двигательный навык очень трудно переделать. Поэтому при обучении следует сразу формировать правильные движения, так как переучивание потребует много времени.
Точность воспроизведения повторных движений зависит не только от величины параметров движений, но и от сохранения этих параметров в памяти.
Двигательные навыки, как и другие условные рефлексы, по мере закрепления становятся все более стойкими. При этом - чем они проще по своей структуре, тем прочнее. После прекращения систематической тренировки навык начинает утрачиваться. Быстрее всего разрушаются наиболее сложные в координационном плане компоненты двигательного навыка. Простые компоненты навыка могут сохраняться годами и даже десятилетиями. Так, человек, научившись плавать, ездить на велосипеде, сохраняет эти навыки в простейшем варианте даже после больших перерывов.
2.Гетерохронность развития движений у детей. Возрастные особенности развития двигательных навыков. Роль физических упражнений в развитии двигательной функции у детей разного школьного возраста Имеется ряд общих закономерностей развития с возрастом моторных качеств: гетерохронность, разнонаправленность и наличие сензитивных периодов.
Первой особенностью возрастного развития является то, что разные качества достигают своего максимального развития в различном возрасте, что свидетельствует о гетерохронности (разновременности) созревания функциональных систем. Быстрота и частота движений достигают максимального развития уже в 13-15 лет. К этому же возрасту заканчивается в основном развитие координационных возможностей человека: меткости баллистических движений, точности дифференцирования амплитуды и усилий. Позже достигает максимального развития выносливость к статистическим усилиям (в 18лет). Мышечная сила и аэробная выносливость к динамической работе достигают максимума в 25-30 лет. У женщин сроки достижения максимума развития моторных качеств меньше на 1-2 года.
Второй особенностью возрастного развития моторных качеств является разнонаправленность их изменения в отдельные возрастные периоды, в частности – в период полового созревания. Скоростно-силовые качества в этот период растут интенсивно, а координированность (точность дифференцирования и воспроизведения амплитуд и усилий) часто даже ухудшается. Происходит это потому, что наблюдающаяся в этот период гормональная перестройка организма приводит к росту возбуждения и подвижности нервных процессов, которые способствуют проявлению скоростно-силовых качеств, но затрудняют управление соразмерностью движений из-за искажения субъективных эталонов движений в сторону их увеличения.
Следует учитывать и анатомо-морфологические изменения, происходящие в этот период у детей. Увеличение длины тела и конечностей приводит к изменению биомеханической структуры движений, что требует выработки новых координаций.
Третьей особенностью возрастного развития психомоторных качеств является наличие сенситивных периодов, во время которых наблюдается наибольшее развитие той или иной функции при ее упражнении.
Например, такое качество, как подвижность в тазобедренных суставах (выворотность), развивается до 12-15 лет. Если пропустить этот возраст, то выворотность развить практически невозможно.
Гибкость (подвижность позвоночного столба) определяет успешность выполнения упражнений в гимнастике и акробатике, в прыжках в воду, плавании, барьерном беге. Подвижность в плечевом суставе важна для пловцов и метателей, в локтевом – в спортивных играх и т.д. Подвижность позвоночного столба при сгибательных движениях и подвижность в тазобедренных суставах лучше у представительниц спортивной гимнастики, а подвижность позвоночного столба при разгибательных движениях лучше у девушек, занимающихся художественной гимнастикой.
Большой эффект в развитии подвижности позвоночного столба (гибкость) достигается в том случае, когда целенаправленное развитие начинает осуществляться уже в раннем школьном возрасте. В более позднем возрасте (начиная с 13-14 лет) подвижность в суставах совершенствуется с большим трудом. Практика показывает также, что научить человека кататься на коньках, ездить на велосипеде и плавать легче в дошкольном возрасте, потому что в эти годы активно развиваются органы равновесия, меньше выражены реакции, связанные с боязнью.
Понятие ловкость не имеет общепризнанного определения среди ученых. Одно из определений ловкости – возможность человека совершать пространственно точные и своевременные действия.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ФИЗИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ
1. Физиология развития физических качеств. Анатомо-физиологические основы развития максимальной силы (МС). Произвольная сила мышц (МПС) и силовой дефицит. Факторы, определяющие развитие МС и МПС 2. Рабочая гипертрофия мышц и ее виды. Роль стероидных гормонов в развитии статической и динамической силы 3. Физиологические основы развития скоростно-силовых качеств (силовой и скоростной компонент мощности) 4. Физиологические основы развития выносливости. Специфичность выносливости и ее виды. Показатели и критерии выносливости 1. Физиология развития физических качеств. Анатомофизиологические основы развития максимальной силы (МС).Произвольная сила мышц (МПС) и силовой дефицит. Факторы, Форма движения и его качественные характеристики тесно связаны между собой. Образование любого двигательного навыка связано и с качественными изменениями самого движения – его силы, быстроты и ловкости. В процессе овладения тем или иным движением одновременно изменяются и его качественные характеристики. Например, при разучивании броска одной рукой в прыжке у баскетболиста совершенствуются и скоростно-силовые качества. Но такой путь развития физических качеств медленный и малоэффективный. В тренировочном процессе используются специальные упражнения, направленные на совершенствование физических качеств.
Степень проявления физических качеств зависит от функционального состояния мышц (их возбудимости, сократимости, лабильности), характера нервной регуляции и уровня деятельности вегетативных функций.
Каждое из физических качеств развивается в тесной взаимосвязи с другими. Например, развитие быстроты происходит одновременно с развитием силы.
Развитие физических качеств обеспечивает повышение результатов не только в том упражнении, на выполнение которого направлена тренировка, но и в других, хотя и менее значительное. Это называется переносом двигательных навыков и качеств. Перенос может быть положительным или отрицательным. Каким он будет – положительным или отрицательным, зависит от степени сходства стереотипов нервных процессов и морфологических и функциональных изменений в организме, обеспечивающих развитие физических качеств. Если сходство большое, то перенос будет положительным, и наоборот. Положительный перенос более ярко выражен у спортсменовновичков.
Сила характеризуется степенью напряжения, которое способна развить мышца. Мышечная сила с возрастом увеличивается. Это связано с увеличением поперечного сечения мышцы, которое начинает интенсивно расти с лет. С возрастом увеличивается и количество работающих во время мышечного напряжения двигательных единиц. Для большинства групп мышц максимальная сила отмечается в возрасте 20-30 лет.
Тренировка увеличивает мышечную силу. Это достигается за счет увеличения поперечного сечения мышц, содержания в них богатых энергией химических соединений, а также совершенствования нервной регуляции мышц, усиления адаптационно-трофических нервных влияний и повышения уровня деятельности вегетативных функций, особенно сердечно-сосудистой системы.
Максимальная произвольная сила (МПС) мышц человека зависит от двух групп факторов: мышечных (периферических) и координационных (центральных).
Зависимость МПС от периферических факторов связана с механическими условиями действия мышечной тяги, с исходной длиной мышцы, площадью ее поперечного сечения, с соотношением быстрых и медленных волокон в сокращающейся мышце, с внутренней ее температурой. При равенстве всех перечисленных факторов максимально возможная сила мышцы в изометрическом режиме достигается в случае активации всех двигательных единиц и при сокращении всех волокон в режиме гладкого тетануса.
Координационные факторы, определяющие максимальную произвольную силу, - это центральные механизмы управления деятельностью мышц.
Среди них выделяют механизмы внутримышечной координации (число возбуждаемых мотонейронов мышцы и синхронизацию их импульсации во времени) и межмышечные координационные механизмы (выбор необходимых для выполнения поставленной задачи мышц-синергистов и сопряженное торможение мышц-антагонистов). В естественных условиях МПС всегда меньше, чем истинная максимальная сила мышцы. Последнюю определяют, раздражая у человека нерв, иннервирующую мышцу (например, трехглавую мышцу голени), импульсами электрического тока. Разница между истинной максимальной силой мышц и их МПС называется силовым дефицитом.
При тренировке силы мышц происходит умеренное повышение активности нейронов сенсорных и моторных центров. Усиливаются внутрицентральные и корково-спинальные функциональные связи моторных центров, обеспечивающие при выполнении силовых упражнений максимально возможное по числу вовлечение в работу двигательных единиц. Улучшаются центральные координационные процессы управления различными мышечными группами.
