Популярные услуги

Главная » Лекции » Физическая культура и спорт » Конспект по физической культуре » Социально-биологические основы физической культуры

Социально-биологические основы физической культуры

2021-03-09СтудИзба

ТЕМА 2

Социально_биологические основы физической культуры

Рассматриваемые вопросы:

1. Организм как единая саморазвивающаяся и саморегулирующаяся биологическая система.

2. Анатомо-морфологические особенности и основные физиологические функции организма.

3. Функциональные системы организма.

4. Внешняя среда и её воздействие на организм и жизнедеятельность человека.

Рекомендуемые материалы

5. Функциональная активность человека и взаимосвязь физической и умственной деятельности.

6. Утомление при физической и умственной работе. Восстановление.

7. Биологические ритмы и работоспособность.

8. Гипокинезия и гиподинамия.

9. Средства физической культуры, обеспечивающие устойчивость к умственной и физической работоспособности.

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

11. Органы пищеварения и выделения.

12. Железы внутренней секреции.

13. Сенсорные системы.

14. Регуляция деятельности организма в различных условиях.

Организм как единая саморазвивающаяся

и саморегулирующаяся биологическая система

Развитие организма осуществляется во все периоды его жизни — с момента зачатия и до ухода из жизни. Это развитие назы­вается индивидуальным, или развитием в онтогенезе. При этом разли­чают два периода: внутриутробный (от момента зачатия и до рожде­ния) и внеутробный (после рождения).

         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, образно говоря, в условиях автоном­ного режима, ребенок быстро растет, увеличивается масса, длина и площадь поверхности его тела. Рост человека продолжается прибли­зительно до 20 лет. Причем у девочек наибольшая интенсивность роста наблюдается в период от 10 до 13, а у мальчиков от 12 до 16 лет. Увеличение массы тела происходит практически параллельно с увели­чением его длины и стабилизируется к 20—25 годам.

         Необходимо отметить, что за последние 100—150 лет в ряде стран наблюдается раннее морфофункциональное развитие организма у детей и подростков. Это явление называют акселерацией (лат. ассеlегаtio — ускорение), оно связано не только с ускорением роста и развития организма вообще, но и с более ранним наступлением периода поло­вой зрелости, ускоренным развитием сенсорных (лат. sensus — чувст­во), двигательных координации и психических функций. Поэтому гра­ницы между возрастными периодами достаточно условны и это связа­но со значительными индивидуальными различиями, при которых «физиологический» возраст и «паспортный» не всегда совпадают.

         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—60 лет) характеризу­ется незначительными изменениями строения тела, а функциональные возможности этого достаточно продолжительного периода жизни 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 — иммунной, нерв­ной, кровеносной и др. Здоровый образ жизни, активная двигательная де­ятельность в процессе жизни существенно замедляют процесс 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 (кровообращения, обмена веществ, терморегуляции и др.). Этот процесс обеспечивается сложной системой координированных приспособительных механизмов, направленных на устранение или ог­раничение факторов, воздействующих на организм как из внешней, так и из внутренней среды. Они позволяют сохранять постоянство со­става, физико-химических и биологических свойств внутренней среды, несмотря на изменения во внешнем мире и физиологические сдвиги, возникающие в процессе жизнедеятельности организма. В нормальном состоянии колебания физиологических и биохимических констант происходят в узких гомеостатических границах, и клетки ор­ганизма живут в относительно постоянной среде, так как они омыва­ются кровью, лимфой и тканевой жидкостью. Постоянство физико-хи­мического состава поддерживается благодаря саморегуляции обмена веществ, кровообращения, пищеварения, дыхания, выделения и дру­гих физиологических процессов.

         Организм — сложная биологическая система. Все его органы связа­ны между собой и взаимодействуют. Нарушение деятельности одного органа приводит к нарушению деятельности других.

         Огромное количество клеток, каждая из которых выполняет свои, присущие только ей функции в общей структурно-функциональной системе организма, снабжаются питательными веществами и необхо­димым количеством кислорода для того, чтобы осуществлялись жиз­ненно необходимые процессы энергообразования, выведения продук­тов распада, обеспечения различных биохимических реакций жизне­деятельности и т.д. Эти процессы происходят благодаря регуляторным механизмам, осуществляющим свою деятельность через нервную, кро­веносную, дыхательную, эндокринную и другие системы организма.

Анатомо-морфологические особенности

 и основные физиологические функции организма

         Понятие о клетке, тканях, органах и системах организма. Строение тела человека подобно строению наземных позвоночных.   Особенно много общего у человека и высших млекопитаю­щих. Сходство проявляется в строении ске­лета, внутренних органов, нервной системы и подтверждается общнос­тью эмбрионального развития. По зоологической классификации че­ловек относится к числу хордовых, подтипу позвоночных, классу мле­копитающих, отряду приматов, семейству людей, виду «человек разумный», подвиду «современный». Организм — единая, целостная, сложно устроенная саморегулирующаяся живая система, состоящая из органов и тканей. Органы построены из тканей, ткани состоят из клеток и межклеточного вещества. Клетка — элементарная, универ­сальная единица живой материи — имеет упорядоченное строение, об­ладает возбудимостью и раздражимостью, участвует в обмене веществ  и энергии, способна к росту, регенерации (восстановлению), размно­жению, передаче генетической информации и приспособлению к ус­ловиям среды. Клетки разнообразны по форме, различны по размеру, но все имеют общие биологические признаки строения — ядро и ци­топлазму, которые заключены в клеточную оболочку. Межклеточное вещество — это продукт жизнедеятельности клеток, оно состоит из ос­новного вещества и расположенных в нем волокон соединительной ткани. В организме человека более 100 триллионов клеток.

         Совокупность клеток и межклеточного вещества, имеющих общее происхождение, одинаковое строение и функции, называется тканью. По морфологическим и физиологическим признакам различают четы­ре вида ткани; эпителиальную (выполняет покровную, защитную, вса­сывательную, выделительную и секреторную функции); соединитель­ную (рыхлая, плотная, хрящевая, костная и кровь); мышечную (по­перечно-полосатая, гладкая и сердечная); нервную (состоит из нерв­ных клеток, или нейронов, важнейшей функцией которых является ге­нерирование и проведение нервных импульсов).

         Орган — это часть целостного организма, обусловленная в виде комплекса тканей, сложившегося в процессе эволюционного развития и выполняющего определенные специфические функции. В создании каждого органа участвуют все четыре вида тканей, но лишь одна из них является рабочей. Так, для мышцы основная рабочая ткань — мы­шечная, для печени — эпителитальная, для нервных образований — нервная. Совокупность органов, выполняющих общую для них функ­цию, называют системой органов (пищеварительная, дыхательная, сер­дечно-сосудистая, половая, мочевая и др.) и аппаратом органов (опор­но-двигательный, эндокринный, вестибулярный и др.).

Функциональные системы организма

Костная система и ее функции

         Общий обзор скелета человека. Скелет (греч. sсеlеton — высохший, высушенный) — комплекс костей, различных по форме и величине. У человека более 200 ко­стей (85 парных и 36 непарных), которые в зависимости от формы и функции делятся на: трубчатые (кости конечностей); губчатые (вы­полняют в основном защитную и опорную функции — ребра, грудина, позвонки и др.); плоские (кости черепа, таза, поясов конечностей); сме­шанные (основание черепа).

         В каждой кости содержатся все виды тканей, но преобладает кост­ная, представляющая разновидность соединительной ткани. В состав кости входят органические и неорганические вещества. Неорганичес­кие (65—70% сухой массы кости) — это в основном фосфор и кальций. Органические (30—35%) — это клетки кости, коллагеновые волокна. Эластичность, упругость костей зависит от наличия в них органичес­ких веществ, а твердость обеспечивается минеральными солями. Со­четание органических веществ и минеральных солей в живой кости придает ей необычайную крепость и упругость, которые можно срав­нить с твердостью и упругостью чугуна, бронзы или меди. Кости детей более эластичны и упруги — в них преобладают органические вещест­ва, кости же пожилых людей более хрупки — они содержат большое количество неорганических соединений.

         На рост и формирование костей существенное влияние показыва­ют социально-экологические факторы; питание, окружающая среда и т.д. Дефицит питательных веществ, солей или нарушение обменных процессов, связанных с синтезом белка, незамедлительно отражаются на росте костей. Недостаток витаминов С, В, кальция или фосфора нарушает естественный процесс обызвествления и синтеза белка в костях, делает их более хрупкими. На изменение костей влияют и фи­зические нагрузки. При систематическом выполнении значительных по объему и интенсивности статических и динамических упражнений. кости становятся более массивными, в местах прикрепления мышц формируются хорошо выраженные утолщения — костные выступы, бугры и гребни. Происходит внутренняя перестройка компактного костного вещества, увеличиваются количество и размеры костных клеток, кости становятся значительно прочнее. Правильно организо­ванная физическая нагрузка при выполнении силовых и скоростно-силовых упражнений способствует замедлению процесса старения костей.

         Скелет человека, состоит из позвоночника, черепа, грудной клетки, поясов конечностей и скелета свободных конечностей. Позво­ночник, состоящий из 33—34 позвонков, имеет пять отделов: шейный (7 позвонков), грудной (12), поясничный (5), крестцовый (5), копчико­вый (4—5). Позвоночный столб позволяет совершать сгибания вперед и назад, в стороны, вращательные движения вокруг вертикальной оси. В норме он имеет два изгиба вперед (шейный и поясничный лордозы) и два изгиба назад (грудной и крестцовый кифозы). Названные изгибы имеют функциональное значение при выполнении различных движений (ходьба, бег, прыжки, ку­вырки и т.д.), они ослабляют толчки, удары и т.п., выполняя роль амортизатора.

         Грудная клетка образова­на 12 грудными позвонками, 12 парами ребер и грудной кос­тью (грудиной), она защищает сердце, легкие, печень и часть пищеварительного тракта; объем грудной клетки может изменять­ся в процессе дыхания при со­кращении межреберных мышц и диафрагмы.

         Череп защищает от внешних воздействий головной мозг и центры органов чувств. Он со­стоит из 20 парных и непарных костей, соединенных друг с дру­гом неподвижно, кроме нижней челюсти. Череп соединяется с позвоночником при помощи двух мыщелков затылочной кости с верхним шейным позвон­ком, имеющим соответствующие суставные поверхности.

         Скелет верхней конечности образован плечевым поясом, со­стоящим из двух лопаток и двух ключиц, и свободной верхней ко­нечностью, включающей плечо, предплечье и кисть. Плечо — это одна плечевая трубчатая кость; предплечье образовано лучевой и локтевой костями; скелет кисти делится на запястье (8 кос­тей, расположенных в два ряда), пястье (5 коротких трубчатых костей) и фаланги пальцев (14 фаланг).

         Скелет нижней конечности обра­зован тазовым поясом (2 тазовых кости и крестец) и скелетом свобод­ной нижней конечности, который состоит из трех основных отделов — бедра (одна бедренная кость), голе­ни (большая и малая берцовые кости) и стопы (предплюсна — 7 костей, плюсна — 5 костей и 14 фаланг).

         Все кости скелета соединены по­средством суставов, связок и сухо­жилий.  Суставы — по­движные  соединения,  область  со­прикосновения   костей   в   которых покрыта суставной сумкой из плот­ной соединительной ткани, сраста­ющейся с надкостницей сочленяющихся   костей.   Полость   суставов герметично закрыта, она имеет небольшой    объем,    зависящий    от формы и размеров сустава. Сустав­ная   жидкость   уменьшает   трение между поверхностями при движе­нии, эту же функцию выполняет и гладкий хрящ, покрывающий сус­тавные поверхности. В суставах могут происходить сгибание, разгиба­ние, приведение, отведение, вращение.

         Итак, опорно-двигательный аппарат состоит из костей, связок, мышц, мышечных сухожилий. Большинство сочленяющихся костей соединены связками и мышечными сухожилиями, образуя суставы ко­нечностей, позвоночника и др. Основные функции — опора и переме­щение тела и его частей в пространстве.

         Главная функция суставов — участвовать в осуществлении движе­ний. Они выполняют также роль демпферов, гасящих инерцию движе­ния и позволяющих мгновенно останавливаться в процессе движения. При систематических занятиях физическими упражнениями и спор­том суставы развиваются и укрепляются, повышается эластичность связок и мышечных сухожилий, увеличивается гибкость. И наоборот, при отсутствии движений разрыхляется суставный хрящ и изменяют­ся суставные поверхности, сочленяющиеся кости, появляются боле­вые ощущения, возникают воспалительные процессы.

Схема строения сустава. 1 – надкостница, 2 – кость, 3 – суставная капсула,

 4 – суставной хрящ, 5 – суставная полость

         В условиях нормальной физиологической деятельности и двига­тельной активности суставы долго сохраняют объем (амплитуду) дви­жений и медленно подвергаются старению. Но чрезмерные физичес­кие нагрузки пагубно сказываются на строении и функциях суставов: суставные хрящи могут истончаться, суставная капсула и связки склерозируются, по периферии образуются костные выступы и т.д. Иными словами, морфологические изменения в суставах приводят к функци­ональным ограничениям подвижности в суставах и уменьшению амп­литуды движений.

Мышечная система и ее функции

(строение, физиология и биохимия мышечных сокращений, общий обзор скелетной мускулатуры)

         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, сокращают стенки мочевого пузыря. По­перечно-полосатые мышцы — это все скелетные мышцы, которые обеспечивают многообразные движения тела. К поперечно-полосатым мышцам относится также и сердечная мышца, автоматически обеспе­чивающая ритмическую работу сердца на протяжении всей жизни. Ос­нова мышц — белки, составляющие 80—85% мышечной ткани (исклю­чая воду). Главное свойство мышечной ткани — сократимость, она обеспечивается благодаря сократительным мышечным белкам — акти­ну и миозину.

         Мышечная ткань устроена очень сложно. Мышца имеет волокнис­тую структуру, каждое волокно — это мышца в миниатюре, совокуп­ность этих волокон и образуют мышцу в целом. Мышечное волокно, в свою очередь, состоит из миофибрилл. Каждая миофибрилла разделена на чередующиеся светлые и темные участки. Темные участки — протофибриллы состоят из длинных цепочек молекул миозина, светлые образованы более тонкими белковыми нитями актина. Когда мышца находится в несокращенном (расслабленном) состоянии, нити актина и миозина лишь частично продвинуты относительно друг друга, при­чем каждой нити миозина противостоят, окружая ее, несколько нитей актина. Более глубокое продвижение относительно друг друга обу­словливает укорочение (сокращение) миофибрилл отдельных мышеч­ных волокон и всей мышцы в целом.

         К мышце подходят и от нее отходят (принцип рефлекторной дуги) многочисленные нервные волокна.

         Двигательные (эфферентные) нервные волокна пере­дают импульсы от головного и спинного мозга, приводящие мышцы в рабочее состояние; чув­ствительные волокна передают импульсы в обратном направле­нии, информируя центральную нервную систему о деятельности мышц. Через симпатические нервные волокна осуществляется регуляция обменных процессов в мышцах, посредством чего их де­ятельность приспосабливается к изменившимся условиям работы, к различным мышечным нагруз­кам. Каждую мышцу пронизыва­ет разветвленная сеть капилля­ров, по которым поступают необ­ходимые для жизнедеятельности мышц вещества и выводятся про­дукты обмена.

         Скелетная мускулатура. Ске­летные мышцы входят в структу­ру опорно-двигательного аппара­та, крепятся к костям скелета и при сокращении приводят в дви­жение отдельные звенья скелета, рычаги. Они участвуют в удержа­нии положения тела и его частей в пространстве, обеспечивают движения при ходьбе, беге, жева­нии, глотании, дыхании и т.д., вырабатывая при этом тепло. Скелетные мышцы обладают способностью возбуждаться под влиянием нервных импульсов. Возбуждение проводится до со­кратительных структур (мио­фибрилл), которые, сокращаясь, выполняют определенный двига­тельный акт — движение или на­пряжение. Напомним, что вся скелетная мускулатура состоит из поперечно-полосатых мышц. У человека их насчитывается около 600 и большин­ство из них — парные. Их масса составляет 35—40% общей массы тела взрослого человека. Скелетные мышцы снаружи покрыты плотной со­единительнотканной оболочкой. В каждой мышце различают актив­ную часть (тело мышцы) и пассивную (сухожилие). Мышцы делятся на длинные, короткие и широкие.

         Мышцы, действие которых направлено противоположно, называ­ются антагонистами, однонаправлено — синергистами. Одни и те же мышцы в различных ситуациях могут выступать в том и другом каче­стве. У человека чаще встречаются веретенообразные и лентовидные. Веретенообразные мышцы расположены и функционируют в районе длинных костных образований конечностей, могут иметь два брюшка (двубрюшные мышцы) и несколько головок (двуглавые, трехглавые, четырехглавые мышцы). Лентовидные мышцы имеют различную ши­рину и обычно участвуют в корсетном образовании стенок туловища. Мышцы с перистым строением, обладая большим физиологическим поперечником  за  счет  большого  количества  коротких  мышечных структур, значительно сильнее тех мышц, ход волокон в которых имеет прямолинейное (продольное) расположение. Первые называют сильными мышцами, осуществляющими малоамплитудные движения, вторые — ловкими, участвующими в движениях с большой амплиту­дой. По функциональному назначению и направлению движений в суставах различают мышцы сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие, сфинктеры (сжимающие) и расширители.

         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 от суммы сил мышечных волокон, их сократительной способности; от ко­личества, мышечных волокон в мышце и количества функциональных единиц, одновременно возбуждающихся при развитии напряжения; от исходной 'длины мышцы (предварительно растянутая мышца развивает большую силу); от условий взаимодействия с костями скелета.