2. Рабочая гипертрофия мышц и ее виды. Роль стероидных гормонов в развитии статической и динамической силы В развитии максимальной силы сокращения мышцы имеют значение ее структурные особенности: общее число мышечных волокон, их ход (прямой, косой), толщина волокон, количество миофибрилл в каждом волокне. При прочих равных условиях сила мышц зависит от ее поперечного сечения. Увеличение поперечника мышцы в результате специальной физической тренировки называется рабочей гипертрофией.
Выделяют два крайних типа рабочей гипертрофии мышечных волокон – миофибриллярную и саркоплазматическую. При миофибриллярной рабочей гипертрофии увеличение поперечных размеров волокон обусловлено ростом числа и объема миофибрилл. Миофибриллярная гипертрофия возникает лишь при использовании в качестве тренировочных нагрузок усилий более 75% от максимальной произвольной силы.
В основе рабочей гипертрофии лежит интенсивный синтез мышечных белков. Роль стимулятора синтеза актина и миозина, а значит и рабочей гипертрофии, выполняет креатин, содержание которого в сокращающихся мышцах растет. Под влиянием гипоталамо-гипофизарной системы повышается продукция андрогенов. Возрастает количество рецепторов андрогенов в ядрах и цитоплазме миоцитов. Повышается концентрация соматотропина и синтезируемых печенью соматомединов, ускоряющих утилизацию аминокислот и глюкозы мышечными клетками, синтез протеинов и развитие мышечной гипертрофии. Усиление поглощения аминокислот и глюкозы, синтез РНК, ДНК и тканевых белков, увеличение количества актин-миозинового комплекса происходят преимущественно в быстрых волокнах. Кроме того, в процессе силовой тренировки возрастает количество белков саркоплазматического ретикулума, миозиновой АТФ-азы и миоглобина. Все это приводит к миофибриллярной гипертрофии в быстрых гликолитических волокнах, увеличению занимаемой ими площади в тренируемых мышцах и, следовательно, силы мышц. Структурные адаптивные перестройки сопровождаются метаболическими. Имеет место локальное увеличение запасов креатинфосфата и гликогена, содержания и активности миокиназы, КФ-киназы и гликолитических ферментов, повышение мощности фосфагенной и гликолитической энергетических систем скелетных мышц.
Силовая тренировка, как и другие не изменяет соотношения в мышцах быстрых и медленных волокон. При тренировке силовой направленности в мышце увеличивается процент быстрых гликолитических волокон и, соответственно, уменьшается процент быстрых окислительно-гликолитических.
Саркоплазматическая гипертрофия имеет место при длительной тренировке ритмическими сокращениями, в процессе которых мышцы работают в аэробных условиях. При этом типе гипертрофии увеличение размеров мышечных волокон происходит за счет увеличения объема саркоплазмы, а не сократительных белков. Возрастает количество несократительных белков, гликогена, креатинфосфата, миоглобина, число митохондрий. В связи с этим мышечная сила может не меняться, либо может даже уменьшаться. В то же время существенно возрастает аэробная выносливость таких мышц, то есть способность длительное время выполнять работу в аэробных условиях. Наиболее предрасположены к саркоплазматической гипертрофии медленные и быстрые окислительно-гликолитические волокна.
В реальной жизни гипертрофия мышечных волокон представляет собой комбинацию двух описанных типов. Преобладание одного из этих типов зависит от характера тренировочных нагрузок.
3. Физиологические основы развития скоростно-силовых качеств (силовой и скоростной компонент мощности) Мощность, как ведущее качество спортсмена, необходима для выполнения многих спортивных упражнений (метания, прыжки, борьба, спринтерский бег и т.д.) Чем большую мощность развивает спортсмен, тем большую скорость он может сообщить снаряду или собственному телу. Максимальная мощность является результатом оптимального сочетания силы и скорости.
Отсюда следует, что мощность можно увеличить за счет повышения либо силы, либо скорости сокращения, либо силы и скорости одновременно.
Силовой компонент мощности. В значительной мере мощность определяется максимальной силой участвующих в работе мышц. В связи с высокой специфичностью эффектов тренировки, изометрические нагрузки мало влияют на динамическую силу, а динамические – на статическую. Отсюда следует, что для повышения динамической силы необходимо использовать, в первую очередь, динамические нагрузки.
Одной из разновидностей динамической мышечной силы является взрывная сила, характеризующаяся способностью к быстрому проявлению мышечной силы. Взрывная сила определяет результативность метателей, прыгунов, спринтеров, борцов и др. Критерием оценки и количественным показателем взрывной силы является градиент силы, то есть скорость ее нарастания. Градиент силы определяется как отношение величины максимально достигаемой силы ко времени ее нарастания.
Основными факторами, ответственными за развитие взрывной силы, являются координационные способности моторных центров и скоростные сократительные способности мышц. Среди координационных способностей центральной нервной системы основное значение имеют частота импульсации мотонейронов в начале разряда и степень синхронизации импульсации разных двигательных нейронов. Чем больше начальная частота импульсации (активация мышечных клеток), тем быстрее нарастает сила мышц.
Скоростные сократительные свойства скелетной мышцы зависят также от ее композиции, то есть соотношения числа быстрых и медленных волокон.
Быстрые волокна составляют значительно большую часть мышечной массы у представителей скоростно-силовых видов спорта (спринтеры, прыгуны, метатели).
Скоростной компонент мощности, развиваемой спортсменом во время выполнения физических упражнений, определяется, во-первых, силой сокращения мышц. Согласно второму закону Ньютона, чем большее усилие прилагается к массе тела, тем больше скорость, с которой оно движется. Отсюда, чем больше сила мышц бедра, тем выше предельная скорость бега спринтера. Во-вторых, скоростными сократительными свойствами мышц.
Чем больший процент быстрых волокон в мышце, тем с большей скоростью может выполняться каждое отдельное движение, тем большее количество двигательных циклов может совершаться в единицу времени. У выдающихся спринтеров процент быстрых мышечных волокон значительно выше, чем у неспортсменов. И в-третьих, внутри – межмышечными координационными способностями центральной нервной системы.
4. Физиологические основы развития выносливости.
Выносливость характеризуется временем сохранения работоспособности и повышенной сопротивляемости организма к утомлению при работе.
Выносливость к статическим усилиям с возрастом повышается. Ее физиологическим механизмом является способность нервной системы длительно поддерживать состояние непрерывного возбуждения нервных центров без наступления запредельного торможения. Повышение выносливости к статическим усилиям различных мышечных групп происходит неравномерно. Так, выносливость к статическим усилиям мышц предплечья, туловища и икроножной мышцы наиболее значительно повышается у детей младшего школьного возраста. В 8-11 лет наименьшая выносливость к статическим усилиям наблюдается в разгибателях туловища, а наибольшая – в сгибателях и разгибателях предплечья.
Общая выносливость характеризует способность человека выполнять динамическую работу умеренной интенсивности в течение длительного времени. В основе выносливости лежит повышение энергетического потенциала организма уровня вегетативных систем, устойчивости нервных центров к длительно действующим на них импульсам с периферии.
Скоростная выносливость характеризуется способностью поддерживать высокий темп движений. Ее физиологической основой является развитие функциональной устойчивости нервных клеток к высоким ритмам оказываемых на них воздействий, повышение лабильности нервно-мышечной передачи, повышение скорости окислительно-восстановительных процессов. Развитие скоростной выносливости происходит на базе общей выносливости. Скоростная выносливость требует увеличения как аэробных, так и анаэробных возможностей организма. С целью повышения устойчивости организма к работе в условиях дефицита кислорода и избытка кислых продуктов в крови можно применять специальные упражнения: задержку дыхания, пребывание в условиях высокогорья и среднегорья.
Силовая выносливость характеризуется сохранением работоспособности при динамической работе со значительными нагрузками.
Физическая нагрузка повышает выносливость. Изменения, которые возникают в результате тренировки, носят специфический характер. Так, применение длительных нагрузок с целью повышения общей выносливости и применение интенсивных кратковременных нагрузок с целью повышения скоростной выносливости вызывают увеличение содержания гликогена в организме. Однако при тренировках длительными нагрузками его содержание увеличивается главным образом в печени, а при тренировке интенсивными кратковременными нагрузками – в мышцах.
АДАПТАЦИЯ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ И РЕЗЕРВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОРГАНИЗМА
1.Понятие адаптации к различным факторам среды 2. Физиологические механизмы адаптации к физическим нагрузкам 3. Виды адаптации. Типы индивидуальной адаптации 4. Роль эндокринной системы в адаптации к физическим нагрузкам.Адаптация кардиореспираторной системы. Адаптация опорно-двигательного аппарата 1.Понятие адаптации к различным факторам среды Живое существо может находиться в двух, принципиально отличающихся состояниях – физиологическим покое и активном, деятельном состоянии.