         Сократительная способность мышцы характеризуется ее абсолют­ной силой, т.е. силой, приходящейся на 1 кв.см. поперечного сечения мы­шечных волокон. Для расчета этого показателя силу мышцы делят, на площадь ее физиологического поперечника (т.е. на сумму площадей всех мышечных волокон, составляющих мышцу). Например: в среднем у человека сила (на 1 кв.см. поперечного сечения мышцы) икроножной мышцы — 6,24; разгибателей шеи — 9,0; трехглавой мышцы плеча —16,8 кг.

         Центральная нервная система регулирует силу сокращения мышцы путем изменения количества одновременно участвующих в сокращении функциональных единиц, а также частотой посылаемых к ним импульсов. Учащение импульсов ведет к возрастанию величины

напряжения.

         Работа мышц. В процессе мышечного сокращения потенциальная химическая энергия переходит в потенциальную механическую энер­гию напряжения и 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 (динамическая работа) в пространстве. Она характеризуется коэф­фициентом полезного действия (КПД) мышечной системы, т.е. отно­шением производимой работы к общим энергетическим затратам (для мышц человека кпд составляет 15—20%, у физически развитых трени­рованных людей этот показатель несколько выше).

         При статических усилиях (без перемещения) можно говорить не о работе как таковой с точки зрения физики, а о работе, которую следует оценивать энергетическими физиологическими затратами организма.

         Мышца как орган. В целом мышца как орган представляет собой сложное структурное образование, которое выполняет определенные Функции, состоит на 72-80% из воды и на 16-20% из плотного вещества. Мышечные волокна состоят из миофибрилл с клеточными ядрами, рибосомами, митохондриями, саркоплазматическим ретикулюмом, чувствительными нервными образованиями — проприоре-цепторами и другими функциональными элементами, обеспечивающими синтез белков, окислительное фосфорилирование и ресинтез аденозинтрифосфорной кислоты, транспортировку веществ внутримышечной клетки и т.д. в процессе функционирования мышечных локон. Важным структурно-функциональным образованием мышцы является двигательная, или нейромоторная, единица, состоящая и; одного мотонейрона и иннервируемых им мышечных волокон. Раз­личают малые, средние и большие двигательные единицы в зависи­мости от количества мышечных волокон, задействованных в акте сокращения.

         Система соединительнотканных прослоек и оболочек связывает мышечные волокна в единую рабочую систему, обеспечивающую с по­мощью сухожилий передачу возникающей при мышечном сокраще­нии тяги на кости скелета.

         Вся мышца пронизана разветвленной сетью кровеносных и веточками лимфатических сосудов. Красные мышечные волокна обладают более густой сетью кровеносных сосудов, чем белые. Они имеют большой запас гликогена и липидов, характеризуются значительной тонической активностью, способностью к длительному напряжению и выполнению продолжительной динамической работы. Каждое красное; волокно имеет больше, чем белое, митохондрий — генераторов и поставщиков энергии, окруженных 3—5 капиллярами, и это создает условия для более интенсивного кровоснабжения красных волокон и высокого уровня обменных процессов.

         Белые мышечные волокна имеют миофибриллы, которые толще т сильнее миофибрилл красных волокон, они быстро сокращаются, них не способны к длительному напряжению. Митохондрии белого вещества имеют только один капилляр. В большинстве мышц содержатся красные и белые волокна в разных пропорциях. Различают также мы­шечные волокна тонические (способные к локальному возбуждению без его распространения); фазные, способные реагировать на распространяющуюся волну возбуждения как сокращением, так и расслаблением; переходные, сочетающие оба свойства.

         Мышечный насос — физиологическое понятие, связанное с мышечной функцией и ее влиянием на собственное кровоснабжение. Принципиальное его действие проявляется следующим образом: во время сокращения скелетных мышц приток артериальной крови к ним замедляется и ускоряется отток ее по венам; в период расслабления ве­нозный отток уменьшается, а артериальный приток достигает своего максимума. Обмен веществ между кровью и тканевой жидкостью про­исходит через стенку капилляра.

         Механизм мышечного сокращения. Функции мышц регулируются различными отделами центральной нервной системы (ЦНС), которые во многом определяют ха­рактер их разносторонней активности (фазы движения, тонического напряжения и др.). Рецепторы двига­тельного аппарата дают начало афферентным волокнам двигательного анализатора, которые составляют 30—50% волокон смешанных (афферентно-эфферентных) нервов, направляющихся в спинной мозг. Со­кращение мышц вызывает импульсы, которые являются источником мышечного чувства — кинестезии.

         Передача возбуждения с нервного волокна на мышечное осущест­вляется через нервно-мышечный синапс который состоит из двух разделенных щелью мембран — пресинаптической (нервного происхождения) и постсинаптической (мышечного происхождения). При воздействии нервного импульса выделяются кванты ацетилхолина, который приводит к возникновению электрического потенциала, способного возбудить мышечное волокно. Скорость проведения нерв­ного импульса через синапс в тысячи раз меньше, чем в нервном во­локне. Он проводит возбуждение только в направлении к мышце. В норме через нервно-мышечный синапс млекопитающих может пройти до 150 импульсов в одну секунду. При утомлении (или патологии) по­движность нервно-мышечных окончаний снижается, а характер импульсов может изменяться.

         Химизм и энергетика мышечного сокращения. Сокращение   и   напряжение   мышцы   осуществляется за счет энергии, освобождаю­щейся при химических превращениях, ко­торые    происходят    при    поступлении    в мышцу нервного импульса или нанесении на нее непосредственного раздражения. Химические превращения в мышце протекают как при налимий кислорода (в аэробных условиях), так и при его отсутствии (в анаэробных условиях).

         Расщепление и ресинтез аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Первичным источником энергии для сокращения мышцы слу­жит расщепление АТФ (она находится в клеточной мембране, ретикулюме и миозиновых нитях) на аденозиндифосфорную кислоту (АДФ) и фосфорные кислоты. При этом из каждой грамм-молекулы АТФ ос­вобождается 10 000 кал:

         АДФ в ходе дальнейших превращений дефосфолирируется до адениловой кислоты. Распад АТФ стимулирует белковый фермент актомиозин (аденозинтрифосфотаза). В покое он не активен, активизиру­ется при возбуждении мышечного волокна. В свою очередь АТФ воз­действует на нити миозина, увеличивая их растяжимость. Активность актомиозина увеличивается под воздействием ионов Са  которые в состоянии покоя располагаются в саркоплазматическом ретикулюме.

         Запасы АТФ в мышце незначительны и, чтобы поддерживать их деятельность, необходим непрерывный ресинтез АТФ. Он происходит за счет энергии, получаемой при распаде креатинфосфата (КрФ) на креатин (Кр) и фосфорную кислоту (анаэробная фаза). С помощью ферментов фосфатная группа от КрФ быстро переносится на АДФ (в течение тысячных долей секунды). При этом на каждый моль КрФ ос­вобождается 46 кДж:

         Присоединение к креатину Н3РО4 приводит к ресинтезу КрФ. При истощении запасов КрФ более медленный ресинтез АТФ осуществля­ется с помощью гликолетических и окислительных процессов. В анаэ­робных условиях необходимая энергия освобождается в процессе рас­щепления углеводов (гликогена и глюкозы). Под влиянием гликолитических ферментов они распадаются до молочной кислоты с выделе­нием энергии. В результате гликолиза Н3РО4 вначале присоединяется к углеводам, а затем, обогащенная энергией, отщепляется от них. В ре­зультате образуется богатая энергией фосфатная связь, которая и ис­пользуется для ресинтеза АТФ.

         Таким образом, конечный процесс, обеспечивающий все энергетичес­кие расходы мышцы, — процесс окисления. 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. Кроме того, при этом на­капливается молочная кислота, сдвиг реакции в кислую сторону нару­шает ферментативные реакции и может привести к угнетению и дез­организации обмена веществ и снижению работоспособности мышц. Подобные условия возникают в организме человека при работе мак­симальной, субмаксимальной и большой интенсивности (мощности), например при беге на короткие и средние дистанции. Из-за развив­шейся гипоксии (нехватки кислорода) не полностью восстанавливает­ся АТФ, возникает так называемый кислородный долг и накапливает­ся молочная кислота.

         Аэробный ресинтез АТФ (синонимы: окислительное фосфолирирование, тканевое дыхание) — в 20 раз эффективнее анаэробного энер­гообразования. Накопленная во время анаэробной деятельности и в процессе длительной работы часть молочной кислоты окисляется до углекислоты и воды (1/4—1/6 ее часть), образующаяся энергия ис­пользуется на восстановление оставшихся частей молочной кислоты в глюкозу и гликоген, при этом обеспечивается ресинтез АТФ и КрФ. Энергия окислительных процессов используется также и для ресинте­за углеводов, необходимых мышце для ее непосредственной деятель­ности.

         В целом углеводы дают наибольшее количество энергии для мы­шечной работы. Например, при аэробном окислении глюкозы образу­ются 38 молекул АТФ (для сравнения: при анаэробном распаде угле­вода образуется лишь 2 молекулы АТФ).

         Время развертывания аэробного пути образования АТФ составля­ет 3—4 мин (у тренированных — до 1 мин), максимальная мощность при этом 350—450 кал/мин/кг, время поддержания максимальной мощности — десятки минут. Если в покое скорость аэробного ресин­теза АТФ невысокая, то при физических нагрузках его мощность ста­новится максимальной и при этом аэробный путь может работать ча­сами. Он отличается также высокой экономичностью: в ходе этого процесса идет глубокий распад исходных веществ до конечных про­дуктов СО2 и Н2О. Кроме того, аэробный путь ресинтеза АТФ отли­чается универсальностью в использовании субстратов: окисляются все органические вещества организма (аминокислоты, белки, углеводы, жирные кислоты, кетоновые тела и др.).

         Однако аэробный способ ресинтеза АТФ имеет и недостатки: 1) он требует потребления кислорода, доставка которого в мышечную ткань обеспечивается дыхательной и сердечно-сосудистой системами, что, естественно, связано с их напряжением; 2) любые факторы, влияющие на состояние и свойство мембран митохондрий, нарушают образование ЛТФ; 3) развертывание аэробного образования АТФ продолжи­тельно во времени и невелико по мощности.

         Мышечная деятельность, осуществляемая в большинстве видов спорта, не может полностью быть обеспечена аэробным процессом ре-синтеза ЛТФ, и организм вынужден дополнительно включать анаэ­робные способы образования АТФ, имеющие более короткое время развертывания и большую максимальную мощность процесса (т.е. наибольшее количество АТФ, образуемое в единицу времени) — 1 моль АТФ соответствует 7,3 кал, или 40 Дж (1 кал = 4,19 Дж).

         Возвращаясь к анаэробным процессам энергообразования, следует уточнить, что они протекают по меньшей мере в виде двух типов ре­акций:    1. Креатинфосфокиназная — когда осуществляется расщепле­ние КрФ, фосфорные группировки с которого переносятся на АДФ, ресинтезируя при этом АТФ. Но запасы креатинфосфата в мышцах невелики и это обусловливает быстрое (в течение 2—4 с) угасание этого типа реакции.

         2. Гликолитическая (гликолиз) — развивается мед­леннее, в течение 2—3 мин интенсивной работы. Гликолиз начинается с фосфолирирования запасов гликогена мышц и поступающей с кро­вью глюкозы. Энергии этого процесса хватает на несколько минут на­пряженной работы. На этом этапе завершается первая стадия фосфо­лирирования гликогена и происходит подготовка к окислительному процессу. Затем наступает вторая стадия гликолитической реакции — дегидрогенирование и третья — восстановление АДФ в АТФ. Глико­литическая реакция заканчивается образованием двух молекул молоч­ной кислоты, после чего разворачиваются дыхательные процессы (к 3—5 мин работы), когда начинает окисляться молочная кислота (лактат), образованная в процессе анаэробных реакций.

         Биохимическими показателями оценки креатинфосфатного анаэ­робного пути ресинтеза АТФ является крёатининовый коэффициент и алактатный (без молочной кислоты) кислородный долг. Крёатини­новый коэффициент — это выделение креатинина с мочой за сутки в расчете па 1 кг массы тела. У мужчин выделение креатинина колеблет­ся в пределах 18—32 мг/сут на кг, а у женщин — 10—25 мг/сут на кг. Между содержанием креатинфосфата и образованием у него креати­нина существует прямолинейная зависимость. Следовательно, с помо­щью креатининового коэффициента можно оценить потенциальные возможности этого пути ресинтеза АТФ.

         Биохимические сдвиги в организме, обусловленные накоплением молочной кислоты в результате гликолиза. Если в покое до начала мы печной деятельности концентрация лактата в крови составляет 1 — 2 ммоль/л, то после интенсивных, непродолжительных нагрузок в те­чение 2—3 мин эта величина может достигать 18—20 ммоль/л. Другим показателем, отражающим накопление в крови молочной кислоты, с тужит показатель крови (рН): в покое 7,36, после нагрузки снижение до 7,0 и более. Накопление лактата в крови определяет и ее щелочной резерв — щелочные компоненты всех буферных систем крови.

         Окончание интенсивной мышечной деятельности сопровождается снижением потребления кислорода — вначале резко, затем более плав­но. В связи с этим выделяют два компонента кислородного долга: бы­стрый (алактатный) и медленный (лактатный). Лактатный — это то количество кислорода, которое используется после окончания работы для устранения молочной кислоты: меньшая часть окисляется до Н2О и СО2, большая часть превращается в гликоген. На это превращение тратится значительное количество АТФ, которая образуется аэроб­ным путем за счет кислорода, составляющего лактатный долг. Мета­болизм лактата осуществляется в клетках печени и миокарда.

         Количество кислорода, необходимое для полного обеспечения выполняемой работы, называют кислородным запросом. Например, в беге на 400 м кислородный запрос равен приблизительно 27 л. Время пробегания дистанции на уровне мирового рекорда составляет около 40 с. Исследования показали, что за это время спортсмен поглощает 3—4 л О2. Следовательно, 24 л — это общий кислородный долг (около 90% кислородного запроса), который ликвидируется после забега.

         В беге на 100 м кислородный долг может доходить до 96% запроса. В беге на 800 м доля анаэробных реакций несколько снижается — до 77%, в беге на 10 000 м — до 10%, т.е. преобладающая часть энергии поставляется за счет дыхательных (аэробных) реакций.

         Механизм мышечного расслабления. Как только в мышечное во­локно перестают поступать нервные импульсы, ионы Са под дейст­вием так называемого кальциевого насоса за счет энергии АТФ уходят в цистерны саркоплазматического ретикулюма и их концентрация в саркоплазме понижается до исходного уровня. Это вызывает измене­ния конформации тропонина, который, фиксируя тропомиозин в оп­ределенном участке актиновых нитей, делает невозможным образова­ние поперечных мостиков между толстыми и тонкими нитями. За счет упругих сил, возникающих при мышечном сокращении в коллагеновых нитях, окружающих мышечное волокно, оно при расслаблении возвращается в исходное состояние. Таким образом, процесс мышечного расслабления, или релаксации, так же, как и процесс мышечного сокращения, осуществляется с использованием энергии гидролиза.

В ходе мышечной деятельности в мышцах поочередно происходят процессы сокращения и расслабления и, следовательно, скоростно-силовые качества мышц в равной мере зависят от скорости мышечного сокращения и от способности мышц к релаксации,.

         Краткая характеристика гладких мышечных волокон. В гладких мышечных волокнах отсутствуют миофибриллы. Тонкие нити (актиновые) соединены с сарколеммой, толстые (миозиновые) находятся внутри мышечных клеток. В гладких мышечных волокнах отсутству­ют также цистерны с ионами Са. Под действием нервного импульса ионы Са медленно поступают в саркоплазму из внеклеточной жид­кости и также медленно уходят после того, как прекращают поступать нервные импульсы. Поэтому гладкие мышечные волокна медленно со­кращаются и медленно расслабляются.

         Общий обзор скелетных мышц человека. Мышцы туловища включают мышцы грудной клетки, спины и живота. Мышцы грудной клетки участвуют в дви­жениях верхних конечностей, а также обес­печивают произвольные и непроизвольные дыхательные движения. Дыхательные мышцы грудной клетки называются наружными и внут­ренними межреберными мышцами. К дыхательным мышцам относит­ся также и диафрагма. Мышцы спины состоят из поверхностных и глу­боких мышц. Поверхностные обеспечивают некоторые движения верхних конечностей, головы и шеи. Глубокие («выпрямители тулови­ща») прикрепляются к остистым отросткам позвонков и тянутся вдоль позвоночника.

        

        

         Мышцы спины участвуют в поддержании вертикально­го положения тела, при сильном напряжении (сокращении) вызывают прогибание туловища назад. Брюшные мышцы поддерживают давле­ние внутри брюшной полости (брюшной пресс), участвуют в некото­рых движениях тела (сгибание туловища вперед, наклоны и повороты в стороны), в процессе дыхания.

         Мышцы головы и шеи — мимические, жевательные и приводящие в движение голову и шею. Мимические мышцы прикрепляются одним своим концом к кости, другим — к коже лица, некоторые могут начи­наться и оканчиваться в коже. Мимические мышцы обеспечивают дви­жения кожи лица, отражают различные психические состояния чело­века, сопутствуют речи и имеют значение в общении. Жевательные мышцы при сокращении вызывают движение нижней челюсти вперед и в стороны. Мышцы шеи участвуют в движениях головы. Задняя группа мышц, в том числе и мышцы затылка, при тоническом (от слова «тонус») сокращении удерживает голову в вертикальном положении.