Диапазон физиологических процессов в последнем случае весьма широк: от состояния утреннего пробуждения до смерти. Когда на организм действуют какие- то факторы или в нем самом возникают процессы, по своей интенсивности превосходящие обычный (привычный) уровень, возникают ответные реакции – адаптации.
Частным случаем адаптации является компенсация. Компенсаторные механизмы обеспечивают устранение или ослабление функциональных сдвигов в организме, вызванных неадекватными факторами среды. Как и физиологическая стадия адаптации, они мобилизуются быстро, постепенно затухают по мере развития адаптационного процесса. Например, при воздействии холода сужение кровеносных сосудов кожи обеспечивает сохранение в организме тепла. А при отравлении угарным газом снижение кислородной насыщенности крови компенсируется усилением кровотока за счет интенсификации работы сердца.
Расширяя ареал своего существования, участвуя в производственных отношениях, человек изменяется сам. В его организме происходят порой существенные перестройки, захватывающие многие органы и системы, которые именуются адаптационными. Адаптация – это приспособительный процесс, возникающий в ходе индивидуальной жизни человека, в результате которого приобретается способность жить в ранее непривычных для жизни условиях, или на новом уровне активности, то есть повышается устойчивость организма к действию факторов этих новых условий существования.
Организм человека может адаптироваться к высокой или низкой температуре, к действию необычных по силе и эмоциональных раздражителей (страх, боль и т.п.), к пониженному барометрическому давлению или даже к некоторым болезнетворным факторам. Например, адаптированный к гипоксии альпинист способен подняться на горную вершину, высота которой может превышать 8000 м, где парциальное давление кислорода приближается к 50 мм рт.ст. Атмосфера на такой высоте столь разрежена, что неприспособленный человек погибает за считанные минуты от недостатка кислорода, даже находясь в условиях покоя.
По сути дела, люди, живущие в северных или южных широтах, в горах или на равнине, во влажных тропиках или пустыне, по многим параметрам гомеостаза отличаются друг от друга. Поэтому ряд показателей нормы для отдельных регионов земного шара может различаться.
Можно сказать даже, что сама жизнь человека в реальных условиях есть постоянный адаптационный процесс. Организм человека адаптируется к действию различных климато-географических и природных факторов (атмосферное давление и газовый состав воздуха, продолжительность и интенсивность инсоляции, температура и влажность, сезонные и суточные ритмы, географическая долгота и широта, горная и равнинная местность и т.д.), социальных, а также факторов цивилизации. Нередко организм адаптируется к действию комплекса различных факторов.
Необходимость активировать механизмы, приводящие в действие адаптационный процесс, возникает по мере нарастания силы или продолжительности воздействия какого-либо внешнего фактора. К примеру, в естественных условиях жизни такие процессы развиваются осенью и весной, когда организм постепенно перестраивается при похолодании или потеплении климата. Адаптация развивается и тогда, когда человек меняет уровень активности:
начинает заниматься физкультурой, каким-либо видом трудовой деятельности, то есть по мере нарастания интенсивности выполняемых актов жизнедеятельности.
В настоящее время вследствие развития скоростного транспорта человек при дальних поездках столкнулся не только с проблемой быстрой смены климато-географических условий, но и пересечения часовых поясов. Последнее обстоятельство затрагивает смену биоритмов, что также проявляется в развитии адаптационных процессов.
2. Физиологические механизмы адаптации к физическим нагрузкам Любой фактор внешней среды, к которому развивается процесс адаптации, если действует очень долго или становится слишком интенсивным, может перейти в разряд повреждающих – стрессорных. Стрессорными эти факторы могут стать и при ослаблении организма. Таким образом, при действии раздражителя высокой интенсивности следствие чрезвычайного напряжения функциональной активности органа она может оказаться неадекватной данным условиям, и процесс физиологического переходит в патологический. Такой переход целесообразно называть стрессом или общим адаптационным синдромом (Селье). Этот синдром развивается и при действии на организм раздражителя, являющегося болезнетворным (инфекционный агент, физическая или психическая травма и т.п.). В своем развитии стресс проходит три стадии:
- тревога, - резистентность, - истощение.
После стрессорного воздействия развивается первая стадия – реакция тревоги. В это время происходит начальная мобилизация защитных сил организма. Одним из основных механизмов их является выраженная активация симпатоадреналовой системы. При этом увеличивается и повышается активность коркового слоя надпочечников, сморщиваются и уменьшаются вилочковая железа, лимфоидные железы.
Эта стадия в благоприятных условиях через 1-2 суток переходит в стадию резистентности, т.е. устойчивости.
Если же стрессор оказался слишком мощным или организм недостаточно устойчивым, развивается стадия истощения. В отличие от первой стадии, мобилизующей организм, здесь при сильном и длительном воздействии стрессора возникает болезнь или даже смерть организма.
Срочная и долговременная адаптация Резкое изменение условий внешней среды, несущее угрозу организму, запускает его сложную адаптивную реакцию. Основной регуляторной системой является гипоталамо-гипофизарная система, деятельность которой, в конечном итоге, и перестраивает активность вегетативных систем организма таким образом, что сдвиг гомеостаза устраняется или заблаговременно прекращается. В этой адаптивной перестройке активно участвует и нервная система, особенно ее гипоталамический отдел. В центральной нервной системе происходят изменения клеточного обмена (повышается метаболизм важнейших макромолекул – РНК и белков). После ликвидации нарушений гомеостаза метаболизм макромолекул в нервных структурах, участвующих в процессе адаптации, все еще остается измененным. В этом и заключается механизм адаптации: если угроза повреждения гомеостаза повторится, она будет протекать уже на фоне измененного, адаптированного к стрессорному воздействию метаболизма клеточных структур.
Поскольку повторное воздействие стресс-фактора приводит к адаптации (а именно на этом основаны тренировки, обучение и т.п.), то сдвиги в метаболизме РНК и белков биологически целесообразны и способствуют более эффективному развитию физиологических адаптаций. В процессе формирования адаптаций к природным факторам среды ведущую роль играют реакции коры надпочечников, возбуждаемые секрецией адренокортикотропного гормона гипофиза. Любое интенсивное воздействие на организм приводит к появлению в организме изменений, лучше всего определяемых по состоянию надпочечников – их весу и химическому составу или по выделению в кровь и содержанию в тканях гормонов кортикостероидов и катехоламинов. Это касается, в основном, формирования индивидуальных адаптаций, реакций организма на факторы внешней среды.
3. Виды адаптации. Типы индивидуальной адаптации Большинство адаптационных реакций человеческого организма осуществляются в два этапа: начальный этап срочной, но не всегда совершенной, адаптации, и последующий этап совершенной, долговременной адаптации.
Срочный этап адаптации возникает непосредственно после начала действия раздражителя на организм и может быть реализован лишь на основе ранее сформировавшихся физиологических механизмов. Примерами проявления срочной адаптации являются: пассивное увеличение теплопродукции в ответ на холод, увеличение теплоотдачи в ответ на тепло, рост легочной вентиляции и минутного объема кровообращения в ответ на недостаток кислорода. На этом этапе адаптации функционирование органов и систем протекает на пределе физиологических возможностей организма, при почти полной мобилизации всех резервов, но, не обеспечивая наиболее оптимальный адаптивный эффект. Так, бег нетренированного человека происходит при близких к максимуму величинах минутного объема сердца и легочной вентиляции, при максимальной мобилизации резерва гликогена в печени. Биохимические процессы организма, их скорость, как бы лимитируют эту двигательную реакцию, она не может быть ни достаточно быстрой, ни достаточно длительной.
Долговременная адаптация. При повторном действии раздражителя (например, при повторных физических тренировках) либо при очень продолжительном их воздействии (пребывание в горах в условиях разреженной атмосферы, в новых климато-географических условиях) первая стадия постепенно переходит во вторую – долговременную (морфологическую). Она развивается лишь в результате многократного повторения срочных адаптационных реакций.