         Мышцы верхних конечностей обеспечивают движения плечевого пояса, плеча, предплечья и приводят в движение кисть и пальцы. Глав­ными мышцами-антагонистами являются двуглавая (сгибатель) и трехглавая (разгибатель) мышцы плеча. Движения верхней конечнос­ти и прежде всего кисти чрезвычайно многообразны. Это связано с тем, что рука служит человеку органом труда.

         Мышцы нижних конечностей обеспечивают движения бедра, голени и стопы. Мышцы бедра играют важную роль в поддержании верти­кального положения тела, но у человека они развиты сильнее, чем у других позвоночных. Мышцы, осуществляющие движения голени, расположены на бедре (например, четырехглавая мышца, функцией которой является разгибание голени в коленном суставе; антагонист этой мышцы — двуглавая мышца бедра). Стопа и пальцы ног приво­дятся в движение мышцами, расположенными на голени и стопе. Сгибание пальцев стопы осуществляется при сокращении мышц, расположенных на подошве, а разгибание - мышцами передней поверхности голени и стопы.   Многие мышцы бедра, голени и стопы принимают участие в поддержании тела человека в вертикальном положении.

Физиологические системы организма

         Принято выделять следующие физиологические системы организма: костную (скелет человека), мышечную, кровеносную, ды­хательную, пищеварительную, нервную, систему крови, желез внут­ренней секреции, анализаторов и др.

         Кровь как физиологическая система, жидкая ткань и орган. Кровь жидкая ткань, циркулирующая в кровеносной системе и обеспечивающая жизнедеятельность клеток и тканей организма в качестве органа и физиологической системы. Она состоит из плазмы (55—60%) и взвешенных в ней форменных эле­ментов: эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и других веществ (40—45%); имеет слабощелочную реакцию (7,36 рН).

         Эритроциты — красные кровяные клетки, имеющие форму круг­лой вогнутой пластинки диаметром 8 и толщиной 2—3 мкм, заполне­ны особым белком — гемоглобином, который способен образовывать соединение с кислородом (оксигемоглобин) и транспортировать его из легких к тканям, а из тканей переносить углекислый газ к легким, осу­ществляя таким образом дыхательную функцию. Продолжительность жизни эритроцита в организме 100—120 дней. Красный костный мозг вырабатывает до 300 млрд молодых эритроцитов, ежедневно постав­ляя их в кровь. В 1 мл крови человека в норме содержится 4,5—5 млн эритроцитов, У лиц, активно занимающихся двигательной деятель­ностью, это число может существенно возрастать (6 млн и более). Лей­коциты — белые кровяные тельца, выполняют защитную функцию, уничтожая инородные тела и болезнетворные микробы (фагоцитоз). В 1 мл крови содержится 6—8 тыс. лейкоцитов. Тромбоциты (а их со­держится в 1 мл от 100 до 300 тыс.) играют важную роль в сложном процессе свертывания крови. В плазме крови растворены гормоны, минеральные соли, питательные и другие вещества, которыми она снабжает ткани, а также содержатся продукты распада, удаленные из тканей. В плазме крови находятся и антитела, создающие иммунитет (невосприимчивость) организма к ядовитым веществам инфекционного или какого-нибудь иного происхождения, микроорганизмам и вирусам. Плазма крови принимает участие в транспортировке угле­кислого газа к легким.

         Постоянство состава крови поддерживается как химическими ме­ханизмами самой крови, так и специальными регуляторными механиз­мами нервной системы.

         При движении крови по капиллярам, пронизывающим все ткани, через их стенки постоянно просачивается в межтканевое пространство часть кровяной плазмы, которая образует межтканевую жидкость, окружающую все клетки тела. Из этой жидкости клетки поглощают питательные вещества и кислород и выделяют в нее углекислый газ и другие продукты распада, образовавшиеся в процессе обмена веществ. Таким образом, кровь непрерывно отдает в межтканевую жидкость пи­тательные вещества, используемые клетками, и поглощает вещества, выделяемые ими. Здесь же расположены мельчайшие лимфатические сосуды. Некоторые вещества межтканевой жидкости просачиваются в них и образуют лимфу, которая выполняет следующие функции: воз­вращает белки из межтканевого пространства в кровь, участвует в перераспределении жидкости в организме, доставляет жиры к клеткам тканей, поддерживает нормальное протекание процессов обмена ве­ществ в тканях, уничтожает и удаляет из организма болезнетворные микроорганизмы. Лимфа по лимфатическим сосудам возвращается в кровь, в венозную часть сосудистой системы.

         Общее количество крови составляет 7—8% массы тела человека. В покое 40—50% крови выключено из кровообращения и находится в «кровяных депо»: печени, селезенке, сосудах кожи, мышц, легких. В случае необходимости (например, при мышечной работе) запасной объем крови включается в кровообращение и рефлекторно направля­ется к работающему органу. Выход крови из «депо» и ее перераспре­деление по организму регулируется ЦНС.

Потеря человеком более 1/3 количества крови опасна для жизни. В то же время уменьшение количества крови на 200—400 мл (донор­ство) для здоровых людей безвредно и даже стимулирует процессы кроветворения. Различают четыре группы крови (I, II, III, IV). При спасении жизни людей, потерявших много крови, или при некоторых заболеваниях делают переливание крови с учетом группы. Каждый че­ловек должен знать свою группу крови.

         Сердечно-сосудистая система. Кровеносная система состоит из сердца и кровеносных   сосудов.   Сердце — главный орган кровеносной системы — представляет собой полый мышечный орган, совершаю­щий ритмические сокращения, благодаря которым происходит про­цесс кровообращения в организме. Сердце — автономное, автомати­ческое устройство. Однако его работа корректируется многочисленны­ми прямыми и обратными связями, поступающими от различных ор­ганов и систем организма. Сердце связано с центральной нервной сис­темой, которая оказывает на его работу регулирующее воздействие.

         Сердечно-сосудистая система состоит из большого и малого кругов кровообращения. Левая половина сердца обслуживает большой круг кровообращения.

         Деятельность сердца за­ключается в ритмичной смене сердечных циклов, состоящих из трех фаз: сокращения пред­сердий, сокращения желудоч­ков и общего расслабления сердца.

         Пульс — волна колебаний, распространяемая по эластич­ным стенкам артерий в ре­зультате гидродинамического удара порции крови, выбра­сываемой в аорту под боль­шим давлением при сокраще­нии левого желудочка. Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца. Частота пульса в покое (утром, лежа, натощак) оказывается ниже из-за увеличения мощности каждого сокращения. Урежение частоты пульса увеличива­ет абсолютное время паузы для отдыха сердца и для протекания про­цессов восстановления в сердечной мышце. В покое пульс здорового человека равен 60—70 удар/мин.

         Кровяное давление создается силой сокращения желудочков сердца и упругостью стенок сосудов Оно измеряется в плечевой артерии. Различают макси­мальное (или систолическое) давление, которое создается во время сокращения левого желу­дочка (систолы), и минимальное (или диастолическое) давление, которое отмечается во время расслабления левого желудочка (диастолы). Давление поддер­живается за счет упругости сте­нок растянутой аорты и других крупных артерий. В норме у здорового человека в возрасте 18— 40 лет в покое кровяное давле­ние равно 120/70 мм рт. ст. (120 мм систолическое давле­ние, 70 мм — диастолическое). Наибольшая величина кровяно­го давления наблюдается в аорте. По мере удаления от серд­ца кровяное давление оказывает­ся все ниже. Самое низкое давле­ние наблюдается в венах при впадении их в правое предсердие. Посто­янная разность давления обеспечивает непрерывный ток крови по кровеносным сосудам (в сторону пониженного давления).

         Дыхательная система. Дыхательная система включает в себя но­совую полость, гортань, трахею, бронхи и легкие. В процессе дыхания из атмосферного воздуха через альвеолы легких в орга­низм постоянно поступает кислород, а из организма выделяется угле­кислый газ.

         Трахея в нижней своей части делится па два бронха, каждый из которых, входя в легкие, древовидно разветвляется. Конечные мельчайшие разветвления бронхов (бронхиолы) переходят, в закрытые альвеолярные ходы, в стенках которых имеется большое количество шаровидных образований — легоч­ных пузырьков (альвеол). Каж­дая альвеола окружена густой сетью капилляров. Общая по­верхность всех легочных пу­зырьков очень велика, она в 50 раз превышает поверхность кожи человека и составляет более 100 кв. м.

         Легкие располагаются в гер­метически закрытой полости грудной клетки. Они покрыты тонкой гладкой оболочкой - плеврой, такая же оболочка вы­стилает изнутри полость груд­ной клетки. Пространство, об­разованное между этими листами плевры, называется плевральной по­лостью. Давление в плевральной полости всегда ниже атмосферного при выдохе на 3—4 мм рт. ст., при вдохе — на 7—9.

         Процесс дыхания — это целый комплекс физиологических и био­химических процессов, в реализации которых участвует не только ды­хательный аппарат, но и система кровообращения.

         Механизм дыхания имеет рефлекторный (автоматический) харак­тер. В покое обмен воздуха в легких происходит в результате дыха­тельных ритмических движений грудной клетки. При понижении в грудной полости давления в легкие в достаточной степени пассивно за счет разности давлений засасывается порция воздуха — происходит вдох. Затем полость грудной клетки уменьшается и воздух из легких выталкивается — происходит выдох. Расширение полости грудной клетки осуществляется в результате деятельности дыхательной муску­латуры. В покое при вдохе полость грудной клетки расширяет специ­альная дыхательная мышца — диафрагма, а также наружные межре­берные мышцы; при интенсивной физической работе включаются и другие (скелетные) мышцы. Выдох в покое производится выражение пассивно, при расслаблении мышц, осуществлявших вдох, грудная клетка под воздействием силы тяжести и атмосферного давления уменьшается. При интенсивной физической работе в выдохе участву­ют мышцы брюшного пресса, внутренние межреберные и другие ске­летные мышцы. Систематические занятия физическими упражнения­ми и спортом укрепляют дыхательную мускулатуру и способствуют увеличению объема и подвижности (экскурсии) грудной клетки.

         Этап дыхания, при котором кислород из атмосферного воздуха сходит в кровь, а углекислый газ из крови — в атмосферный воздух, называют внешним дыханием; перенос газов кровью — следующий этап наконец, тканевое (или внутреннее) дыхание — потребление клетками кислорода и выделение ими углекислоты как результат биохи­мических реакций, связанных с образованием энергии, чтобы обеспе­чить процессы жизнедеятельности организма.

Внешнее (легочное) дыхание осуществляется в альвеолах легких. Здесь через полупроницаемые стенки альвеол и капилляров кислород переходит из альвеолярного воздуха, заполняющего полости альвеол. Молекулы кислорода и углекислого газа осуществляют этот переход за сотые доли секунды. После переноса кислорода кровью к тканям осуществляется тканевое (внутриклеточное) дыхание. Кислород пере­ходит из крови в межтканевую жидкость и оттуда в клетки тканей, где используется для обеспечения процессов обмена веществ. Углекислый газ, интенсивно образующийся в клетках, переходит в межтканевую жидкость и затем в кровь. С помощью крови он транспортируется к легким, а затем выводится из организма. Переход кислорода и угле­кислого газа через полупроницаемые стенки альвеол, капилляров и оболочек эритроцитов путем диффузии (перехода) обусловлен раз­ностью парциального давления каждого из этих газов. Так, например, при атмосферном давлении воздуха 760 мм рт. ст. парциальное давле­ние кислорода (рО2) в нем равно 159 мм рт. ст., а в альвеолярном — 102, в артериальной крови — 100, в венозной — 40 мм рт. ст. В рабо­тающей мышечной ткани рО2 может снижаться до нуля. Из-за разни­цы в парциальном давлении кислорода происходит его поэтапный переход в легкие, далее через стенки капилляров в кровь, а из крови в клетки тканей.

         Углекислый газ из клеток тканей поступает в кровь, из крови — в легкие, из легких — в атмосферный воздух, так как градиент парциаль­ного давления углекислого газа (рСО2) направлен в обратную относи­тельно рО2 сторону (в клетках рСО2 — 50—60, в крови — 47, в альвео­лярном воздухе — 40, в атмосферном воздухе — 0,2 мм рт. ст.).

         Система пищеварения и выделения. Пищеварительная система состоит из ро­товой полости, слюнных желез, глотки, пи­щевода, желудка, тонкого и толстого кишеч­ника, печени и поджелудочной железы. В этих органах пища механически и химически обрабатывается, перева­риваются поступающие в организм пищевые вещества и всасываются продукты пищеварения.

Выделительную систему образуют почки, мочеточники и мочевой пузырь, которые обеспечивают выделение из организма с мочой вредных продуктов обмена веществ (до 75%). Кроме того, некоторые про­дукты обмена выделяются через кожу (с секретомлютовых и сальных желез), легкие (с выдыхаемым воздухом) и через желудочно-кишеч­ный тракт. С помощью почек в организме поддерживается кислотно-щелочное равновесие (рН), необходимый объем воды и солей, ста­бильное осмотическое давление (т.е. гомеостаз).

         Нервная система.      Нервная система состоит из центрального (головной и спинной мозг) и периферичес­кого отделов (нервов, отходящих от голов­ного и спинного мозга и расположенных на периферии нервных узлов). Центральная нервная система координи­рует деятельность различных органов и систем организма и регулиру­ет эту деятельность в условиях изменяющейся внешней среды по ме­ханизму рефлекса. Процессы, протекающие в центральной нервной системе, лежат в основе всей психической деятельности человека.

         О структуре центральной нервной системы. Спинной мозг лежит в спинно-мозговом канале, образованном дужками позвонков. Первый шейный позвонок - граница спинного мозга сверху, а граница снизу — второй поясничный позвонок. Спинной мозг делится на пять отделов с определенным количеством сегментов: шейный, грудной, по­ясничный, крестцовый и копчиковый. В центре спинного мозга имеет­ся канал, заполненный спинномозговой жидкостью. На поперечном разрезе лабораторного препарата легко различают серое и белое веще­ство мозга. Серое вещество мозга образовано скоплением тел нервных клеток (нейронов), периферические отростки которых в составе спин­номозговых нервов достигают различных рецепторов кожи, мышц, су­хожилий, слизистых оболочек. Белое вещество, окружающее серое, со­стоит из отростков, связывающих между собой нервные клетки спин­ного мозга; восходящих чувствительных (аферентных), связывающих все органы и ткани (кроме головы) с головным мозгом; нисходящих двигательных (эфферентных) путей, идущих от головного мозга к дви­гательным клеткам спинного мозга. Итак, спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую для нервных импульсов функции. В различных отделах спинного мозга находятся мотонейроны (двига­тельные нервные клетки), иннервирующие мышцы верхних конечнос­тей, спины, груди, живота, нижних конечностей. В крестцовом отделе располагаются центры дефекации, мочеиспускания и половой дея­тельности. Важная функция мотонейронов в том, что они постоянно обеспечивают необходимый тонус мышц, благодаря которому все рефлекторные двигательные акты осуществляются мягко и плавно. Тонус центров спинного мозга регулируется высшими отделами центральной нервной системы. Поражения спинного мозга влекут за собой раз­личные нарушения, связанные с выходом из строя проводниковой функции. Всевозможные травмы и заболевания спинного мозга могут приводить к расстройству болевой, температурной чувствительности, нарушению структуры сложных произвольных движений, мышечного тонуса.

Головной мозг представляет собой скопление огромного количества нервных клеток. Он состоит из переднего, промежуточного, среднего и заднего отделов. Строение головного мозга несравнимо сложнее строения любого органа человеческого тела.

Схема строения вегетативной нервной системы

1 –средний мозг, 2-продолговатый мозг, 3-шейный отдел спинного мозга, 4 грудной отдел спинного мозга, 1-глаз, 2-слезная железа, 3-слюнные железы, 4-сердце, 5-легкие, 6-желудок, 7-кишечник, 8-мочевой пузырь, 9-блуждающий нерв, 10-тазовый нерв, 11-симпатический ствол с паравертебральными ганглиями, 12-солнечное сплетение, 13-глазодлвигательный нерв, 14-слезный нерв, 15-барабанная струна, 16-язычный нерв.

         Кора больших полушарий головного мозга — наиболее молодой в филогенетическом отношении отдел головного мозга (филогенез — процесс развития растительных и животных организмов в течение времени существования жизни на Земле). В процессе эволюции кора больших полушарий стала высшим отделом центральной нервной сис­темы, формирующим деятельность организма как единого целого в его взаимоотношениях с окружающей средой. Мозг активен не только во время бодрствования, но и во время сна. Мозговая ткань потребляет в 5 раз больше кислорода, чем сердце, и в 20 раз больше, чем мышцы. Составляя всего около 2% массы тела человека, мозг поглощает 18— 25% потребляемого всем организмом кислорода. Мозг значительно превосходит другие органы и по потреблению глюкозы. Он использует 60—70% глюкозы, образуемой печенью, и это несмотря на то, что мозг содержит меньше крови, чем другие органы. Ухудшение кровоснабже­ния головного мозга может быть связано с гиподинамией. В этом слу­чае возникает головная боль различной локализации, интенсивности и продолжительности, головокружение, слабость, понижается умст­венная работоспособность, ухудшается память, появляется раздражи­тельность. Чтобы охарактеризовать изменения умственной работоспо­собности, используется комплекс методик, оценивающих различные ее компоненты (внимание, объем памяти и восприятия, логическое мышление).