Во время этой стадии постепенно совершается структурная перестройка органов. В результате морфологическая основа органа (органов) постепенно увеличивается, а, следовательно, возрастают функциональные резервы. Поэтому раздражитель, ранее бывший необычным для организма, уже перестает быть таковым, и изменившаяся структура, в связи с ее возросшими функциональными возможностями, легко справляется с ответом на эту величину раздражителя. В указанную фазу наряду с развитием неспецифических изменений в организме, свойственных ответу на действие любого фактора, проявляются и специфические механизмы, повышающие устойчивость к конкретному раздражителю.
В учении о стрессе эта фаза называется «стадией резистентности» Переход от срочной, во многом еще несовершенной фазы адаптации к долговременной знаменуют собой узловой момент адаптационного процесса. Именно этот переход делает возможной жизнь организма в новых условиях. Другими словами, именно здесь «решается», разовьется в организме истинная реакция адаптации или возникнет (продолжится) стресс-реакция.
В этот период в зависимости от раздражителя и формируется структурный след, составляющий материальную основу адаптации. Если организм адаптируется к действию химического фактора, то результат достигается главным образом за счет увеличения содержания ферментов системы цитохромов в печени и ее гипертрофии.
В процессе адаптации организма к гипоксии вовлекаются многие органы и системы. Выделяют пять основных компонентов структурного следа.- Вопервых, возрастает мощность системы поступления и транспорта кислорода.
В результате возрастает резистентность к гипоксии любого генеза.
- во-вторых, активация синтеза РНК и белков в головном мозге обеспечивает ускорение формирования временных связей, увеличение мощности стресс-лимитирующих систем. Это обеспечивает увеличение устойчивости к эмоциональным стрессорам, к неврозам и т.п.
- в-третьих, снижается функциональная активность супраоптических ядер гипоталамуса и клубочковой зоны надпочечников. Следствием этого является снижение резерва натрия и воды в организме (антигипертензивный эффект).
- В-четвертых, возникают изменения в системе иммунитета и как следствие – широкий антиаллергический эффект.
- В-пятых, происходит увеличение активности дезинтоксикационных систем в печени, антиоксидантных систем в различных органах. Следствие этого является увеличение устойчивости к атерогенным и токсическим факторам.
Типы индивидуальной адаптации Под генотипом понимают совокупность всех генов организма или его наследственных факторов. Фенотип – это система признаков и свойств организма, результат реализации генотипа в определенных условиях внешней среды. Считается благоприятным тот факт, что фенотип не передается по наследству. В быстро меняющейся среде следующее поколение людей рискуют встретиться с совершенно новыми условиями, в которых потребуется не специфическая реакция прошлого поколения, а возможность адаптации к совершенно другому спектру воздействующих факторов. Развитие новых адаптационных реакций приводит к тому, что организм приобретает новое качество – устойчивость к гипоксии, тренированность к физическим нагрузкам, новый навык и т.д. Следовательно, организм уже не может быть поврежден тем фактором, к которому приобретена адаптация. Адаптационные реакции – это реакции, предупреждающие повреждение организма. Они составляют основу профилактики болезней, естественного их предупреждения.
Под генетической адаптацией имеется в виду совокупность морфофизиологических и поведенческих особенностей, направленных на поддержание гоместаза и позволяющих организму существовать в сложных условиях среды. Фенотипическая адаптация предусматривает не заранее сформированную наследственную адаптивную реакцию, а возможность ее формирования под влиянием среды. Это обеспечивает реализацию только жизненно необходимых адаптационных реакций, а также экономное, направляемое самой окружающей средой, расходование энергетических и структурных ресурсов организма и, таким образом, формирование фенотипа. Поэтому между генотипической и фенотипической адаптацией существует тесная связь. По существу, генотипическая адаптация отражает как филогенетический уровень организма, так и возникшие в эволюции и закрепленные в потомстве адаптивные сдвиги определенных функций.
Генотипическую и фенотипическую адаптацию подразделяют, в свою очередь, на эволюционную (филогенетическую) и онтогенетическую, или индивидуальную, протекающую с момента рождения организма и до конца жизни. Эволюционная адаптация человеческой популяции прослеживается при наблюдении генотипических и фенотипических различий у рас и народов. Наиболее выраженные различия между большими расами – это различия пигментации кожи. Большинство современных приматов имеет темную пигментацию, и поэтому есть основание предполагать, что популяция древнего человека также состояли из темнокожих индивидуумов. При продвижении народов из центра возникновения на север произошла адаптация людей к низкому уровню ультрафиолетового облучения. Светлая кожа лучше пропускает ультрафиолетовые лучи, в глубоких слоях кожи активнее проходит образование витамина Д, и это позволило древним людям приспособиться к условиям Севера, где мало ультрафиолета.
Организм человека обладает способностью приспосабливаться к меняющимся факторам среды. Вследствие этого, реализация генотипа изменчива и протекает приспособительно к конкретным факторам. Наличие отнтогенетической адаптации позволяет организму значительно расширить возможности приспособления.
4. Роль эндокринной системы в адаптации к физическим нагрузкам.
Адаптация кардиореспираторной системы. Адаптация Нервная система перестраивается в процессе тренировки на разных морфологических уровнях. Изменения возникают в корковых и подкорковых центрах, периферических нервах, нервных окончаниях, т.е. в нервных структурах, расположенных как центрально, так и периферически.
Повышенная двигательная активность, увеличивая приток афферентных импульсов по проприоцептивным путям коркового направления, отражается на строении пирамидных клеток коры большого мозга. В частности, увеличивается «отросчатость» дендритов и количество шипиков по их длине. Разрастание дендритов с образованием новых контактов между нервными клетками способствует накапливанию информации, локализуемой и сохраняемой в синапсах. Память на движения (двигательная память) связана поэтому с образованием новых межнейрональных связей.
В условиях перетренированности при истощающих нервную систему физических нагрузках нервные клетки коры головного мозга претерпевают изменения, ведущие к серьезным нарушениям в их деятельности. Рибосомы (место синтеза белка) и митохондрии (место энергообеспечения клетки) уменьшаются в количестве.
В двигательных нервных клетках передних рогов спинного мозга при умеренных мышечных нагрузках повышается образование белков, активируется действие ферментов; при сильных нагрузках эти процессе тормозятся.
Физические нагрузки отражаются и на строении периферических нервов.
В частности, ускоряется миелинизация осевых цилиндров нервных волокон, что улучшает проведение импульсов по нерву. Известно, что с возрастом соотношение миелиновых волокон разного диметра в составе периферических нервов меняется: доля волокон малого диаметра увеличивается, среднего и большого уменьшается. Это объясняется естественной убылью преимущественно тех нервных клеток, у которых размеры тела и толщина аксона достаточно велики. В результате ухудшаются условия проведения нервных импульсов. Физические нагрузки умеренной интенсивности препятствуют этому и приводят к тому, что в первую очередь гибнут нейроны малых размеров, поэтому в периферических нервах повышается доля волокон среднего и большого диаметра. В результате скорость проведения нервных импульсов повышается.
При кратковременных интенсивных нагрузках отмечено разрастание концевых окончаний по ходу нервного волокна, увеличение размера двигательных бляшек. Продолжительные интенсивные нагрузки вызывают увеличение количества нервных окончаний (бляшек). Предельные нагрузки ведут к тому, что часть нервных клеток и волокон уменьшаются, что характерно для состояния перетренированности.
Эндокринный аппарат. Нервные механизмы регуляции в организме сочетаются с гуморальными. Местом постоянного взаимодействия их служат промежуточный мозг (гипоталамус) и гипофиз.
Физические нагрузки повышают активность нейросекреции в клетках ядер гипоталамуса. Нейросекрет по гипоталамо-гипофизарным путям смещается в заднюю долю гипофиза и используется здесь при образовании гормонов – вазопрессина и окситоцина, влияющих на сокращение гладкой мускулатуры в стенке сосудов, внутренних органов и на центральную нервную систему.
Сокращение скелетной мускулатуры регулируется гипофизарноадренокортикальной системой, управление которой осуществляется гипоталамусом и лимбической системой (гиппокампом). Влияние гипофиза и коры надпочечников на мышечной сокращение заключается в повышении активности систем доставки кислорода и глюкозы к работающим мышцам. Активность коркового вещества надпочечников при длительной мышечной деятельности снижается.
Сочетание нервных и эндокринных влияний проявляется и в деятельности симпато-адреналовой системы. Симпатические нервы, входящие в состав вегетативной нервной системы, выделяют при состоянии возбуждения химическое соединение – норадреналин. Мозговое вещество надпочечника продуцирует другой катехоламин – гормон адреналин. Под влиянием физических нагрузок содержание их в крови увеличивается. Причем это зависит не только от объема мышечной деятельности, но и от нейроэмоционального состояния спортсменов.