         Вегетативная   нервная   система  —  специализированный  отдел нервной системы, регулируемый корой больших полушарий. В отличие от соматической нервной системы, иннервирующей произвольную скелетную) мускулатуру и обеспечивающей общую чувствительность тела и других органов чувств, вегетативная нервная система регулирует деятельность внутренних органов — дыхания, кровообращения, выделения,  размножения,  желез  внутренней  секреции.  Вегетативная нервная система подразделяется на симпатическую и парасимпатическую системы. Деятельность сердца, сосудов, органов пи­щеварения, выделения, половых и других, регуляция обмена веществ, термообразования, участие в формировании эмоциональных реакций (страх, гнев, радость) - все это находится в ведении симпатической и парасимпатической нервной системы и под контролем высшего отдела центральной нервной системы.

         Рецепторы и анализаторы. Способность организма быстро приспосабливаться к изменениям окружающей среды реализуется благодаря специальным обра­зованиям — рецепторам, которые, обладая строгой специфичностью, трансформируют внешние раздражители (звук, температуру, свет, давление) в нервные импульсы, поступаю­щие по нервным волокнам в центральную нервную систему. Рецепто­ры человека делятся на две основные группы: экстеро- (внешние) и интеро- (внутренние) рецепторы. Каждый такой рецептор является составной частью анализирующей системы, которая называется ана­лизатором. Анализатор состоит из трех отделов — рецептора, провод­никовой части и центрального образования в головном мозге.

         Высшим отделом анализатора является корковый отдел. Перечис­лим названия анализаторов, о роли которых в жизнедеятельности че­ловека многим известно. Это кожный анализатор (тактильная, боле­вая, тепловая, холодовая чувствительность); двигательный (рецепто­ры в мышцах, суставах, сухожилиях и связках возбуждаются под вли­янием давления и растяжения); вестибулярный (расположен во внут­реннем ухе и воспринимает положение тела в пространстве); зритель­ный (свет и цвет); слуховой (звук); обонятельный (запах); вкусовой (вкус); висцеральный (состояние ряда внутренних органов).

         Эндокринная система. Железы внутренней секреции, или эндо­кринные железы, вырабатывают особые биологические вещества — гормоны. Термин «гормон» происходит от греческого «hormo» — побуждаю, возбуждаю. Гормоны обеспечивают гумораль­ную (через кровь, лимфу, межтканевую жидкость) регуляцию физио­логических процессов в организме, попадая во все органы и ткани. Часть гормонов продуцируется только в определенные периоды, боль­шинство же — на протяжении всей жизни человека. Они могут тормо­зить или ускорять рост организма, половое созревание, физическое и психическое развитие, регулировать обмен веществ и энергии, деятельность внутренних органов. К железам внутренней секреции относят: Щитовидную, околощитовидные, зобную, надпочечники, поджелудочную, гипофиз, половые железы и ряд других.

         Некоторые из перечисленных желез вырабатывают кроме гормонов секреторные вещества (например, поджелудочная железа участие в процессе пищеварения, выделяя секреты в двенадцатиперстную кишку; продуктом внешней секреции мужских половых желез — яичек яв­ляются сперматозоиды и т.д.). Такие железы называют, железами смешан­ной секреции.

         Гормоны, как вещества высокой биологической активности, несмотря на чрезвычайно малые концентрации в крови способны вызывать значи­тельные изменения в состоянии орга­низма, в частности в осуществлении обмена веществ и энергии. Они обла­дают дистанционным действием, ха­рактеризуются специфичностью, ко­торая выражается в двух формах: одни гормоны (например, половые) влияют только на функцию некото­рых органов и тканей, другие управ­ляют лишь определенными измене­ниями в цепи обменных процессов и в активности регулирующих эти про­цессы ферментов. Гормоны сравни­тельно быстро разрушаются и для поддержания их определенного ко­личества в крови необходимо, чтобы они неустанно выделлялись со­ответствующей железой. Практически все расстройства деятельности желез внутренней секреции вызывают понижение общей работоспо-собности человека. Функция эндокринных желез регулируется цент­ральной нервной системой, нервное и гуморальное воздействие на раз­личные органы, ткани и их функции представляют собой проявление единой системы нейрогуморальной регуляции функций организма.

Внешняя среда и ее воздействие

на организм и жизнедеятельность человека

         Внешняя среда. На человека воздействуют различные фак­торы окружающей среды, При изучении многообразных видов его деятельности не обойтись без учета влияния природных факторов (барометрическое давление, газовый состав и влажность воздуха, температура окружаю­щей среды, солнечная радиация — так называемая физическая окру­жающая среда), биологических факторов растительного и животного окружения, а также факторов социальной среды с результатами быто­вой, хозяйственной, производственной и творческой деятельности че­ловека.

         Из внешней среды в организм поступают вещества, необходимые для его жизнедеятельности и развития, а также раздражители (полез­ные и вредные), которые нарушают постоянство внутренней среды. Организм путем взаимодействия функциональных систем всячески стремится сохранить необходимое постоянство своей внутренней среды.

         Деятельность всех органов и их систем в целостном организме ха­рактеризуется определенными показателями, имеющими те или иные диапазоны колебаний. Одни константы стабильны и довольно жесткие (например, рН крови 7,36—7,40, температура тела — в пределах 35— 42 градусов), другие и в норме отличаются значительными колебаниями (на­пример, ударный объем сердца — количество крови, выбрасываемой за одно сокращение — 50—200 см3). Низшие позвоночные, у которых ре­гуляция показателей, характеризующих состояние внутренней среды, несовершенна, оказываются во власти факторов окружающей среды. Например, лягушка, не обладая механизмом, регулирующим постоян­ство температуры тела, дублирует температуру внешней среды на­столько, что зимой все жизненные процессы у нее затормаживаются, а летом, оказавшись вдалеке от воды, она высыхает и гибнет. В про­цессе филогенетического развития высшие животные, в том числе и человек, как бы сами себя поместили в теплицу, создав свою стабиль­ную внутреннюю среду и обеспечив тем самым относительную неза­висимость от внешней среды.

         Природные социально-экологические факторы и их воздействие на организм.    Природные    и    социально-биологические факторы, влияющие на организм человека, неразрывно связаны с вопросами экологи­ческого характера.

         Экология (греч. oikos — дом, жилище, родина + logos — понятие, учение) — это и область знания, и часть биологии, и учебная дисцип­лина, и комплексная наука. Экология рассматривает взаимоотноше­ния организмов друг с другом и с неживыми компонентами природы земли (ее биосферы). Экология человека изучает закономерности вза­имодействия человека с природой, проблемы сохранения и укрепле­ния здоровья. Человек зависит от условий среды обитания точно так же, как природа зависит от человека. Между тем влияние производст­венной деятельности на окружающую природу (загрязнение атмосфе­ры, почвы, водоемов отходами производства, вырубка лесов, повышен­ная радиация в результате аварий и нарушений технологий) ставит под угрозу существование самого человека. К примеру, в крупных го­родах значительно ухудшается естественная среда обитания, наруша­ются ритм жизни, психоэмоциональная ситуация труда, быта, отдыха, меняется климат. В городах интенсивность солнечной радиации на 15—20% ниже, чем в прилегающей местности, зато среднегодовая тем­пература выше на 1—2 градуса, менее значительны суточные и сезонные ко­лебания, ниже атмосферное давление, загрязненный воздух. Все эти изменения оказывают крайне неблагоприятное воздействие на физи­ческое и психическое здоровье человека. Около 80% болезней совре­менного человека — результат ухудшения экологической ситуации на планете. Экологические проблемы напрямую связаны с процессом ор­ганизации и проведения систематических занятий физическими уп­ражнениями и спортом, а также с условиями, в которых они происхо­дят.

Функциональная активность человека и взаимосвязь физической и умственной деятельности

         Функциональная активность человека. Функциональная активность человека характеризуется различными двигательными актами: сокращением мышцы сердца, пере­движением тела в пространстве, движением глазных яблок, глотанием, дыханием, а также двигательным компо­нентом речи, мимики.

         На развитие функций мышц большое влияние оказывают силы гра­витации и инерции, которые мышца вынуждена постоянно преодоле­вать. Важную роль играют время, в течение которого развертывается мышечное сокращение, и пространство, в котором оно происходит.

         Предполагается и целым рядом научных работ доказывается, что труд создал человека. Понятие «труд» включает различные его виды. Между тем существуют два основных вида трудовой деятельности че­ловека — физический и умственный труд и их промежуточные соче­тания.

         Физический труд — это вид деятельности человека, особенности которой определяются комплексом факторов, отличающих один вид деятельности от другого, связанного с наличием каких-либо климати­ческих, производственных, физических, информационных и тому по­добных факторов. Выполнение физической работы всегда связано с определенной тяжестью труда, которая определяется степенью вовле­чения в работу скелетных мышц и отражающая физиологическую сто­имость преимущественно физической нагрузки. По степени тяжести различают физически легкий труд, средней тяжести, тяжелый и очень тяжелый. Критериями оценки тяжести труда служат эргометрические показатели (величины внешней работы, перемещенных грузов и др.) и физиологические (уровни энергозатрат, частота сердечных сокраще­ний, иные функциональные изменения).

         Умственный труд — это деятельность человека по преобразованию сформированной в его сознании концептуальной модели действитель­ности путем создания новых понятий, суждений, умозаключений, а на их основе — гипотез и теории. Результат умственного труда — науч­ные и духовные ценности или решения, которые посредством управ­ляющих воздействий на орудия труда используются для удовлетворе­ния общественных или личных потребностей. Умственный труд вы­ступает в различных формах, зависящих от вида концептуальной мо­дели и целей, которые стоят перед человеком (эти условия определяют специфику умственного труда). К неспецифическим особенностям умственного труда относятся прием и переработка информации, срав­нение полученной информации с хранящейся в памяти человека, ее преобразование, определение проблемной ситуации, путей разреше­ния проблемы и формирование цели умственного труда. В зависимос­ти от вида и способов преобразования информации и выработки ре­шения различают репродуктивные и продуктивные (творческие) виды умственного труда. В репродуктивных видах труда используются за­ранее известные преобразования с фиксированными алгоритмами действий (например, счетные операции), в творческом труде алгорит­мы либо вообще неизвестны, либо даны в неясном виде.

         Оценка человеком себя как субъекта умственного труда, мотивов деятельности, значимости цели и самого процесса труда составляет эмоциональную составляющую умственного труда. Эффективность его определяется уровнем знаний и возможностью их осуществить, способностями человека и его волевыми характеристиками. При вы­сокой напряженности умственного труда, особенно если она связана с дефицитом времени, могут возникать явления умственной блокады (временное торможение процесса умственного труда), которые предо­храняют функциональные системы центральной нервной системы от разобщения.

         Взаимосвязь физической и умственной деятельности человека.   Одна из важнейших характеристик личности — интеллект. Условием интеллектуальной деятельности и ее характеристи­кой служат умственные способности, которые формируются и развиваются в течение всей жизни. Интеллект проявляется в познавательной и творческой деятельности, включает процесс приобретения знаний, опыт и способность использовать их на практике.

         Другой, не менее важной стороной личности является эмоциональ­но-волевая сфера, темперамент и характер. Возможность регулировать формирование личности достигается тренировкой, упражнением и воспитанием. А систематические занятия физическими упражнения­ми, и тем более учебно-тренировочные занятия в спорте оказывают по­ложительное воздействие на психические функции, с детского возрас­та формируют умственную и эмоциональную устойчивость к напря­женной деятельности. Многочисленные исследования по изучению параметров мышления, памяти, устойчивости внимания, динамики умственной работоспособности в процессе производственной деятель­ности у адаптированных (тренированных) к систематическим физи­ческим нагрузкам лиц и у неадаптированных (нетренированных) сви­детельствуют, что параметры умственной работоспособности прямо зависят от уровня общей и специальной физической подготовленнос­ти. Умственная деятельность будет в меньшей степени подвержена влиянию неблагоприятных факторов, если целенаправленно приме­нять средства и методы физической культуры (например, физкультур­ные паузы, активный отдых и т.п.).

         Учебный день студентов насыщен значительными умственными и эмоциональными нагрузками. Вынужденная рабочая поза, когда мышцы, удерживающие туловище в определенном состоянии, долгое время напряжены, частые нарушения режима труда и отдыха, неаде­кватные физические нагрузки — все это может служить причиной утомления, которое накапливается и переходит в переутомление. Чтобы этого не случилось, необходимо один вид деятельности сменять другим. Наиболее эффективная форма отдыха при умственном труде — активный отдых в виде умеренного физического труда или за­нятий физическими упражнениями.

         В теории и методике физического воспитания разрабатываются ме­тоды направленного воздействия на отдельные мышечные группы и на целые системы организма. Проблему представляют средства физичес­кой культуры, которые непосредственно влияли бы на сохранение ак­тивной деятельности головного мозга человека при напряженной ум­ственной работе.

         Занятия физическими упражнениями заметно влияют на измене­ние умственной работоспособности и сенсомоторики у студентов пер­вого курса, в меньшей степени у студентов второго и третьего курсов. Первокурсники больше утомляются в процессе учебных занятий в ус­ловиях адаптации к вузовскому обучению. Поэтому для них занятия по физическому воспитанию — одно из важнейших средств адаптироваться к условиям жизни и обучения в вузе. Занятия физической культурой больше повышают умственную работоспособность студен­тов тех факультетов, где преобладают теоретические занятия, и мень­ше — тех, в учебном плане которых практические и теоретические за­нятия чередуются.

         Большое профилактическое значение имеют и самостоятельные за­нятия студентов физическими упражнениями в режиме дня. Ежеднев­ная утренняя зарядка, прогулка или пробежка на свежем воздухе бла­гоприятно влияют на организм, повышают тонус мышц, улучшают кровообращение и газообмен, а это положительно влияет на повыше­ние умственной работоспособности студентов. Важен активный отдых в каникулы: студенты после отдыха в спортивно-оздоровительном ла­гере начинают учебный год, имея более высокую работоспособность.

Утомление при физической и умственной работе.

 Восстановление

         Любая мышечная деятельность, занятия физическими уп­ражнениями, спортом повышают активность обменных процессов, тренируют и поддерживают на высоком уровне механизмы, осущест­вляющие в организме обмен веществ и энергии, что положительным образом сказывается на умственной и физической работоспособности человека. Однако при увеличении физической или умственной на­грузки, объема информации, а также интенсификации многих видов деятельности в организме развивается особое состояние, называемое утомлением.

         Утомление — это функциональное состояние, временно возникаю­щее под влиянием продолжительной и интенсивной работы и приво­дящее к снижению ее эффективности. Утомление проявляется в том, что уменьшается сила и выносливость мышц, ухудшается координа­ция движений, возрастают затраты энергии при выполнении работы одинакового характера, замедляется скорость переработки информа­ции, ухудшается память, затрудняется процесс сосредоточения и пере­ключения внимания, усвоения теоретического материала. Утомление связано с ощущением усталости, и в то же время оно служит естест­венным сигналом возможного истощения организма и предохрани­тельным биологическим механизмом, защищающим его от перенапря­жения. Утомление, возникающее в процессе упражнения, это еще и стимулятор, мобилизующий как резервы организма, его органов и сис­тем, так и восстановительные процессы.

         Утомление наступает при физической и умственной деятельности. Оно может быть острым, т.е. проявляться в короткий промежуток вре­мени, и хроническим, т.е. носить длительный характер (вплоть до не­скольких месяцев); общим, т.е. характеризующим изменение функций организма в целом, и локальным, затрагивающим какую-либо ограни­ченную группу мышц, орган, анализатор. Различают две фазы утомле­ния: компенсированную (когда нет явно выраженного снижения рабо­тоспособности из-за того, что включаются резервные возможности ор­ганизма) и некомпенсированную (когда резервные мощности организ­ма исчерпаны и работоспособность явно снижается). Систематическое выполнение работы на фоне недовосстановления, непродуманная ор­ганизация труда, чрезмерное нервно-психическое и физическое напря­жение могут привести к переутомлению, а следовательно, к перенапря­жению нервной системы, обострениям сердечно-сосудистых заболева­ний, гипертонической и язвенным болезням, снижению защитных свойств организма. Физиологической основой всех этих явлений яв­ляется нарушение баланса возбудительно-тормозных нервных процес­сов. Умственное переутомление особенно опасно для психического здоровья человека, оно связано со способностью центральной нервной системы долго работать с перегрузками, а это в конечном итоге может привести к развитию запредельного торможения, к нарушению сла­женности взаимодействия вегетативных функций.

         Устранить утомление возможно, повысив уровень общей и специ­ализированной тренированности организма, оптимизировав его физи­ческую, умственную и эмоциональную активность.

         Профилактике и отдалению умственного утомления способствует мобилизация тех сторон психической активности и двигательной дея­тельности, которые не связаны с теми, что привели к утомлению. Не­обходимо активно отдыхать, переключаться на другие виды деятель­ности, использовать арсенал средств восстановления.

         Восстановление — процесс, происходящий в организме после пре­кращения работы и заключающийся в постепенном переходе физио­логических и биохимических функций к исходному состоянию. Время, в течение которого происходит восстановление физиологичес­кого статуса после выполнения определенной работы, называют вос­становительным периодом. Следует помнить, что в организме как во время работы, так и в предрабочем и послерабочем покое, на всех уров­нях его жизнедеятельности непрерывно происходят взаимосвязанные процессы расхода и восстановления функциональных, структурных и регуляторных резервов. Во время работы процессы диссимиляции преобладают над ассимиляцией и тем больше, чем значительнее ин­тенсивность работы и меньше готовность организма к ее выполнению. В восстановительном периоде преобладают процессы ассимиляции, а восстановление энергетических ресурсов происходит с превышением исходного уровня (сверхвосстановление, или суперкомпенсация). Это имеет огромное значение для повышения тренированности организма и его физиологических систем, обеспечивающих повышение работо­способности.