Под влиянием физических нагрузок происходят морфологические изменения и в эндокринных железах. В качестве примера рассмотрим гипофиз и надпочечники. Как известно, гипофиз оказывает влияние на другие эндокринные железы: надпочечники, половые, щитовидную. Эффект действия на гипофиз умеренных и высоких однократных физических нагрузок различен.
При однократной умеренной физической нагрузке интенсивность кровотока в передней доле гипофиза снижается. Однако клетки ее – аденоциты - активизируются, что выражается в увеличении размера их ядер и числа клеточнокапиллярных контактов.
При однократной интенсивной нагрузке капиллярный кровоток в передней доле гипофиза нарастает. Кровеносные капилляры расширены, их края приобретают фестончатые очертания. Аденоциты, увеличиваясь в размерах, еще более тесно контактируют с кровеносными капиллярами, что облегчает выделение в кровь гормонов. Все это свидетельствует о повышении функциональной активности передней доли гипофиза при мышечных нагрузках.
При длительном действии умеренных физических нагрузок функциональная активность аденогипофиза после периода повышения снижается. На этой стадии организм уже адаптируется к условиям двигательного режима.
В надпочечнике изменения имеют фазовый характер: при нарастании нагрузок вначале происходит увеличение размеров железы, сопряженное с ее функциональной активизацией, затем – снижение, свидетельствующее об истощении функции. Увеличение размеров надпочечника выражается в утолщении как мозгового вещества, так и клубочковой, пучковой и сетчатой зон его коркового вещества. Вначале изменяются мозговое вещество и клубочковая зона коркового вещества надпочечника: увеличиваются размеры клеток мозгового вещества, вырабатывающих катехоламины, и размеры ядер этих клеток.
На следующем этапе наибольшим влиянием физической нагрузки подвергается пучковая зона коркового вещества: кровеносные капилляры ее сильно расширяются, в секреторных клетках увеличиваются размеры ядер.
При нарастающей физической нагрузке вновь активизируется клубочковая зона коркового вещества, где расширяются кровеносные капилляры, а в секреторных клетках увеличиваются размеры ядер.
В клетках пучковой зоны при их перенапряжении нарушается целостность мембран и органелл. Увеличение пучкового зоны характерно для стрессовых состояний. Изменение сетчатой зоны можно рассматривать как проявление ее трансформации в пучковую. При нагрузке изменяются размеры ядер: вначале они увеличиваются, затем уменьшаются. Этот переход в сетчатой зоне происходит раньше, чем у пучковой.
Изменения надпочечников отражаются на состоянии других железистых и иммунных органов. Увеличение и активизация коркового вещества надпочечников нередко сопровождаются угнетением активности щитовидной железы, уменьшением веса вилочковой железы и семенных пузырьков.
Итак, при нарастающих двигательных режимах организм предъявляет к большинству органов повышенные требования. Нарастание уровня деятельности органов проявляется в их функции, однако всегда отражается и на строении. Возможны клеточный и внутриклеточный типы перестройки структур. Последний, например, характерен для центральной нервной системы и сердечной мышцы.
ГИПОТАЛАМУС
ГИПОФИЗ
НАДПОЧЕЧНИКИ
СИМПАТИЧЕСКАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
Схема регуляции секреции гормонов стресса Учащает частоту сердечных сокраще- Увеличивает уровень сахара в крови Повышает артериальное давление напряжения) Расширяет просвет бронхиол Уменьшение вилочковой железы, сеРасширяет зрачок лезенки, жировой ткани (снижение Снижает тонус гладкой мускулатуры иммунитета) желез Увеличивает секрецию соляной киВызывает сокращение пиломоторов, слоты и уменьшение секреции мукоипоявление «гусиной кожи» да клетками желудка (изъязвление Повышает уровень основного обмена слизистой ЖКТ) Увеличивает уровень сахара в крови Увеличивает число свободных радикалов (перикисное окисление) Для выполнения физических нагрузок необходимо, чтобы к мышцам поступало достаточное количество кислорода и источников энергии. Это становится возможным при условии выхода систем доставки кислорода - дыхательной и сердечно-сосудистой на новый уровень. Указанный процесс осуществляется с помощью эндокринной системы. Поэтому нагрузка, в первую очередь, «ложится» на « плечи» эндокринной системы. Активизируется система гипоталамус – гипофиз - надпочечники. От коры больших полушарий импульсы поступают к гипоталамусу, от которого по чревному нерву импульсы идут к мозговому веществу надпочечников. В результате указанной стимуляции мозгового вещества происходит секреция значительного количества адреналина. Адреналин выбрасывается также и симпатический нервной системой. Концентрация адреналина в крови увеличивается в 300 раз. На увеличение количества адреналина в крови реагируют чувствительные ядра гипоталамуса, что приводит к синтезу адренокортикотропин-рилизинг гормона, действующего на аденогипофиз и усиливающего секрецию адренокортикотропного гормона. Последний стимулирует секрецию гормонов надпочечников (рисунок). Это так называемый «принцип положительной обратной связи». В результате в крови увеличивается количество кортизола и альдостерона.Адаптация кардиореспираторной системы. Во время динамической работы для обеспечения активных мышц кровью значительно возрастают все показатели, характеризующие деятельность сердечно-сосудистой системы.
При легкой работе с постоянной нагрузкой частота сердечных сокращений (ЧСС) возрастает в течение 3-6 мин и достигает постоянного уровня. Это стационарное состояние ЧСС может сохраняться на протяжении многих часов, вплоть до окончания работы, и свидетельствует об отсутствии утомления работающего.
В процессе тяжелой работы с постоянной нагрузкой стабильного уровня частота сердечных сокращений не достигает. По мере развития утомления оно увеличивается до максимума, величина которого зависит от возраста человека. Функцию обеспечения мышечной деятельности (как и других процессов в организме) кислородом, питательными и биологически активными веществами выполняет и сердечно-сосудистая система. Повышенные физические нагрузки вызывают перестройку всех звеньев этой системы, и в первую очередь сердца.
Гиперфункция сердца ведет к увеличению его размеров вследствие гипертрофии миокарда и расширения (дилатации) камер сердца. Хотя гипертрофия миокарда неотъемлемая особенность сердца спортсменов, однако, у тренирующихся на силу и ловкость (гимнастов, акробатов, тяжелоатлетов) она выражена незначительно и не выявляется методами рентгенодиагностики и электрофизиологии, а у тренирующихся на выносливость (бегуновстайеров, велосипедистов-шоссейников и др.) может достигнуть большой выраженности. Имеются, вероятно, и индивидуальные предпосылки к развитию выраженной гипертрофии миокарда.
Масса сердца у здоровых, не занимающихся спортом людей составляет в среднем 270-285 г, у спортсменов 310-500 г. Между массой сердца и вместимостью его камер прямой связи не найдено. Увеличение массы сердца сопровождается гипертрофией мышечных клеток – кардиомиоцитов: их поперечник достигает 25-35 мкм.
Дыхательная система. Во время легкой динамической работы легочная вентиляция нарастает также как и минутный объем кровообращения в зависимости от уровня метаболической активности организма. При тяжелой работе увеличение легочной вентиляции происходит в большей степени, чем это необходимо для возрастания потребления кислорода соответствующего уровню метаболических потребностей. Это происходит вследствие накопления в крови молочной кислоты (метаболической ацидоз крови), оказывающей стимулирующее воздействие на систему дыхания.
ТРЕНИРОВАННОСТЬ – СПЕЦИФИЧЕСКАЯ ФОРМА АДАПТАЦИИ К
ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ
1.Физиологические механизмы развития тренированности. Генетические основы тренируемости. Тренированность и спортивная форма 2.Два основных тренировочных эффекта. Диагностика тренированности 3.Показатели тренированности в состоянии относительного покоя, при выполнении стандартной и предельной нагрузки 4.Характеристика перетренированности и меры ее предупреждения 1.Физиологические механизмы развития тренированности. Генетические основы тренируемости. Тренированность и спортивная форма Спортивная тренировка – это специализированный педагогический процесс, направленный как на повышение общей работоспособности организма, так и на улучшение спортивных результатов в избранном виде спорта.В результате тренировки в организме возникает эффект тренированности, характеризующий уровень специальной работоспособности спортсмена.