         Схематически процесс восстановления можно представить в виде трех взаимодополняющих звеньев:

         1) устранение изменений и нару­шений в системах нейрогуморального регулирования;

         2) выведение продуктов распада, образующихся в тканях и клетках работавшего ор­гана, из мест их возникновения;

         3) устранение продуктов распада из внутренней среды организма.

         В течение жизни функциональное состояние организма периоди­чески меняется. Такие периодические изменения могут происходить в короткие интервалы и в течение длительных периодов. Периодичес­кое восстановление связано с биоритмами, которые обусловлены су­точной периодикой, временем года, возрастными изменениями, поло­выми признаками, влиянием природных условий, окружающей среды. Так, изменение временного пояса, температурных условий, геомагнит­ные бури могут уменьшить активность восстановления и ограничить умственную и физическую работоспособность.

         Различают раннюю и позднюю фазу восстановления. Ранняя фаза заканчивается через несколько минут после легкой работы, после тя­желой — через несколько часов; поздние фазы восстановления могут длиться до нескольких суток.

         Утомление сопровождается фазой пониженной работоспособнос­ти, а спустя какое-то время может смениться фазой повышенной ра­ботоспособности. Длительность этих фаз зависит от степени трениро­ванности организма, а также от выполняемой работы.

         Функции различных систем организма восстанавливаются не одновременно. К примеру, после длительного бега первой возвращает­ся к исходным параметрам функция внешнего дыхания (частота и глу­бина); через несколько часов стабилизируется частота сердечных со­кращений и артериальное давление; показатели же сенсомоторных ре­акций возвращаются к исходному уровню спустя сутки и более; у ма­рафонцев основной обмен восстанавливается спустя трое суток после

пробега.

         Рационально сочетать нагрузки и отдых необходимо для того, чтобы сохранить и развить активность восстановительных процессов. Дополнительными средствами восстановления могут быть факторы ги­гиены, питания, массаж, биологически активные вещества (витами­ны). Главный критерий положительной динамики восстановительных процессов — готовность к повторной деятельности, а наиболее объективным показателем восстановления работоспособности служит мак­симальный объем повторной работы. С особой тщательностью необхо­димо учитывать нюансы восстановительных процессов при организа­ции занятий физическими упражнениями и планировании тренировочных нагрузок. Повторные нагрузки целесообразно выполнять в фазе повышенной работоспособности. Слишком длинные интервалы отдыха снижают эффективность тренировочного процесса. Так, после скоростного бега на 60—80 м кислородный долг ликвидируется в тече­ние 5—8 мин. Возбудимость же центральной нервной системы в тече­ние этого времени сохраняется на высоком уровне. Поэтому оптималь­ным для повторения скоростной работы будет интервал в 5—8 мин.

         Чтобы ускорить процесс восстановления, в спортивной практике используется активный отдых, т.е. переключение на другой вид дея­тельности. Значение активного отдыха для восстановления работоспо­собности впервые было установлено русским физиологом И.М. Сече­новым (1829—1905). Он показал, к примеру, что утомленная конеч­ность восстанавливается ускоренно не при пассивном отдыхе, а при работе другой конечностью.

Биологические ритмы и работоспособность

         Биологические ритмы — регулярное, периодическое повто­рение во времени характера и интенсивности жизненных процессов, отдельных состояний или событий. В той или иной мере биоритмы присущи всем живым организмам. Они характеризуются периодом, амплитудой, фазой, средним уровнем, профилем и делятся на экзоген­ные (вызванные воздействием окружающей среды) и эндогенные (обу­словленные процессами в самой живой системе). Существуют биорит­мы клеток, органа, организма, сообщества. По выполняемой функции биологические ритмы делят на физиологические — рабочие циклы, свя­занные с деятельностью отдельных систем (дыхание, сердцебиение) и экологические, или адаптивные, служащие для приспособления орга­низма к периодичности окружающей среды (например, зима — лето). Период (частота) физиологического ритма может изменяться в широ­ких пределах в зависимости от степени функциональной нагрузки (от 60 удар/мин сердца в покое до 180—200 удар/мин при выполнении работы); период экологических ритмов сравнительно постоянен, закреплен генетически (т.е. связан с наследственностью), в естественных условиях захвачен циклами окружающей среды, выполняет функцию «биологических часов».

         Известным примером действия биологических часов служат совы» и «жаворонки». Замечено, что в течение дня работоспособ­ность меняется, ночь же нам природа предоставила для отдыха. Уста­новлено, что период активности, когда уровень физиологических функций высок, это время с 10 до 12 и с 16 до 18 часов. К 14 часам и в вечернее время работоспособность снижается. Между тем не все люди подчиняются такой закономерности: одни успешнее справляют­ся с работой с утра и в первой половине дня (их называют жаворонка­ми), другие— вечером и даже ночью (их называют совами).

         В современных условиях приобрели значимость социальные ритмы, в плену которых мы находимся постоянно: начало и конец ра­бочего дня, укорочение отдыха и сна, несвоевременный прием пищи, ночные бдения. Социальные ритмы оказывают все возрастающее дав­ление на ритмы биологические, ставят их в зависимость, не считаясь с естественными потребностями организма. Студенты отличаются большей социальной активностью и высоким эмоциональным тону­сом, и, видимо, не случайно им присуща гипертоническая болезнь более, чем их сверстникам из других социальных групп.

         Итак, ритмы жизни обусловлены физиологическими процессами в организме, природными и социальными факторами: сменой времен года, суток, состоянием солнечной активности и космического излуче­ния, вращением Луны вокруг Земли (и расположением и влиянием планет друг на друга), сменой сна и бодрствования, трудовых процес­сов и отдыха, двигательной активности и пассивного отдыха. Все ор­ганы и функциональные системы организма имеют собственные ритмы, измеряемые в секундах, часах, неделях, месяцах и годах. Взаи­модействуя друг с другом, биоритмы отдельных органов и систем об­разуют упорядоченную систему ритмических процессов, которая и ор­ганизует деятельность целостного организма во времени.

         Знание  и   рациональное  использование  биологических  ритмов может существенно помочь в процессе подготовки и в выступлениях на соревнованиях. Если вы обратите внимание на календарь соревновании, то увидите, что наиболее интенсивная часть программы приходится на утренние (с 10 до 12) и вечерние (с 15 до 19) часы, т.е. на то время суток, которое ближе всего к естественным подъемам работоспособности. Многие исследователи считают, что основную нагрузку спортсмены должны получать во второй половине дня. Учитывая биоритмы, можно добиваться более высоких результатов меньшей физиологической ценой. Профессиональные спортсмены тренируются по несколъку раз в день, особенно в предсоревновательный период, и многие из них показывают хорошие результаты благодаря тому, что они подготовлены к любому времени соревнований.

         Наука о биологических ритмах имеет огромное практическое зна­чение и для медицины. Появились новые понятия: хрономедицина, хронодиагностика, хронотерапия, хронопрофилактика, хронопатология, хронофармакология и др. Эти понятия связаны с использованием фактора времени, биоритмов в практике лечения больных. Ведь физиологические показатели одного и того же человека, полученные утром, в полдень или глубокой ночью, существенно отличаются, их можно трактовать с различных позиций. Стоматологи, например, знают, что чувствительность зубов к болевым раздражителям макси­мальна к 18 часам и минимальна вскоре после полуночи, поэтому все наиболее болезненные процедуры они стремятся выполнить утром.

         Использовать фактор времени целесообразно во многих областях деятельности человека. Вели режим рабочего дня, учебных занятий, питания, отдыха, занятий физическими упражнениями составлен без учета биологических ритмов, то это может привести не только к сни­жению умственной или физической работоспособности, но и к разви­тию какого-либо заболевания.

Гипокинезия и гиподинамия

         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; dinamis — сила) — совокупность отрицательных морфо-функциопальных 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, деминерализация 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 нервно-мышечных напря­жений. Таким образом, при гиподинамии в организме создается ситуа­ция, чреватая «аварийными» последствиями для его жизнедеятельнос­ти. Если добавить, что отсутствие необходимых систематических за­нятий физическими упражнениями связано с негативными измене­ниями в деятельности высших отделов головного мозга, его подкорко­вых структурах и образованиях, то становится понятно, почему сни­жаются общие защитные силы организма и возникает повышенная утомляемость, нарушается сон, снижается способность поддерживать высокую умственную или физическую работоспособность.

Средства физической культуры, обеспечивающие устойчивость к умственной и физической работоспособности

         Основное средство физической культуры — физические упражнения. Существует физиологическая классификация упражне­ний, в которой вся многообразная мышечная деятельность объединена в отдельные группы упражнений но физиологическим признакам.

         Устойчивость организма к неблагоприятным факторам зависит от врожденных и приобретенных свойств. Она весьма подвижна и подда­ется тренировке как средствами мышечных нагрузок, так и различны­ми внешними воздействиями (температурными колебаниями, недо­статком или избытком кислорода, углекислого газа). Отмечено, напри­мер, что физическая тренировка путем совершенствования физиоло­гических механизмов повышает устойчивость к перегреванию, переох­лаждению, гипоксии, действию некоторых токсических веществ, снижает заболеваемость и повышает работоспособность. Тренированные лыжники при охлаждении их тела до 35 градусов по С сохраняют высокую рабо­тоспособность. Если нетренированные люди не в состоянии выпол­нять работу при подъеме их температуры до 37—38 градусов по С, то тренирован­ные успешно справляются с нагрузкой даже тогда, когда температура их тела достигает 39 градусов по С и более.

         У людей, которые систематически и активно занимаются физичес­кими упражнениями, повышается психическая, умственная и эмоцио­нальная устойчивость при выполнении напряженной умственной или физической деятельности.

         К числу основных физических (или двигательных) качеств, обеспе­чивающих высокий уровень физической работоспособности человека, относят силу, быстроту и выносливость, которые проявляются в опре­деленных соотношениях в зависимости от условий выполнения той или иной двигательной деятельности, ее характера, специфики, про­должительности, мощности и интенсивности. К названным физичес­ким качествам следует добавить гибкость и ловкость, которые во многом определяют успешность выполнения некоторых видов физи­ческих упражнений. Многообразие и специфичность воздействия уп­ражнений на организм человека можно понять, ознакомившись с фи­зиологической классификацией физических упражнений (с точки зрения спортивных физиологов). В основу ее положены определенные физио­логические классификационные признаки, которые присущи всем видам мышечной деятельности, входящим в конкретную группу. Так, по характеру мышечных сокращений работа мышц может носить ста­тический или динамический характер. Деятельность мышц в условиях сохранения неподвижного положения тела или его звеньев, а также упражнение мышц при удержании какого-либо груза без его переме­щения характеризуется как статическая работа (статическое уси­лие). Статическими усилиями характеризуется поддержание разнооб­разных поз тела, а усилия мышц при динамической работе связаны с перемещениями тела или его звеньев в пространстве.

         Значительная группа физических упражнений выполняется в стро­го постоянных (стандартных) условиях как на тренировках, так и на соревнованиях; двигательные акты при этом производятся в опреде­ленной последовательности. В рамках определенной стандартности движений и условий их выполнения совершенствуется выполнение конкретных движений с проявлением силы, быстроты, выносливости, высокой координации при их выполнении.

         Есть также большая группа физических упражнений, особенность которых в нестандартности, непостоянстве условий их выполнения, в меняющейся ситуации, требующей мгновенной двигательной реакции (единоборства, спортивные игры). Две большие группы физичес­ких упражнений, связанные со стандартностью или нестандартностью движений, в свою очередь, делятся на упражнения (движения) цикли­ческого характера (ходьба, бег, плавание, гребля, передвижения на коньках, лыжах, велосипеде и т.п.) и упражнения ациклического харак­тера (упражнения без обязательной слитной повторяемости опреде­ленных циклов, имеющих четко выраженные начало и завершение движения: прыжки, метания, гимнастические и акробатические эле­менты, поднимание тяжестей). Общее для движений циклического ха­рактера состоит в том, что все они представляют работу постоянной и переменной мощности с различной продолжительностью. Многообраз­ный характер движений не всегда позволяет точно определить мощ­ность выполненной работы (т.е. количество работы в единицу време­ни, связанное с силой мышечных сокращений, их частотой и амплиту­дой), в таких случаях используется термин «интенсивность». Предель­ная продолжительность работы зависит от ее мощности, интенсивнос­ти и объема, а характер выполнения работы связан с процессом утом­ления в организме. Если мощность работы велика, то длительность ее мала вследствие быстро наступающего утомления, и наоборот. При ра­боте циклического характера спортивные физиологи различают зону максимальной мощности (продолжительность работы не превышает 20—30 с, причем утомление и снижение работоспособности большей частью наступает уже через 10—15 с); субмаксимальной (от 20—30 до 3—5 с); большой (от 3—5 до 30—50 мин) и умеренной (продолжитель­ность 50 мин и более).

         Особенности функциональных сдвигов организма при выполнении различных видов циклической работы в различных зонах мощности определяет спортивный результат. Так, например, основной характер­ной чертой работы в зоне максимальной мощности является то, что де­ятельность мышц протекает в бескислородных (анаэробных) услови­ях. Мощность работы настолько велика, что организм не в состоянии обеспечить ее совершение за счет кислородных (аэробных) процессов. Если бы такая мощность достигалась за счет кислородных реакций, то органы кровообращения и дыхания должны были обеспечить доставку к мышцам свыше 40 л кислорода в 1 мин. Но даже у высококвалифи­цированного спортсмена при полном усилении функции дыхания и кровообращения потребление кислорода может только приближаться к указанной цифре. В течение же первых 10—20 с работы потребление кислорода в пересчете на 1 мин достигает лишь 1—2 л. Поэтому работа максимальной мощности выполняется «в долг», который ликвидиру­ется после окончания мышечной деятельности. Процессы дыхания и кровообращения во время работы максимальной мощности не успевают усилиться до уровня, обеспечивающего нужное количество кисло­рода, чтобы дать энергию работающим мышцам. Во время спринтерского бега делается лишь несколько поверхностных дыханий, а иногда такой бег совершается при полной задержке дыхания. При этом афферентные и эфферентные отделы нервной системы функционируют с максимальным напряжением, вызывая достаточно быстрое утомление клеток центральной нервной системы. Причина утомления самих мышц связана со значительным накоплением продуктов анаэробного обмена и истощением энергетических веществ в них. Главная масса энергии, освобождающаяся при работе максимальной мощности, обра­зуется за счет энергии распада АТФ и КФ. Кислородный долг, ликви­дируемый в период восстановления после выполненной работы, ис­пользуется на окислительный ресинтез (восстановление) этих ве­ществ.

         Снижение мощности и увеличение продолжительности работы связано с тем, что помимо анаэробных реакций энергообеспечения мы­шечной деятельности разворачиваются также и процессы аэробного энергообразования. Это увеличивает (вплоть до полного удовлетворе­ния потребности) поступление кислорода к работающим мышцам. Так, при выполнении работы в зоне относительно умеренной мощнос­ти (бег на длинные и сверхдлинные дистанции) уровень потребления кислорода может достигать примерно 85% максимально возможного. При этом часть потребляемого кислорода используется на окисли­тельный ресинтез АТФ, КФ и углеводов. При длительной (иногда многочасовой) работе умеренной мощности углеводные запасы орга­низма (гликоген) значительно уменьшаются, что приводит к сниже­нию содержания глюкозы в крови, отрицательно сказываясь на деятельности нервных центров, мышц и других работающих органов. Чтобы восполнить израсходованные углеводные запасы организма в процессе длительных забегов и проплывов, предусматривается специ­альное питание растворами сахара, глюкозы, соками.

         Ациклические движения не обладают слитной повторяемостью циклов и представляют собою стереотипно следующие фазы движе­ний с четким завершением. Чтобы выполнить их, необходимо про­явить силу, быстроту, высокую координацию движений (движения си­лового и скоростно-силового характера). Успешность выполнения, этих упражнений связана с проявлением либо максимальной силы, либо скорости, либо сочетания того и другого и зависит от необходи­мого уровня функциональной готовности систем организма в целом.

         К средствам физической культуры относятся не только физические упражнения, но и оздоровительные силы природы (солнце, воздух и вода), гигиенические факторы (режим труда, сна, питания, санитарно-гигиенические условия). Использование оздоровительных сил природы способствует укреплению и активизации защитных сил организма стимулирует обмен веществ и деятельность физиологических систем и отдельных органов. Чтобы повысить уровень физической и умственной работоспособности, необходимо бывать на свежем воздухе отказаться от вредных привычек, проявлять двигательную активность заниматься закаливанием. Систематические занятия физическими упражнениями в условиях напряженной учебной деятельности снимают нервно-психические напряжения, а систематическая мышеч­ная деятельность повышает психическую, умственную и эмоциональ­ную устойчивость организма при напряженной учебной работе.