Уровень специальной работоспособности называется спортивной формой.
Тренировочный процесс должен отвечать следующим требованиям: быть непрерывным, разносторонним, направленным на повышение специальной работоспособности. В тренировочном процессе можно выделить три периода, каждый из которых имеет свою цель и соответствующее ей содержание. Различают подготовительный, соревновательный и переходный периоды.
Подготовительный период состоит из двух этапов и длится от 3 до 4 месяцев. Целью первого этапа подготовительного периода является общая физическая подготовка, второго – развитие специальных двигательных навыков и физических качеств, необходимых для достижения высоких результатов в конкретном виде спорта.
Соревновательный период продолжается 4-5 месяцев. В это время спортсмен принимает участие в основных соревнованиях года. Целью при этом является сохранение и некоторое повышение уровня тренированности.
Переходный период длится от 4 до 6 недель. В этот период тренировочные нагрузки уменьшаются и уровень тренированности постепенно снижается. Спортсменам предоставляется отдых.
2.Два основных тренировочных эффекта. Диагностика тренированности В результате тренировочных занятий в организме спортсмена формируется особое состояние – эффект тренировки, или тренированность, которая характеризуется определенным уровнем работоспособности.
Для того чтобы программировать поведение спортсмена, необходимо знать, как влияют тренировочные нагрузки на его организм. При этом большое значение имеют данные об уровне функций его организма в различных состояниях. Исследование спортсменов проводят в состоянии покоя, при выполнении стандартной нагрузки и предельной нагрузки.
Показатели тренированности в состоянии покоя. Исследование и сравнение состояния организма в покое у спортсменов и нетренированных людей позволяет выявить изменения, возникающие под воздействием тренировочных занятий во всех тканях и системах организма.
Спортивная тренировка вызывает ряд морфологических изменений.
Происходит утолщение костей в местах прикрепления сухожилий мышц, развивающих наибольшие усилия. Вследствие усиления обмена веществ возникает гипертрофия мышц, выражающаяся в увеличении объема мышечных волокон за счет увеличения количества саркоплазмы или миофибрилл, повышаются твердость и упругость мышц. Увеличиваются емкость коронарных сосудов, диаметр отверстий сердца, окружность грудной клетки, бронхиальная проходимость (уменьшение сопротивления движению воздуха при усиленной вентиляции легких).
Наряду с морфологическими изменениями в организме спортсменов отмечаются физиологические изменения: увеличение энергетических ресурсов, запасов белков и углеводов; в мышцах возрастает количество миоглобина.
Повышаются количество и активность ферментов, укоряющих протекание аэробных и анаэробных реакций.
Вегетативные органы у спортсменов в состоянии покоя работают замедленно. Одним их основных признаков тренированности является редкий пульс – брадикардия (40 уд/мин и меньше). У спортсменов частота дыхания реже и легочная вентиляция меньше, чем у нетренированных людей.
Перечисленные изменения показывают, что в состоянии покоя главной особенностью тренированного организма является очень экономное расходование энергетических ресурсов. Это выражается в снижении основного обмена на 10-15%, в брадикардии, урежении дыхания и снижении легочной вентиляции.
3. Показатели тренированности в состоянии относительного покоя, при выполнении стандартной и предельной нагрузки Метод оценки тренированности при помощи стандартных нагрузок обладает рядом характерных черт. Он доступен всем испытуемым – как спортсменам, так и неспортсменам, одинаков по форме совершаемого движения, имеет строго определенные мощность, длительность и ритм. В качестве нагрузок, используют следующие методы: пробу PWC170, Гарвардский тест, определение МПК и некоторые другие.
Реакции всех функций организма на стандартные нагрузки у тренированных людей по сравнению с нетренированными характеризуются следующими особенностями: 1) у них быстрее повышается уровень всех функций в начале работы; 2) более экономно выполняется работа; 3) быстрее протекают восстановительные процессы.
Главное различие между тренированными и нетренированными людьми при выполнении стандартных нагрузок состоит в том, что величина физиологических изменений у первых меньше, чем у вторых.
Показатели тренированности при предельной работе. Метод исследования тренированности с помощью предельных нагрузок помогает оценить уровень способности спортсмена развивать и поддерживать максимальное усилие. Существуют три варианта таких исследований.
В первом случае регистрируют физиологические изменения при выполнении упражнения непосредственно во время соревнований или в условиях, близких к ним. Этот вариант дает наиболее полное представление о потенциальных возможностях организма. Вместе с тем он сложен организационно и технически и в известной мере отвлекает спортсмена от основной деятельности, т.е. от соревнований, и тем самым может явиться помехой к достижению важного результата.
Можно регистрировать физиологические изменения при развитии максимального усилия спортсменов в лабораторных условиях, что позволяет выявить способность к предельной мобилизации физиологических возможностей организма.
И наконец, третий вариант – регистрируют физиологические изменения, возникающие в организме человека при работе заданной мощности, длящейся неограниченное время. Сигналом к прекращению работы служит прогрессирующее снижение мощности выполняемой работы или скорость передвижения.
Физиологические изменения у тренированных людей при выполнении предельной работы значительно больше, чем у нетренированных. Это объясняется тем, что они выполняют значительно большую мощность работу, требующую большого расхода энергии. Величина почти всех физиологических изменений – минутное потребление кислорода, легочная вентиляция, частота сердечных сокращений, уровень артериального давления, систолический и минутный объемы крови – у тренированных больше, чем у нетренированных.
Предельная работа характеризуется, как правило, высокой интенсивностью аэробных реакций. Несмотря на значительное повышение уровня почти всех вегетативных функций, обеспечивающих выполнение работы, возникает кислородный долг, достигающий 25 л. В результате в организме накапливаются продукты анаэробного распада, возникает ацидотический сдвиг. У тренированных спортсменов концентрация молочной кислоты в крови может достигать 300 мг%, что вызывает изменение внутренней среды.
Следовательно, признаком тренированности является и способность организма к предельной работе в условиях резко измененной внутренней среды.
Понятие о специфичности состояния тренированности. При оценке уровня тренированности следует учитывать направленность тренировочного процесса. Это обусловлено тем, что конкретная направленность тренировочного процесса оказывает такое же конкретное влияние и на характер морфологических и функциональных изменений в организме спортсмена. В связи с этим рост спортивных результатов в избранном виде спорта не всегда сопровождается повышением функционального уровня всех систем организма.
Условия тренировочного процесса – вид и характер работы, режим деятельности мышц, возможность обеспечения кислородом (аэробные или анаэробные условия работы) – вызывают формирование в организме специфической функциональной системы, направленной на достижение высокого результата в конкретном виде спорта. При этом органы, не участвующие в этой системе, могут функционировать на низком уровне. Это явление представляет своеобразную плату за приспособление к определенной работе («цена адаптации»).
В каждом виде спорта главным являются специфические для него требования. Например, для прыгуна в высоту является техническая подготовка.
Для бегуна-стайера главную роль играет состояние систем, обеспечивающих транспорт кислорода, аэробную и анаэробную мощность организма.
Изменение функций организма под влиянием тренировочного процесса оптимально лишь для данного вида спорта. Так, например, при стандартной физической нагрузке минутный объем дыхания (МОД) оказался больше у тех спортсменов, тренировочный процесс которых был направлен на развитие преимущественно силы (47 л) и скорости (37 л). У спортсменов, тренирующихся на выносливость, он оказался самым маленьким – 29 л. Это свидетельствует о повышении эффективности функций в процессе тренировок.
4. Характеристика перетренированности и меры ее предупреждения Перетренированность – это патологическое состояние, характеризующееся снижением спортивной работоспособности и ухудшением нервнопсихического и физического состояния спортсмена. Причин, вызывающих возникновение перетренированности, много.
Во-первых, она развивается в результате тренировок с повышенными нагрузками и при применении форсированных тренировок. Тренировка с повышенными нагрузками – это тренировка с использованием нагрузок, близких к личным рекордам спортсмена.
Форсированная тренировка предполагает выполнение нагрузки, рассчитанной на длительный период, за более короткий период времени. И в том и в другом случае это может явиться причиной возникновения и развития состояния перетренированности.
Во-вторых, причиной перетренированности может перегрузка в тренировочных занятиях, преобладание монотонных, но больших нагрузок.
В-третьих, к возникновению перетренированности приводит нарушение режима работы, отдыха, сна, питания (слишком поздние тренировки, неумение правильно сочетать учебу или работу с тренировочными занятиями, недосыпание, неправильное питание).
В-четвертых, физические и психические травмы могут вызывать состояние перетренированности.
В-пятых, тренировка в болезненном состоянии или при наличии очагов хронической инфекции также способствует возникновению и развитию состояния перетренированности.
Состояние перетренированности связано с расстройством деятельности центральной нервной системы. Сдвигается равновесие между возбудительным и тормозным процессами, в результате чего нарушается координирующая роль нервной системы. Это приводит к изменению деятельности многих физиологических функций организма.
Ухудшается сократимость сердечной мышцы, учащается (или урежается) ритм сердечных сокращений, повышается артериальное давление. Наблюдается уменьшение ЖЕЛ и максимальной легочной вентиляции. Изменяется химический состав мышц: в них уменьшается содержание аскорбиновой кислоты. Происходит нарушение координации движений. Масса тела уменьшается.
Состояние перетренированности сопровождается нарушениями ночного сна, ухудшением или отсутствием аппетита, быстрым наступлением и развитием утомления. Субъективно у спортсмена пропадает желание тренироваться и выступать в соревнованиях, он становиться апатичным и замкнутым.
Особенно ярко все указанные изменения проявляются при выполнении нагрузки. При стандартных нагрузках у спортсменов в состоянии перетренированности резко учащается пульс, может наблюдаться аритмия, повышается артериальное давление крови. Несмотря на повышение легочной вентиляции и увеличение потребления кислорода возникает кислородный долг.
При предельной мышечной работе отрицательные изменения наблюдаются еще более отчетливо. Восстановительный период у спортсменов в состоянии перетренированности удлиняется. Состояние перетренированности отрицательно влияет на уровень спортивных результатов.
Мерой предупреждения возникновения и развития состояния перетренированности является правильная организация тренировочного процесса с обязательным учетом функциональных возможностей организма при дозировании объема и интенсивности нагрузок, соблюдение основных принципов обучения, рациональная организация режима работы, сна, отдыха, питания.
Различают два основных состояния перетренированности – легкое и тяжелое. Для устранения состояния легкой перетренированности нужно снизить объем и интенсивность тренировочных нагрузок. В отдельных случаях следует изменить вид занятий, временно переключить спортсмена на занятия другими упражнениями. Длительность устранения состояния легкой перетренированности при правильно выбранных средствах составляет 15-30 дней.
В случае состояния тяжелой перетренированности необходимо полностью прекратить тренировочные занятия на 2-3 недели, а затем в течение 1- месяцев тренироваться с пониженными нагрузками.
РАЗВИВАЮЩАЯ И ОЗДОРОВИТЕЛЬНАЯ РОЛЬ
ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ
1.Физиологические основы физического воспитания школьников. Половые различия в энергетическом обеспечении мышечной работы 2. Физическая культура 3. Гипокинезия и предупреждение ее с помощью физических упражнений 4. Аэробная производительность, методы ее определения 1. Физиологические основы физического воспитания школьников.Половые различия в энергетическом обеспечении мышечной работы Самым эффективным средством, способствующим правильному развитию детей, являются занятия физической культурой и спортом. При организации этих занятий нужно строго и постоянно учитывать особенности организма, присущие каждому из возрастных периодов. Систематические занятия спортом – это одно из эффективных средств нормального развития всех функций организма.
Включенное в систему образования и воспитания, начиная с дошкольных учреждений, физическое воспитание характеризует основу физической подготовленности людей – приобретение фонда жизненно важных двигательных умений и навыков, разностороннее развитие физических способностей. Его важными элементами являются «школа» движений, система гимнастических упражнений и правила их выполнения, с помощью которых у ребенка формируются умения дифференцированно управлять движениями, способность координировать их в разных сочетаниях; система упражнений для рационального использования сил при перемещениях в пространстве (основные способы ходьбы, бега, плавания, бега на коньках, на лыжах и др.), при преодолении препятствий, в метаниях, в поднимании и переноске тяжестей; «школа» мяча (игра в волейбол, баскетбол, гандбол, футбол, теннис и др.).
Физическое развитие – это биологический процесс становления изменений естественных морфологических и функциональных свойств организма в течение жизни человека (длина, масса тела, окружность грудной клетки, жизненная емкость легких, максимальное потребление кислорода, сила, быстрота, выносливость, гибкость, ловкость и др.).
Физическое развитие управляемо. С помощью физических упражнений, различных видов спорта, рационального питания, режима труда и отдыха можно изменять в необходимом направлении приведенные выше показатели физического развития.
В основе управления физическим развитием лежит биологический закон упражняемости и закон единства форм и функций организма. Между тем физическое развитие обусловлено и законами наследственности, которые необходимо учитывать как факторы, благоприятствующие или наоборот препятствующие физическому совершенствованию человека.
Процесс физического развития подчиняется также закону возрастной ступенчатости. Поэтому вмешиваться в этот процесс с целью управления им можно только с учетом особенностей и возможностей организма в различные возрастные периоды: становление роста, наивысшего развития форм и функций, старения. Кроме того, физическое развитие связано с законом единства организма и среды и зависит от условий жизни человека, в том числе и географической среды. Поэтому при выборе средств и методов физического воспитания необходимо учитывать влияние указанных законов. Физическое развитие тесно связано со здоровьем человека.
Здоровье выступает как ведущий фактор, который определяет не только гармоничное развитие молодого человека, но и успешность освоения профессии, плодотворность его будущей профессиональной деятельности, что составляет общее жизненное благополучие.
Имеются некоторые половые различия в энергетическом обеспечении мышечной работы. В крови мужчин на 20% больше эритроцитов (клеток, несущих кислород тканям). Это означает, что у них интенсивнее обмен веществ, и они обладают большей энергией. Особенности энергетического обмена таковы, что даже сидя и отдыхая, мужчина расходует больше калорий, чем женщина.
При нагрузках же количество энергетических трат возрастает существенно, и мужчина быстрее теряет силы. С годами мужчины также интенсивнее теряют способность к физическим нагрузкам. Каждые десять лет у женщины снижается переносимость нагрузки на 2%, а у мужчины – на 10%, так что 60-ти летняя женщина способна переносить 90% нагрузки, которую она осиливала в 20 лет, а мужчина – только 60%.
Физическая культура – органическая часть общечеловеческой культуры, ее особая самостоятельная область. Вместе с тем это специфический процесс и результат человеческой деятельности, средство и способ физического совершенствования личности.
Физическая культура воздействует на жизненно важные стороны индивида, полученные в виде задатков, которые передаются генетически и развиваются в процессе жизни под влиянием воспитания, деятельности и окружающей среды.
Физическая культура удовлетворяет социальные процессы потребности в общении, игре, развлечении, в некоторых формах самовыражения личности через социально активную полезную деятельность.
В своей основе физическая культура имеет целесообразную двигательную деятельность в форме физических упражнений, позволяющих эффективно формировать необходимые умения и навыки, физические способности, оптимизировать состояние здоровья и работоспособность.
Физическая культура представлена совокупностью материальных и духовных ценностей. К первым относятся спортивные сооружения, инвентарь, специальное оборудование, спортивная экипировка, медицинское обеспечение. Ко вторым можно отнести информацию, произведение искусства, разнообразные виды спорта, игры, комплексы физических упражнений, этические нормы, регулирующие поведение человека в процессе физкультурноспортивной деятельности, и др.
В развитых формах физическая культура продуцирует эстетические ценности (физкультурные парады, спортивно-показательные выступления и др.).
Результатом деятельности в физической культуре является физическая подготовленность и степень совершенствования двигательных умений и навыков, высокий уровень развития жизненных сил, спортивные достижения, нравственное, эстетическое, интеллектуальное развитие.
3. Гипокинезия и предупреждение ее с помощью Двигательная активность - естественная и специально организованная двигательная деятельность человека, обеспечивающая его успешное физическое и психическое развитие.
Гипокинезия (греч. hypo – понижение, уменьшение, недостаточность;
kinesis – движение) – особое состояние организма, обусловленное недостаточностью двигательной активности. В ряде случаев это состояние приводит к гиподинамии.
Гиподинамия (греч. hypo – понижение; dynamis – сила) - совокупность отрицательных морфофункциональных изменений в организме вследствие длительной гипокинезии. Это атрофические изменения в мышцах, общая физическая детренированность, детренированность сердечно-сосудистой системы, понижение ортостатической устойчивости, изменение водно-солевого баланса, системы крови, деминерализации костей и т.д.