Физиологические механизмы и закономерности

совершенствования отдельных систем организма под воздействием направленной физической тренировки

Роль упражнений и функциональные показатели

тренированности организма в покое, при выполнении стандартной и предельно напряженной работы

         Формирование и совершенствование различных морфо-физиологических функций и организма в целом зависят от их способ­ности к дальнейшему развитию, что имеет во многом генетическую (врожденную) основу и особенно важно для достижения как опти­мальных, так и максимальных показателей физической и умственной работоспособности. При этом следует знать, что способность к выпол­нению физической работы может возрастать многократно, но до опре­деленных пределов, тогда как умственная деятельность фактически не имеет ограничений в своем развитии. Каждый организм обладает оп­ределенными резервными возможностями. Систематическая мышеч­ная деятельность позволяет путем совершенствования физиологических функций мобилизовать те резервы, о существовании которых мно­гие даже не догадываются. Причем адаптированный к нагрузкам орга­низм обладает гораздо большими резервами, более экономно и полно может их использовать. Так, в результате целенаправленных система­тических занятий физическими упражнениями объем сердца может увеличиваться в 2—3 раза, легочная вентиляция — в 20—30 раз, мак­симальное потребление кислорода возрастает на порядок, устойчи­вость к гипоксии значительно повышается. Организм с более высоки­ми морфофункциональными показателями физиологических систем и органов обладает повышенной способностью выполнять более значи­тельные по мощности, объему, интенсивности и продолжительности физические нагрузки. Особенности морфофункционального состоя­ния разных систем организма, формирующиеся в результате двига­тельной деятельности, называют физиологическими показателями тренированности. Они изучаются у человека в состоянии относитель­ного покоя, при выполнении стандартных нагрузок и нагрузок различ­ной мощности, в том числе и предельных. Одни физиологические по­казатели менее изменчивы, другие более и зависят от двигательной специализации и индивидуальных особенностей каждого занимающе­гося.

         Основное средство физической культуры в процессе двигательной тренировки это физические упражнения. Во многих учебниках физио­логии приводятся данные о том, что процесс упражнения стал предме­том научного исследования под влиянием эволюционного учения Ж. Ламарка и Ч. Дарвина только в XIX в. В 1809 г. Ламарк опублико­вал материал, где отметил, что у животных, обладающих нервной сис­темой, развиваются органы, которые упражняются, а органы, которые не упражняются — слабеют и уменьшаются. Заслугой П.Ф. Лесгафта, известного анатома и отечественного общественного деятеля XIX — начала XX в., было то, что он показал конкретную морфологическую перестройку организма и отдельных органов человека в процессе уп­ражнений и тренировки.

         Известные российские физиологи И.М. Сеченов и И.О. Павлов по­казали роль центральной нервной системы в развитии тренированнос­ти на всех стадиях упражнения при формировании приспособительных процессов организма. В дальнейшем многие исследователи дока­зали, что упражнение вызывает глубокую перестройку во всех органах и системах организма человека. Сущность упражнения (а следователь­но, и тренировки) составляют физиологические, биохимические, мор­фологические изменения, возникающие под воздействием многократ­но повторяющейся работы или других видов активности и при изменяющейся нагрузке и отражающие единство расхода и восстановления функциональных и структурных ресурсов в организме.

         В ходе тренировки развитие работоспособности организма имеет разную динамику, но оно характеризует изменения, происходящие в организме в процессе упражнения, и отражает как наследственные ка­чества организма, так и методы их развития и совершенствования. Таким образом, эффективность упражнения, находящая выражение в виде результата (достижение здоровья, успех в умственной, спортив­ной и другой деятельности), может иметь разные пути и динамику на всем пути процесса тренировки. Важная задача упражнения — сохра­нить здоровье и работоспособность на оптимальном уровне за счет ак­тивизации восстановительных процессов. В ходе упражнения совер­шенствуются высшая нервная деятельность, функции центральной нервной, нервно-мышечной, сердечно-сосудистой, дыхательной, выде­лительной и других систем, обмен веществ и энергии, а также системы их нейрогуморального регулирования.

         Так, к числу показателей тренированности в покое можно отнести:

         1) изменения в состоянии центральной нервной системы, увеличе­ние подвижности нервных процессов, укорочение скрытого периода двигательных реакций;

         2) изменения опорно-двигательного аппарата (увеличенная масса и возросший объем скелетных мышц, гипертрофия мышц, сопровож­даемая улучшением их кровоснабжения, положительные биохимичес­кие сдвиги, повышенная возбудимость и лабильность нервно-мышеч­ной системы);

         3) изменения функции органов дыхания (частота дыхания у трени­рованных в покое меньше, чем у нетренированных); кровообращения (частота сердечных сокращений в покое также меньше, чем у нетрени­рованных); состава крови и т.п.

         Экономизация функции. Тренированный организм расходует, на­ходясь в покое, меньше энергии, чем нетренированный. Как показали исследования основного обмена, в состоянии покоя, утром, натощак, в дни, которым не предшествовали дни соревнований и усиленных тре­нировок, общий расход энергии у тренированного организма ниже, чем у нетренированного, на 10% и даже на 15%. Понижение энергети­ческих затрат при тренировке связано с соответствующим уменьшени­ем количества потребляемого кислорода, вентиляции легких. Все это обусловлено отчасти тем, что тренированные лица лучше расслабляют свои мышцы, чем нетренированные. Дополнительное же напряжение мышц всегда связано с дополнительными энергетическими затратами. Кроме того, у тренированных отмечается в состоянии покоя несколько более пониженная возбудимость нервной системы по сравнению с не тренированными. Наряду с этим у них хорошая уравновешенность процессов возбуждения и торможения. Все эти изменения свидетель­ствуют о том, что тренированный организм очень экономно расходует энергию в покое, в процессе глубокого отдыха совершается перестрой­ка его функций, происходит накопление энергии для предстоящей ин­тенсивной деятельности.

         Замедленная работа органов дыхания и кровообращения. Выше уже отмечалось, что в состоянии покоя у тренированных вентиляция легких меньше, чем у нетренированных. Это связано с малой частотой дыхательных движений. Глубина же отдельных дыханий изменяется незначительно, а подчас даже несколько увеличивается.

         Подобная тенденция наблюдается и в работе сердца. Относительно низкий уровень минутного объема крови в состоянии покоя у трени­рованного но сравнению с нетренированным обусловлен небольшой частотой сердечных сокращений. Редкий пульс (брадикардия) — один из основных физиологических спутников тренированности. У спорт­сменов, специализирующихся в стайерских дистанциях, частота сер­дечных сокращений в покое особенно мала — 40 удар/мин и меньше. Это почти никогда не наблюдается у неспортсменов. Для них наиболее типична частота пульса — около 70 удар/мин.

         Тренировка накладывает глубокий отпечаток на организм, вызывая в нем как морфологические, так физиологические и биохимические перестройки. Все они направлены на обеспечение высокой активности организма при выполнении работы.

         Реакции на стандартные (тестирующие) нагрузки у тренирован­ных лиц характеризуются следующими особенностями: 1) все показа­тели деятельности функциональных систем в начале работы (в период врабатывания) оказываются выше, чем у нетренированных; 2) в про­цессе работы уровень физиологических сдвигов менее высок; 3) пери­од восстановления существенно короче.

         При одной и той же работе тренированные спортсмены расходуют меньше энергии, чем нетренированные. У первых меньше величина кислородного запроса, меньше размер кислородной задолженности, но относительно большая доля кислорода потребляется во время работы. Следовательно, одна и та же работа происходит у тренированных с большей долей участия аэробных процессов, а у нетренированных — анаэробных. Вместе с тем во время одинаковой работы у тренирован­ных ниже, чем у нетренированных, показатели потребления кислорода, вентиляции легких, частоты дыхания.

         Аналогичные изменения наблюдаются в деятельности сердечно-сосудистой системы. Минутный объем крови, частота сердечных сокращений, систолическое кровяное давление повышаются во время стандартной работы в меньшей степени у более тренированных. Измене­ния в химизме крови и мочи, вызванные стандартной работой, у более тренированных, как правило, выражены слабее по сравнению с менее тренированными. У первых работа вызывает меньшее нагревание ор­ганизма и потоотделение, чем у вторых.

         Характерны различия в показателях работы самих мышц. Электро-миографические исследования позволили обнаружить, что электри­ческая активность мышц у тренированных повышена не так сильно, как у нетренированных, менее продолжительна, концентрируется к моменту наибольших усилий, снижаясь до нуля в периоды расслабле­ния. Более высокие показатели возбудимости мышц и нервной систе­мы, неадекватные изменения функций различных анализаторов осо­бенно выражены у менее тренированных.

         Результаты всех этих исследований позволяют сделать два важных вывода относительно влияния тренировки. Первый заключается в том, что тренированный организм выполняет стандартную работу более экономно, чем нетренированный. Тренировка обусловливает такие приспособительные изменения в организме, которые вызывают экономизацию всех физиологических функций. Бурная реакция организма на работу у нетренированного человека проявляется в неэкономном расходовании сил и энергии, чрезмерном функционировании различ­ных физиологических систем, их малой взаимной отрегулированности. В процессе тренировки организм приобретает способность реаги­ровать на ту же работу умереннее, его физиологические системы на­чинают действовать более согласованно, координирование, силы рас­ходуются экономнее. Второй вывод состоит в том, что одна и та же работа по мере развития тренированности становится менее утоми­тельной. Для нетренированного стандартная работа может оказаться относительно трудной, выполняется им с напряжением, характерным для тяжелой работы, и вызывает утомление, тогда как для тренирован­ного та же нагрузка будет относительно легкой, потребует меньшего напряжения и не вызовет большого утомления.

         Эти два взаимосвязанных результата тренировки — возрастающая экономичность и уменьшающаяся утомительность работы — отража­ют ее физиологическое значение для организма. Явление экономизации обнаружилось, как было показано выше, уже при исследовании организма в состоянии покоя. Исследования же во время работы по­зволили увидеть также тс физиологические процессы, которые обу­словливают благоприятные реакции организма на работу вследствие тренировки, уменьшают степень трудности и утомительности работы.

         Процесс восстановления после стандартной работы у тренированных заканчивается раньше, чем у нетренированных. Ход кривой восстановления какой-либо функции сразу после работы у тренирован­ных характеризуется более крутым спадом, в то время как у нетрени­рованных — более пологим.

         Проявления тренированности при предельно напряженной работе. Нагрузка, выполняемая на тренировках и соревнованиях, не бывает стандартной. На соревнованиях каждый стремится достичь максимально возможной для него интен­сивности работы. Физиологические исследования, проводимые при работе на пределе функциональных возможностей организма, могут дать представление о его физиологических возможностях.

         Применяются три варианта исследований при такой работе. Пер­вый вариант состоит в регистрации физиологических изменений во время выполнения спортивного упражнения в условиях соревнования или близких к ним. Физиологические функции регистрируются во время этой работы, или сразу после нее, или на протяжении всего пос­ледующего восстановительного периода.

         Второй вариант представляет собой лабораторную работу в виде бега на месте, или работу на велоэргометре, или бег на тредбане. Ис­пытуемый совершает работу, постепенно усиливая ее мощность с целью максимальной мобилизации всех функций организма, обеспе­чивающих предельную работу. К концу такого усиления испытуемый уже работает в полную силу своих возможностей. В это время и про­изводят необходимые физиологические замеры, которые характеризу­ют предельную мобилизацию физиологических возможностей орга­низма спортсмена.

         Третий вариант заключается в том, что испытуемый совершает ра­боту, строго стандартную по мощности. Однако продолжительность работы не ограничивается. Она производится до тех пор, пока испы­туемый может поддерживать заданную мощность (заданное число оборотов педалей, темп бега при определенной высоте подъема бедра, скорость бега или плавания за лидером). Работа прекращается в тот момент, когда ее мощность или скорость передвижения начинают не­отвратимо падать и испытуемый даже при всем напряжении своих сил вынужден отказаться от дальнейшего выполнения работы в данных условиях. Иначе говоря, с целью характеристики тренированности ис­следуется выполнение работы «до отказа».

         Результаты исследований при предельной работе спортсмена резко отличаются от тех, которые были получены при изучении стандартной Работы. При предельной работе отмечалось обратное: у тренирован-НЬ1Х во многих физиологических показателях были большие сдвиги, Чем у нетренированных. Это выражается в том, что тренированный расходует при предельной работе больше энергии, чем нетренирован­ный, а объясняется тем, что сама работа, произведенная тренирован­ным, превышает величину работы, которую может выполнить нетре­нированный. Экономизация проявляется в несколько меньшем расхо­де энергии на единицу работы, однако весь объем работы у трениро­ванного при предельной работе настолько велик, что общая величина затраченной энергии оказывается очень большой.

         Преобладание расхода энергии у тренированных особенно заметно .в тех случаях, когда выполняемая работа не отличается сложностью. Вращение педалей велоэргометра сопровождается почти одинаковым расходом энергии у мастера спорта и спортсмена третьего разряда. Между тем различия в количестве работы, которую может выполнить на велоэргометре мастер или новичок, очень велики, что и определяет различия в величинах энергетических трат.

         Весьма тесно связаны с тренированностью спортсмена показатели максимального потребления кислорода. Чем тренированнее спортсмен, тем большее количество кислорода он в состоянии потребить во время предельной работы. Самые высокие показатели (5,5—6,5 л/мин, или 80—90 мл/кг) зарегистрированы у представителей циклических видов спорта — мастеров международного класса, находящихся в момент ис­следования в состоянии наилучшей спортивной формы. Несколько меньшие цифры — около 4,5—5,5 л/мин, или 70—80 мл/кг, — отмеча­ются у менее подготовленных мастеров спорта и некоторых первораз­рядников. У спортсменов второго, третьего разряда величина макси­мального потребления кислорода достигает приблизительно 3,5— 4,5 л/мин, или 60—70 мл/кг. Показатель ниже 3 л/мин, или 50 мл/кг, характеризует низкий уровень тренированности.

         Такая тесная связь между максимальным потреблением кислорода и тренированностью наблюдается в тех видах спорта, которые предъ­являют значительные требования к снабжению мышц кислородом и характеризуются высоким уровнем аэробных реакций. Для специали­зирующихся в работе максимальной мощности связь между трениро­ванностью и максимальным потреблением кислорода очень мала, так как для них более характерна связь между тренированностью и мак­симальным кислородным долгом, отражающим возможный объем анаэ­робных процессов в организме. У таких спортсменов (например, бегу­нов на короткие и средние дистанции) максимальный кислородный долг может достигать 25 л, если это спортсмены очень высокого клас­са. У менее тренированных спортсменов максимальный кислородный долг не превышает 10—15 л.

         Большая величина максимального потребления кислорода у высо­котренированных спортсменов тесно связана с большими величинами объема дыхания и кровообращения. Максимальное потребление кисло­рода, равное 5—6 л/мин, сопровождается легочной вентиляцией, до­стигающей 200 л в 1 мин, при частоте дыхания, превышающей 60 в 1 мин, и глубине каждого дыхания, равной более 3 л. Иначе говоря, максимальное потребление кислорода сопровождается максимальной интенсивностью легочного дыхания, которое у высокотренированных спортсменов достигает значительно больших величин, чем у малотре­нированных. Соответственно этому максимальных величин достигает минутный объем крови. Для того чтобы транспортировать от легких в мышцы 5—6 л кислорода в 1 мин, сердце должно перекачивать в каж­дую минуту около 35 л крови. Частота сердечных сокращений при этом составляет 180—190 в 1 мин, а систолический объем крови может превышать 170 мл. Естественно, что столь резко возрастающая ско­рость кровотока сопровождается высоким подъемом артериального давления, достигающим 200—250 мм рт. ст.

         Если выполняемая предельная работа характеризуется высокой интенсивностью анаэробных реакций, то она сопровождается накопле­нием продуктов анаэробного распада. Оно больше у тренированных спортсменов, чем у нетренированных. Например, концентрация мо­лочной кислоты в крови при предельной работе может доходить у тре­нированных спортсменов до 250—300 мг%. Соответственно этому общие биохимические сдвиги в крови и моче у тренированных спорт­сменов при предельной работе значительно большие, чем у нетрени­рованных.

         Понижение уровня сахара в крови, являющееся одним из основных признаков утомления, наиболее выражено при очень длительной ра­боте у хорошо тренированных спортсменов. Даже при величине содер­жания сахара в крови ниже 50 мг% тренированной марафонец еще Долго способен сохранять высокий темп бега, в то время как нетрени­рованный при таком низком содержании сахара в крови вынужден сойти с дистанции.

Значительные изменения в химизме крови во время работы гово­рят о том, что центральная нервная система тренированного организма обладает устойчивостью к действию резко измененного состава внут­ренней среды. Организм высокотренированного спортсмена обладает повышенной сопротивляемостью к действию факторов утомления, Иначе говоря, большой выносливостью. Он сохраняет работоспособ­ность при таких условиях, при которых нетренированный организм вынужден прекратить работу.

         Таким образом, функциональные показатели тренированности при заполнении предельно напряженной работы в циклических видах Двигательной деятельности обусловливаются мощностью работы. Так, из приведенных данных видно, что при работе субмаксимальной и максимальной мощности наибольшее значение имеют анаэробные процессы энергообеспечения, т.е. способность адаптации организма к работе при существенно измененном составе внутренней среды в кис­лую сторону. При работе большой и умеренной мощности главным фактором результативности является своевременная и удовлетворяю­щая доставка кислорода к работающим тканям. Аэробные возможнос­ти организма при этом должны быть очень высоки.

         При предельно напряженной мышечной деятельности происходят значительные изменения практически во всех системах организма, и это говорит о том, что выполнение этой напряженной работы связано с вовлечением в ее реализацию больших резервных мощностей орга­низма, с усилением обмена веществ и энергии.

         Таким образом, организм человека, систематически занимающего­ся активной двигательной деятельностью, в состоянии совершить более значительную по объему и интенсивности работу, чем организм человека, не занимающегося ею. Это обусловлено систематической ак­тивизацией физиологических и функциональных систем организма, вовлечением и повышением их резервных возможностей, своего рода тренированностью процессов их использования и пополнения. Каж­дая клетка, их совокупность, орган, система органов, любая функцио­нальная система в результате целенаправленной систематической упражняемости повышают показатели своих функциональных возмож­ностей и резервных мощностей, обеспечивая в итоге более высокую работоспособность организма за счет того же эффекта упражняемости, тренированности мобилизации обменных процессов.

Обмен веществ и энергии

         Основной признак живого организма — обмен веществ и энергии. В организме непрерывно идут пластические процессы, про­цессы роста, образования сложных веществ, из которых состоят клет­ки и ткани. Параллельно происходит обратный процесс разрушения. Всякая деятельность человека связана с расходованием энергии. Даже во время сна многие органы (сердце, легкие, дыхательные мышцы) расходуют значительное количество энергии. Нормальное протекание этих процессов требует расщепления сложных органических веществ, так как они являются единственными источниками энергии для жи­вотных и человека. Такими веществами являются белки, жиры и угле­воды. Большое значение для нормального обмена веществ имеют также вода, витамины и минеральные соли. Процессы образования в клетках организма необходимых ему веществ, извлечение и накопление энергии (ассимиляция) и процессы окисления и распада органи­ческих соединений, превращение энергии и ее расход (диссимиляция) на нужды жизнедеятельности организма между собой тесно перепле­тены, обеспечивают необходимую интенсивность обменных процессов в целом и баланс поступления и расхода веществ и энергии.

         Обменные процессы протекают очень интенсивно. Почти половина тканей тела обновляется или заменяется полностью в течение трех ме­сяцев. За 5 лет учебы роговица глаза у студента сменяется 350 раз, ткани желудка обновляются 500 раз, эритроцитов вырабатывается до 300 млрд ежедневно, в течение 5—7 Дней половина всего белкового азота печени заменяется.

         Обмен белков.    Белки — необходимый строительный материал протоплазмы клеток. Они выполняют в организме специальные функции. Все ферменты, многие гормоны, зрительный пурпур сетчатки, переносчики кислорода, защитные вещества крови являются белковыми телами. Белки сложны по своему строению и весьма специфичны. Белки, содержащиеся в пище, и белки в составе нашего тела значительно отличатся по своим качествам. Если белок извлечь из пищи и ввести непосредственно в кровь, то человек может погибнуть. Белки состоят из белковых элементов — аминокислот, ко­торые образуются при переваривании животного и растительного белка и поступают в кровь из тонкого кишечника. В состав клеток жи­вого организма входит более 20 типов аминокислот, В клетках непре­рывно протекают процессы синтеза огромных белковых молекул, со­стоящих из цепочек аминокислот. Сочетание этих аминокислот (всех или части из них), соединенных в цепочки в разной последовательнос­ти, и обусловливает бесчисленное количество разнообразных белков. Аминокислоты делятся на незаменимые и заменимые. Незаменимы­ми называются те, которые организм получает только с пищей. Заме­нимые могут быть синтезированы в организме из других аминокислот. По содержанию аминокислот определяется ценность белков пищи. Вот почему белки, поступающие с пищей, делятся на две группы: пол­ноценные, содержащие все незаменимые аминокислоты, и неполноцен­ные, в составе которых отсутствуют некоторые незаменимые амино­кислоты. Основным источником полноценных белков служат живот­ные белки. Растительные белки (за редким исключением) неполноценные.

         В тканях и клетках непрерывно идет разрушение и синтез белковьгх структур. В условно здоровом организме взрослого человека ко­личество распавшегося белка равно количеству синтезированного. Так как баланс белка в организме имеет большое практическое значение, разработано много методов его изучения.

         Баланс белка определяется разностью между количеством белка, поступившего с пищей, и количеством белка, подвергшегося за это время разрушению. Количество поступившего белка определить не трудно: для этого надо определить количество азота в пище. В состав белков непременно входит азот, которого нет в углеводах и жирах. Следовательно, зная количество азота, введенного в организм с пищей, и количество выделенного организмом азота, можно определить коли­чество утилизированного организмом белка. О количестве белка, под­вергшегося в организме разрушению, судят по количеству азота, вы­деленного организмом с экскрементами.

         В относительно здоровом организме человека среднего возраста ко­личество введенного азота равно количеству выделенного. Такое соот­ношение называется азотистым равновесием. В организме белок не откладывается про запас, не депонируется. Поэтому при тяжелых фи­зических нагрузках, болезнях или голодании в организме может идти процесс распада собственных белков. Количество выведенного азота при этом больше, чем количество поступившего. Это состояние назы­вается отрицательным азотистым балансом.

         В некоторых случаях в организме синтез белка превышает его рас­пад. Количество выведенного азота при этом меньше количества по­ступающего. Такое состояние называется положительным азотистым балансом. Положительный азотистый баланс наблюдается у детей, бе­ременных женщин, выздоравливающих больных.

         Функции белка не ограничиваются пластическим значением для организма. Растворенные в плазме белки образуют коллоидный рас­твор крови, который взаимодействует с основным веществом соедини­тельной ткани через тканевую жидкость. Движение веществ сквозь стенки капилляров — сложное сочетание процессов диффузии, фильт­рации и осмоса. Поскольку концентрация белков в крови выше, чем в тканевой жидкости, осмотическое давление в крови также выше. Ос­мотическое давление белков и других коллоидов, называемое онкотическим, удерживает воду в крови. Если онкотическое давление крови очень низкое (например, при длительном белковом голодании), обрат­ное проникновение тканевой жидкости в капилляры уменьшается и в тканях могут возникнуть отеки. Белки плазмы крови выполняют роль буферных систем, поддерживающих рН крови, а в виде гемоглобина участвуют в транспорте газов. Кроме того, велика и регуляторная роль белков в обмене углеводов и жиров. Входя в состав ферментов и гор­монов, белки определяют ход химических превращений в организме и интенсивность обмена веществ. Существенна роль белка в функции мышц. Белок также является энергетическим веществом (при окисле­нии в организме может образовываться -4,1 ккал, а в лабораторных ус­ловиях еще дополнительно 1,3 ккал).

         Регуляция белкового равновесия осуществляется гуморальным и нервным путями (через гормоны коры надпочечников и гипофиза, промежуточный мозг).

         Содержание белка в пищевых продуктах различно. К примеру, в свежем мясе и рыбе 18 г на 100 г продукта, в бобовых — 18, хлебе — 7, сыре, твороге — 20.

         Считается, что норма потребления белка в день для взрослого че­ловека составляет 80—100 г. Если его, поступает больше, то лишний белок идет на покрытие энергетических затрат организма. При этом он может трансформироваться в углеводы и другие соединения. При больших физических нагрузках потребность организма в белке может доходить до 150 г/сут.

         Азот — один из конечных продуктов окисления белка. Однако азот выделяется не в свободном состоянии, а в виде соединений с водоро­дом. Это соединение (аммиак) вредно для организма. Аммиак обезвреживается в печени, превращаясь в мочевину, которая выводит­ся с мочой.

         Обмен углеводов. Углеводы делятся на простые и сложные. Простые углеводы называются моносахаридами. Большинство из них, например глю­коза, имеет формулу С6Н12О6. Моносахариды хорошо растворяются в воде и поэтому быстро всасываются из ки­шечника в кровь. Сложные углеводы построены из двух или многих Молекул моносахаридов. Соответственно они называются дисахаридами и полисахаридами. К дисахаридам относятся свекловичный сахар, молочный, солодовый и некоторые другие. Они хорошо растворяются в воде, но из-за большой величины молекул почти не всасываются в Кишечнике. К полисахаридам относятся гликоген, крахмал, клетчатка. Они не растворимы в воде и могут всасываться в кровь лишь после расщепления до моносахаридов.

         Углеводы поступают в организм с растительной и частично с жи­вотной пищей. Они также синтезируются в организме из продуктов Расщепления аминокислот и жиров. При избыточном поступлении превращаются в жиры и в таком виде откладываются в организме.

         Значение углеводов. Углеводы — важная составная часть живого организма. Однако их в организме меньше, чем белков и жиров, они составляют всего лишь около 2% сухого вещества тела.

         Углеводы в организме главный источник энергии. Они всасывают­ся в кровь в основном в виде глюкозы. Это вещество разносится по тканям и клеткам организма. В клетках глюкоза при участии ряда фер­ментов окисляется до Н2О и СО2. Одновременно освобождается энер­гия (4,1 ккал), которая используется организмом при реакциях синте­за или при мышечной работе.

Клетки головного мозга в отличие от других клеток организма не могут депонировать глюкозу. Кроме того, если уровень глюкозы в крови падает ниже 60-70 мг% (т.е. 60-70 мг на 100 мл крови), то почти прекращается переход глюкозы из крови в нервные клетки. При таком низком содержании сахара в крови (гипогликемия) появляются судороги, потеря сознания (гипогликемический шок) и наступает уг­роза жизни. У практически здорового человека автоматически поддер­живается оптимальный уровень глюкозы в крови (80—120 мг%).

         Если с пищей поступает недостаточное количество сахара, то он синтезируется из жиров и белков. Излишки сахара (после приема пищи, богатой углеводами) превращаются в печени и мышцах в гли­коген и там откладываются (депонируются). Этот процесс регулиру­ется гормоном поджелудочной железы — инсулином. При нарушении функции поджелудочной железы развивается тяжелое заболевание — диабет. В этой ситуации сахар не преобразуется в гликоген, и количе­ство его в крови может достигать 200—400 мг%. Такое высокое содер­жание сахара в крови (гипергликемия) приводит к тому, что почки на­чинают выделять сахар с мочой. За день больной может терять таким путем до 500 г сахара.

         Значение углеводов при мышечной деятельности. Запасы углево­дов особенно интенсивно используются при физической работе. Од­нако полностью они никогда не исчерпываются. При уменьшении за­пасов гликогена в печени его дальнейшее расщепление прекращается, что ведет к уменьшению концентрации глюкозы в крови. Мышечная деятельность в этих условиях продолжаться не может. Уменьшение содержания глюкозы в крови является одним из факторов, способст­вующих развитию утомления. Поэтому для успешного выполнения длительной и напряженной работы необходимо пополнять углеводные запасы организма. Это достигается увеличением содержания углево­дов в пищевом рационе и дополнительным введением их перед нача­лом работы или непосредственно при ее выполнении. Насыщение ор­ганизма углеводами способствует сохранению постоянной концентра­ции глюкозы в крови и тем самым повышает работоспособность чело­века.

         Влияние углеводов на работоспособность установлено лаборатор­ными экспериментами и наблюдениями при спортивной деятельности. В опытах, проведенных В.С. Фарфелем, обнаружено, что натощак даже тренированные спортсмены не смогли пройти на лыжах 50 км. В этих условиях резко снизилось содержание глюкозы в крови и спорт­смены были вынуждены прекратить работу, пройдя лишь 35 км. При нормальном питании и дополнительном приеме углеводов на старте концентрация глюкозы в крови остается постоянной и работоспособ­ность спортсменов при этом сохраняется на протяжении этой дистан­ции.

         Углеводы следует принимать или непосредственно перед стартом, или не позднее чем за 2 ч до начала работы. Если же это делать за 30— 90 мин до старта, то начало работы совпадает с периодом усиленного депонирования углеводов. Это ведет к уменьшению глюкозы, выходя­щей из печени в кровь. Преобладание процессов депонирования угле­водов над их расщеплением сопровождается понижением концентра­ции глюкозы в крови и ведет к ухудшению работоспособности орга­низма.

         Прием углеводов более чем за 2 ч до старта обеспечивает почти полное их всасывание и депонирование до начала работы. В этом слу­чае никаких затруднений в расщеплении гликогена в печени не возни­кает. Прием углеводов непосредственно на старте также не создает каких-либо трудностей для расщепления. В этих условиях глюкоза на­чинает всасываться уже в процессе мышечной деятельности, при ко­торой расщепление гликогена и выход глюкозы в кровь преобладает над депонированием. Указанные сроки дополнительного питания должны изменяться в зависимости от количества принимаемой глю­козы. Например, большие дозы сахара (200 г и более) задерживают выход углеводов в депо в течение 3 ч и более.

         При приеме углеводов непосредственно во время работы концент­рация глюкозы в крови увеличивается быстрее, чем это можно пред­положить, учитывая время, необходимое на их переваривание и вса­сывание. По-видимому, это происходит вследствие рефлекторного Усиления расщепления углеводов в печени при действии сахара на рецепторы ротовой полости. Эта точка зрения подтверждается опытами с изолированным воздействием раздражителей сладкого вкуса на рецепторы слизистой оболочки рта или с введением небольших коли­честв 1,5%-ной глюкозы. В этих случаях сахар или совсем не поступает в организм, или поступает в ничтожном количестве, которое не может заметно увеличить концентрацию глюкозы в крови. Однако благодаря Рефлекторным воздействиям с рецепторов ротовой полости усилива­йся расщепление углеводов в печени и, как следствие этого, повыша­йся концентрация глюкозы в крови.

         Регуляция углеводного обмена. Депонирование углеводов, ис­пользование углеводных запасов печени и все другие процессы угле­водного обмена регулируются центральной нервной системой. Боль­шое значение в регуляции углеводного обмена имеет и кора больших полушарий. Одним из примеров этого может служить условнорефлекторное увеличение концентрации глюкозы в крови у спортсменов в предстартовом состоянии.

         Эфферентные нервные пути, обеспечивающие регуляцию углевод­ного обмена, относятся к вегетативной нервной системе. Симпатичес­кие нервы усиливают процессы расщепления и выход гликогена из пе­чени. Парасимпатические нервы, наоборот, стимулируют депонирова­ние гликогена. Нервные импульсы могут воздействовать либо прямо на клетки печени, либо косвенным путем, через железы внутренней секреции. Гормон мозгового слоя надпочечника адреналин способству­ет выходу углеводов из депо. Гормон поджелудочной железы инсулин обеспечивает их депонирование. Кроме этих гормонов в регуляции уг­леводного обмена участвуют гормоны коркового слоя надпочечников, щитовидной железы и передней доли гипофиза.

         В сахаре содержится 95% углеводов, меде — 76, шоколаде — 49, картофеле — 18, молоке — 5, печени — 4, изюме — до 65%.

         Обмен жиров. Жиры (липиды) — важный источник энер­гии в организме, необходимая составная часть клеток. Излишки жиров могут депонироваться в организме. Откладываются они главным образом в подкожной жировой клетчатке, сальнике, пе­чени и других внутренних органах. Общее количество жира у человека может составлять 10—12% массы тела, а при ожирении — 40—50%.

         В желудочно-кишечном тракте жир распадается на глицерин и жирные кислоты, которые всасываются в тонких кишках. Затем он вновь синтезируется в клетках слизистой кишечника. Образовавший­ся жир качественно отличается от пищевого и является специфичес­ким для человеческого организма. В организме жиры могут синтези­роваться также из белков и углеводов.

Жиры, поступающие в ткани из кишечника и из жировых депо, путем сложных превращений окисляются, являясь, таким образом, ис­точником энергии. При окислении 1 г жира освобождается 9,3 ккал энергии. В связи с тем что в молекуле жира содержится относительно мало кислорода, последнего требуется для окисления жира больше, чем для окисления углеводов. Как энергетический материал жир ис­пользуется при состоянии покоя и выполнении длительной малоинтенсивной физической работы. В начале напряженной мышечной деятельности окисляются углеводы. Но через некоторое время, в связи с уменьшением запасов гликогена, начинают окисляться жиры и про­дукты их расщепления. Процесс замещения углеводов жирами может быть настолько интенсивным, что 80% всей необходимой в этих усло­виях энергии освобождается в результате расщепления жира.

         Жир используется как пластический и энергетический материал, покрывает различные органы, предохраняя их от механического воз­действия. Скопление жира в брюшной полости обеспечивает фикса­цию внутренних органов. Подкожная жировая клетчатка, являясь пло­хим проводником тепла, защищает тело от излишних теплопотерь. Жир входит в состав секрета сальных желез, предохраняет кожу от вы­сыхания и излишнего смачивания при соприкосновении с водой, яв­ляется необходимым компонентом нищи. Пищевой жир содержит не­которые жизненно важные витамины.

         Обмен жира и липидов в организме сложен. Большую роль в этих процессах играет печень, где осуществляется синтез жирных кислот из углеводов и белков, образуются продукты расщепления жира — кето­новые тела, используемые в качестве энергетического материала. Об­разование кетоновых тел в печени идет особенно интенсивно при уменьшении в ней запасов гликогена.

         Обмен липидов тесно связан с обменом белков и углеводов. При голодании жировые запасы служат источником углеводов.

         Регуляция жирового обмена. Обмен липидов в организме регули­руется центральной нервной системой. При повреждении некоторых ядер гипоталамуса жировой обмен нарушается и происходит ожире­ние организма или его истощение. Нервная регуляция жирового обме­на осуществляется путем прямых воздействий на ткани (трофическая иннервация) или через железы внутренней секреции. В этом процессе участвуют гормоны гипофиза, щитовидной, поджелудочной и поло­вых желез. При недостаточной функции гипофиза, щитовидной и по­ловых желез происходит ожирение. Гормон поджелудочной железы — инсулин, наоборот, усиливает образование жира из углеводов, сжигая его.

         В 100 г топленого или растительного масла содержится 95 г жира, сметаны — 24, молока — 4, свинины жирной — 37, баранины — 29, пе­чени, почек — 5, гороха — 3, овощей — 0,1—0,3 г.