В конечном счете, снижается функциональная активность органов и систем, нарушается деятельность регуляторных механизмов, обеспечивающих их взаимосвязь, ухудшается устойчивость к различным неблагоприятным факторам; уменьшается интенсивность и объем афферентной информации, связанной с мышечными сокращениями, нарушается координация движений, снижается тонус мышц (тургор), падает выносливость и силовые показатели.
Наиболее устойчивы к развитию гиподинамических признаков мышцы антигравитационного характера (шеи, спины). Мышцы живота атрофируются сравнительно быстро, что неблагоприятно сказывается на функции органов кровообращения, дыхания, пищеварения.
В условиях гиподинамии снижается сила сердечных сокращений в связи с уменьшением венозного возврата в предсердия, сокращаются минутный объем, масса сердца и его энергетический потенциал, ослабляется сердечная мышца, снижается количество циркулирующей крови в связи с застаиванием ее в депо и капиллярах.
Тонус артериальных и венозных сосудов ослабляется, падает кровяное давление, ухудшаются снабжение тканей кислородом (гипоксия) и интенсивность обменных процессов (нарушения в балансе белков, жиров, углеводов, воды и солей). Уменьшается жизненная емкость легких и легочная вентиляция, интенсивность газообмена. Все это сопровождается ослаблением взаимосвязи двигательных и вегетативных функций, неадекватностью нервномышечных напряжений.
Таким образом, при гиподинамии в организме создается ситуация, чреватая «аварийными» последствиями для его жизнедеятельности. Отсутствие необходимых систематических занятий физическими упражнениями связано с негативными изменениями в деятельности высших отделов головного мозга, его подкорковых структурах и образованиях, снижением защитных сил организма и появлением повышенной утомляемости, нарушением сна, снижением способности поддерживать высокую умственную или физическую работоспособность.
Работоспособность – потенциальная возможность человека выполнить целесообразную, мотивированную деятельность на заданном уровне эффективности в течение определенного времени. Зависит от внешних условий деятельности и психофизиологических резервов человека. Может рассматриваться как максимальная, оптимальная, сниженная.
4. Аэробная производительность, методы ее определения Аэробные возможности человека определяются, прежде всего, максимально возможной для него скоростью потребления кислорода. Чем она больше, тем большую мощность работы может выполнять спортсмен в аэробных условиях. Чем длительнее по времени эта работа, тем выше его спортивный результат. Максимальное потребление кислорода у лиц, тренирующих выносливость, значительно выше, чем у не спортсменов того же возраста и пола.
Так, например, если у нетренированных мужчин 20-29 лет максимальное потребление кислорода составляет 2,5-3,5л/мин (или 40-50мл/мин/кг), то у бегунов-стайеров и лыжников высокой квалификации она достигает 5-6л/мин (или 75-80мл/мин/кг). У нетренированных женщин максимальное потребление кислорода равно 1,5-2,5л/мин (или 30-40мл/мин/кг), а у спортсменок лыжниц около 4л/мин (или более 70мл/мин/кг).
Выделяют абсолютные показатели максимального потребления кислорода (л/мин) и относительные, то есть максимальное потребление кислорода, отнесенное к единице массы тела (мл/мин/кг). Абсолютные показатели максимального потребления кислорода находятся в прямой зависимости от размеров тела. Они наибольшие у гребцов, пловцов, конькобежцев, велосипедистов. В этих видах спорта абсолютные величины максимального потребления кислорода имеют наибольшее значение для оценки состояния тренированности.
Относительные показатели максимального потребления кислорода у высококвалифицированных спортсменов находятся в обратной зависимости от массы тела. Наибольшие величины относительных показателей характерны для лыжников и бегунов на длинные дистанции, наименьшие – для гребцов.
У спортсменов, специализирующихся в беге на длинные дистанции, в спортивной ходьбе, ориентировании, лыжных гонках, максимальные аэробные возможности и состояние тренированности оцениваются по относительным величинам максимального потребления кислорода.
Уровень максимального потребления кислорода зависит от максимальных возможностей: 1) системы доставки кислорода к работающим мышцам и другим усиленно функционирующим органам; 2) системы потребления кислорода, включающей, в основном, работающие мышечные клетки.
Предельные возможности организма доставлять кислород к усиленно функционирующим органам и тканям определяются системами внешнего дыхания и крови, а также сердечно-сосудистой системой.
Внешнее дыхание. У спортсменов, тренирующих выносливость, максимальные величины легочной вентиляции при работе значительно больше, чем у нетренированных лиц. У бегунов стайеров во время бега на длинные дистанции легочная вентиляция длительное время поддерживается на уровне 120-140л/мин.
У нетренированных людей ее максимальные величины обычно не превышают 70-100л/мин. Поскольку частота дыхания по мере тренировки не возрастает, прирост легочной вентиляции достигается лишь увеличением дыхательного объема. Значительное возрастание максимально возможных величин дыхательного объема у спортсменов происходит вследствие повышения на 15-25% легочных объемов и емкостей и, следовательно, жизненной емкости легких, которая у гребцов, например, достигает 8-9л.
Другим результатом тренировки внешнего дыхания является повышение эффективности легочной вентиляции. Об этом свидетельствует увеличение вентиляционного эквивалента кислорода, то есть объема дыхания, затрачиваемого на один литр использованного кислорода.
В процессе тренировки значительно возрастает диффузионная способность легких, как в покое, так и при физических нагрузках. У бегуновмарафонцев, например, она даже в покое почти не отличается по величине от диффузионной способности легких при максимальной работе у нетренированных лиц. В результате тренировки повышается вентиляционный анаэробный порог, то есть мощность работы, начиная с которой легочная вентиляция растет быстрее, чем интенсивность нагрузки. Так, у нетренированных людей вентиляционный анаэробный порог соответствует мощности нагрузки в пределах 50-60%, а у хорошо тренированных спортсменов – 80-85% от максимального потребления кислорода.
Итак, главный эффект тренировки выносливости в отношении функций внешнего дыхания состоит в увеличении предельных величин рабочей и произвольной легочной вентиляции вследствие возрастания легочных объемов и емкостей в повышении эффективности легочной вентиляции и увеличении диффузионной способности легких.
Система крови. Транспорт кислорода и аэробная выносливость человека зависят от объема крови и содержания в ней эритроцитов и гемоглобина. При тренировке выносливости объема крови у спортсмена значительно возрастает. С учетом массы тела у бегунов-стайеров, лыжников Тема: Физиология мышечной деятельности (4ч) Форма проведения: Семинар. Словарный диктант. Тест 1. Виды и свойства мышечной ткани 2.Структурные основы сокращения мышц. Современные представления о механизмах мышечного сокращения 3.Химизм и энергетика мышечного сокращения 4.Особенности гладкой и сердечной мышечной ткани 5.Двигательная единица 6.Формы и типы мышечного сокращения Литература обязательная:
1. Дубровский В.И. Спортивная физиология: учеб. для сред. и высш.
учеб. заведений по физ. культуре/ В.И. Дубровский. – М.: Гуманитар. изд.
центр ВЛАДОС, 2005. – 462с.
2. Общий курс физиологии человека и животных [Текст]: учебник: в 2 т.
/ под ред. А.Д. Ноздрачева. - М: Высшая школа, 1991. т. 1. – 567с.
3. Солодков А.С., Сологуб Е.Б. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник. – М.: Олимпия Пресс, 2005. – 528с.
4. Физиология человека: учебник: в 3 т. / под ред. Р. Шмидта, Г. Тевса:
пер. с англ. – М.: Мир, 1996. Т.I. – 323с.
Литература дополнительная:
1.Биохимия мышечной деятельности. - Киев, 2000. - 502с.
2.Мохан, Р. Биохимия мышечной деятельности и физические тренировки. - Киев, 2001. - 296 с.
Тема: Произвольная мышечная деятельность. Физиологические основы классификации физических упражнений (8ч) Форма проведения: Семинар. Словарный диктант. Тест 1.Физические упражнения – как произвольные движения (И.М.Сеченов, И.П. Павлов). Кольцевой принцип управления движениями (Н.А.Бернштейн) 3.Управление произвольными движениями 4.Особенности системных механизмов управления движениями. Роль афферентного синтеза и акцептора результатов действия в формировании двигательного навыка 5. Безусловные тонические рефлексы в произвольных движениях 6. Позы и статическое напряжение. Феномен статического напряжения.
«