         Обмен воды и минеральных веществ. Человеческий организм на 60% состоит из воды. Жировая ткань содержит 20% воды (от ее массы), кости — 25, печень — 70, скелетные мышцы — 75, кровь — 80, мозг — 85%. нормальной жизнедеятельности организма, который живет в условиях меняющейся среды, очень важно постоянство внутренней среды организма. Ее создают плазма крови, тканевая жидкость, лимфа, основная часть которых это вода, белки и минеральные соли. Вода и минеральные соли не служат питательными веществами или источни­ками энергии. Но без воды не могут протекать обменные процессы. Вода — хороший растворитель. Только в жидкой среде протекают окислительно-восстановительные процессы и другие реакции обмена. Жидкость участвует в транспортировке некоторых газов, перенося их либо в растворенном состоянии, либо в виде солей. Вода входит в со­став пищеварительных соков, участвует в удалении из организма про­дуктов обмена, среди которых содержатся и токсические вещества, а также в терморегуляции.

         Без воды человек может прожить не более 7—10 дней, тогда как без пищи — 30—40 дней, Удаляется вода вместе с мочой через почки (1700 мл), с потом через кожу (500 мл) и с воздухом, выдыхаемым через легкие (300 мл).

         Отношение общего количества потребляемой жидкости к общему количеству выделяемой жидкости называется водным балансом. Если количество потребляемой воды меньше количества выделяемой, то в организме человека могут наблюдаться различного рода расстройства его функционального состояния, так как, входя в состав тканей, вода является одним из структурных компонентов тела, находится в виде солевых растворов и обусловливает тесную связь водного обмена с об­меном минеральных веществ.

         Обмен воды и электролитов, по существу, представляет собой еди­ное целое, поскольку биохимические реакции протекают в водных сре­дах, а многие коллоиды являются сильно гидратированными, т.е. со­единенными физико-химическими связями с молекулами воды.

         Вода поступает в организм человека в «чистом виде» и в составе различных продуктов, с которыми он тоже получает необходимые ему элементы. Суточная потребность человека в воде составляет 2,0—2,5 л. Суточная потребность человеческого организма в некоторых микро­элементах следующая: калия 2,7—5,9 г, натрия — 4—5 г, кальция — 0,5 г, магния — 70—80 мг, железа — 10—15 мг, марганца — до 100 мг, хлора — 2—4 г, йода — 100—150 мг.

         Обмен воды и электролитов в организме имеет сложную нервно-гу­моральную регуляцию. Наиболее подвержены регуляторным воздейст­виям вода и тесно связанный с нею в метаболизме натрий. Сложная рефлекторная цепь регуляции водно-электролитного обмена начина­ется с четырех рецепторов, которые сигнализируют об изменении ко­личества воды в организме. Во-первых, это рецепторы слизистой рта, подсыхание которой вызывает чувство жажды. Однако это ощущение проходит при смачивании слизистой, хотя вода в организм при этом не поступает. Поэтому данный вид жажды называется ложной жаж­дой. Во-вторых, сигналы о необходимости восполнить запасы воды в организме или прекратить ее потребление идут от барорецепторов сли­зистой желудка. Раздувание желудка ведет к исчезновению чувства жажды, а спадение его стенок — наоборот, к возникновению. Посколь­ку жажда, возникающая в этом случае, связана не с изменением содер­жания воды в организме, а с изменением тонуса желудочной стенки, она также ложная. Третью группу нервных окончаний, принимающих участие в регуляции водно-электролитного обмена, составляют осморецепторы тканей, которые сигнализируют об изменениях осмотичес­кого давления в тканях. Чувство жажды при раздражении осморецепторов — это вид жажды истинный. И наконец, четвертая группа рецеп­торов — волюм-рецепторы сосудистого русла, реагирующие на измене­ние объема циркулирующей в сосудистой системе крови.

В регуляции водно-солевого обмена принимают участие и дистантные рецепторы (зрительный, слуховой), обеспечивающие условнорефлекторный компонент регуляции. Импульсы со всех указанных групп рецепторов идут в гипоталамус, где расположен центр водорегуляции. Отсюда поступают «команды» на эффекторы, выводящие воду из организма.

         Регулятором водно-солевого обмена являются гормоны коры над­почечников (альдостерон) и задней доли гипофиза (антидиуретичес­кий).

В регуляции электролитного обмена играют роль и другие гормоны коры надпочечников, объединяемые одним названием мипералокортикоиды. При их недостатке нарушается обмен калия, развивается гипокалиемия (т.е. понижение содержания калия и в организме в целом), вследствие чего возникает мышечная адинамия и ряд других серьезных нарушений. Обмен кальция и фосФора регулируется паратгормоном — секретом паращитовидных желез, который стабили­зирует уровень этих элементов в организме благодаря тому, что под его воздействием кальций связывается с белками и его выведение из организма резко тормозится. Наконец, на водно-электролитный обмен оказывает влияние и адреналин, который, спазмируя клубочковые сосуды почек, снижает величину фильтрационного давления и ведет к Уменьшению диуреза, т.е. к уменьшению выведения воды из организ­ма, важна роль и вегетативных нервов, регулирующих интенсивность потоотделения.

         Минеральные вещества входят в состав скелета, в структуры бел­ков, гормонов, ферментов. Общее количество всех минеральных веществ организме составляет приблизительно 4—5% массы тела. Нормальная деятельность центральной нервной системы, сердца и других органов протекает при условии строго определенного содержания ионов минеральных веществ, за счет которых поддерживается посто­янство осмотического давления, реакция крови и тканевой жидкости; они участвуют в процессах секреции, всасывания; выделения и т.д.

Основную часть минеральных веществ человек получает с пищей и водой. Однако не всегда их содержание в пище достаточно. Боль­шинству людей приходится добавлять, например, хлористый натрий (NaCl — поваренная соль) в пищу по 10—12 г в день. Хронический не­достаток в пище минеральных веществ может приводить к расстрой­ству функций организма. Особенно чувствительны к недостатку тех или иных солей дети и беременные женщины. Соли кальция и фосфо­ра необходимы для построения костей и зубов, в которых находится 70% всего фосфора и 99% кальция, имеющихся в организме.

         Нормальный рост и развитие организма зависят от поступления достаточного количества Na. Ионы Cl идут на образование соляной кислоты в желудке, играющей большую роль в пищеварении. Ионы Na и Cl участвуют в механизмах возникновения и распространения воз­буждения. В состав гемоглобина — переносчика О2 и СО2 — входит двухвалентное железо. Недостаток железа ведет к тяжелому заболева­нию — малокровию. Йод является важной составной частью гормона щитовидной железы — тироксина, который принимает участие в регу­ляции обмена веществ, а калий имеет определяющее значение в меха­низмах возникновения и распространения возбуждения, связан с про­цессом костных образований. Важную физиологическую роль в орга­низме играют также кальций (Са), магний (Мg), медь (Сu), сера (S), цинк (Zn), бром (Br), фтор (F).

         Витамины и их роль в обмене веществ. Эксперименты показывают, что даже при достаточном содержании в пище белков, жиров и углеводов, при оптимальном по­треблении воды и минеральных солей в ор­ганизме могут развиваться тяжелейшие расстройства и заболевания, так как для нормального протекания физиологических процессов не­обходимы еще и витамины (лат. vita — жизнь). Значение витаминов состоит в том, что, присутствуя в организме в ничтожных количествах, они регулируют реакции обмена веществ. Роль витаминов сходна с ролью ферментов и гормонов. Целый ряд витаминов входит в состав различных ферментов. При недостатке в организме витаминов разви­вается состояние, называемое гиповитаминозом. Заболевание, возни­кающее при отсутствии того или иного витамина, называется авита­минозом. К настоящему времени открыто более 20 веществ, крторые относят к витаминам. Обычно их обозначают буквами латинского алфавита А, В, С, В, Е, К и др. К водорастворимым относятся витамины группы В, С, РР и др. Ряд витаминов являются жирорастворимыми.

         Витамин А. При авитаминозе А задерживаются процессы роста ор­ганизма, нарушается обмен веществ. Наблюдается также особое забо­левание глаз, называемое ксерофтальмией (куриная слепота).

         Витамин D называют противорахитическим витамином. Недоста­ток его приводит к расстройству фосфорного и кальциевого обмена. Эти минеральные вещества теряют способность откладываться в кос­тях и в больших количествах удаляются из организма. Кости при этом размягчаются и искривляются. Нарушается развитие зубов, страдает нервная система. Весь этот комплекс расстройств характеризует на­блюдаемое у детей заболевание — рахит.

         Витамины группы В. Недостаток или отсутствие витаминов груп­пы В вызывает нарушение обмена веществ, расстройство функций центральной нервной системы. При этом наблюдается снижение со­противляемости организма к инфекционным болезням. Витаминами бодрости, повышенной работоспособности и крепких нервов называют витамины группы В. Суточная норма витамина В для взрослого 2— 6 мг, при систематической спортивной деятельности эта норма должна увеличиваться в 3—5 раз.

         Витамин С называют противоцинготным. При недостатке его в пище (а больше всего его содержится в свежих фруктах и овощах) раз­вивается специфическое заболевание — цинга, при которой кровото­чат десны, а зубы расшатываются и выпадают. Развиваются физичес­кая слабость, быстрая утомляемость, нервозность. Появляются одыш­ка, различные кровоизлияния, наступает резкое похудание. В тяжелых случаях может наступить смерть.

Витамины влияют на обмен веществ, свертываемость крови, рост и развитие организма, сопротивляемость инфекционным заболеваниям. Особенно важна их роль в питании молодого организма и тех взрос­лых, чья деятельность связана с большими физическими нагрузками на производстве, в спорте. Повышенная потребность в витаминах Может быть связана с особыми условиями среды обитания (высокая или низкая температура, разреженный воздух). Например, суточная потребность витамина С для взрослых составляет в среднем 50— 100 мг, для детей 35—50 мг, для тренирующихся спортсменов до 200 мг и более (им в целях повышения работоспособности даже реко­мендуется принимать этот витамин на старте, а марафонцам — на дис­танции). Витаминная недостаточность, как правило, сказывается в Ранний весенний период, когда сразу после зимы организм ослаблен, а в пище мало витаминов и других биологически активных компонен­тов в связи с ограничением в рационе свежих овощей и фруктов.

         Кроме описанных здесь витаминов большое значение для жизнеде­ятельности организма имеют фолиевая кислота, биотин, холин, вита­мин Е (фактор размножения) и витамин К. Все они достаточно широ­ко распространены в природе, и при нормальном питании потребность в них полностью удовлетворяется.

         Если еще учесть, что многие витамины организм использует для построения ферментов, участвующих в обмене веществ, то переоце­нить роль витаминизации в обеспечении жизнедеятельности организ­ма невозможно, тем более при активной мышечной деятельности.

Обмен энергии. Обмен веществ и энергии — это взаимосвя­занные процессы, разделение которых свя­зано лишь с удобством изучения. Ни один из этих процессов в отдельности не сущест­вует. При окислении энергия химических связей, содержащаяся в пи­тательных веществах, освобождается и используется организмом. За счет перехода одних видов энергии в другие и поддерживаются все жизненные функции организма. При этом общее количество энергии не изменяется. Соотношение между количеством энергии, поступаю­
щей с пищей, и величиной энергетических затрат называется энерге­тическим балансом.

         Сказанное можно проиллюстрировать на примере деятельности сердца. Сердце совершает огромную работу. Каждый час оно выбрасы­вает в аорту около 300 л крови. Эта работа совершается за счет сокра­щения сердечной мышцы, в которой при этом протекают интенсивные окислительные процессы. Благодаря освобождающейся энергии обес­печивается механическое сокращение мышц, и в конечном счете вся энергия переходит в тепловую, которая рассеивается в организме и от­дается им в окружающее пространство. Аналогичные процессы идут в каждом органе человеческого тела. И в каждом случае в конечном итоге химическая, электрическая, механическая и другие виды энергии трансформируются в тепловую и рассеиваются во внешнюю среду. Количество энергии, расходуемое на выполнение физической работы, определяют как коэффициент полезного действия (кпд). Его средняя величина — 20—25%, у спортсменов КПД выше. Установлено, что 1 г белка при окислении выделяет 4,1 ккал, 1 г жира — 9,3, а 1 г углево­дов — 4,1 ккал. Зная содержание белков, жиров и углеводов в пищевых продуктах можно установить их калорийность, или энерге­тическую стоимость.

         Мышечная деятельность, активный двигательный режим, физичес­кие упражнения и спорт связаны со значительным расходом энергии. В некоторых случаях он может достигать 5 000 ккал, а в дни интенсив­ных и объемных тренировок у спортсменов и того более. Такое увели­чение энергозатрат необходимо учитывать при составлении пищевого рациона. Когда в пище присутствует большое количество белка, зна­чительно удлиняется процесс ее переваривания (от двух до четырех часов). За один раз целесообразно принимать до 70 г белка, так как из­лишки его начинают преобразовываться в жир. А представители неко­торых видов спорта (например, гимнасты, бодибилдеры и др.) всячес­ки избегают накопления лишнего жира и предпочитают энергию по­лучать из растительной пищи (например, фруктовая пища связана с образованием быстрых углеводов).

         Питательные вещества можно замещать, учитывая их калоричес­кую ценность. Действительно, с энергетической точки зрения 1 г угле­вода эквивалентен (изодинамичен) 1 г белка, так как у них одинако­вый калорический коэффициент (4,1 ккал), а 1 г белка или углевода эквивалентен 0,44 г жира (калорический коэффициент жира 9,3 ккал). Отсюда следует, что человек, суточный расход энергии которого 3 000 ккал, может полностью удовлетворить энергетические нужды организма, потребляя в сутки 732 г углеводов. Но для организма важна не только общая калорийность пищи. Если человек достаточно долго потребляет только жиры или белки, или углеводы, в его организме воз­никают глубокие изменения в обмене веществ. При этом нарушаются пластические процессы в протоплазме клеток, наблюдается сдвиг азо­тистого равновесия, образуются и накапливаются токсические про­дукты.

         Для нормальной жизнедеятельности организм должен получать оптимальное количество полноценных белков, жиров, углеводов, ми­неральных солей и витаминов, которые содержатся в различных пи­щевых продуктах. Качество пищевых продуктов определяется их фи­зиологической ценностью. Наиболее ценными пищевыми продуктами являются молоко, масло, творог, яйца, мясо, рыба, зерновые, фрукты, овощи, сахар.

         Люди разных профессий затрачивают при своей деятельности раз­ное количество энергии. Например, занимающийся интеллектуаль­ным трудом в день тратит менее 3000 больших калорий. Человек, занимающийся тяжелым физическим трудом, за день затрачивает в 2 раза больше энергии.

         Многочисленные исследования показали, что мужчине среднего возраста, занимающемуся и умственным, и физическим трудом в те­чение 8—10 ч, необходимо потреблять в день 118 г белков, 56 г жиров, 500 г углеводов. В пересчете это составляет около 3 000 ккал. Для детей, людей пожилого возраста, для лиц занимающихся тяжелым фи­зическим трудом, требуются индивидуальные, научно обоснованные нормы питания. Пищевой рацион составляется с учетом пола, возраста человека и характера его деятельности. Большое значение имеет режим питания. В зависимости от возраста, рода работы и других кри­териев устанавливается 3—6-разовое питание в сутки с определенным процентным содержанием пищи на каждый прием.

         Таким образом, чтобы сохранять энергетический баланс, поддер­живать нормальную массу тела, обеспечивать высокую работоспособ­ность и профилактику различного рода патологических явлений в ор­ганизме, необходимо при полноценном питании увеличить расход энергии за счет повышения двигательной активности, что существен­но стимулирует обменные процессы.

         Важнейшая физиологическая «константа» организма — то мини­мальное количество энергии, которое человек расходует в состоянии полного покоя. Эта константа называется основным обменом. Нервная система, сердце, дыхательная мускулатура, почки, печень и другие ор­ганы непрерывно функционируют и потребляют определенное коли­чество энергии. Сумма этих затрат энергии и составляет величину ос­новного обмена.

         Основной обмен человека определяют при соблюдении следующих условий: при полном физическом и психическом покое; в положении лежа; в утренние часы; натощак, т.е. через 14 ч после последнего приема пищи; при температуре комфорта (20 гр. по С). Нарушение любого из условий приводит к отклонению обмена веществ в сторону повышения. За 1 ч минимальные энергетические затраты организма взрослого человека составляют в среднем 1 ккал на 1 кг массы тела.

         Основной обмен является индивидуальной константой и зависит от пола, возраста, массы и роста человека. У здорового человека он может держаться на постоянном уровне в течение ряда лет. В детском возрасте величина основного обмена значительно выше, чем в пожи­лом. Деятельное состояние вызывает заметную интенсификацию об­мена веществ. Обмен веществ при этих условиях называется рабочим обменом. Если основной обмен взрослого человека равен 1700— 1800 ккал, то рабочий обмен в 2—3 раза выше. Таким образом, основ­ной обмен является исходным фоновым уровнем потребления энер­гии. Резкое изменение основного обмена может быть важным диагнос­тическим признаком переутомления, перенапряжения и недовосстановления или заболевания.

         Регуляция обмена веществ. Русский физиолог И.П. Павлов (1849—1936) установил, что функциональное со­стояние нервной системы может изменять интенсивность обменных процессов. Спо­собность нервной системы менять характер питания (трофики) тканей получила наименование трофической функции нервной системы.

         В дальнейшем было установлено, что вегетативная нервная систе­ма оказывает непосредственное трофическое влияние на деятельность всех органов. Особое значение в регуляции обмена веществ имеет отдел промежуточного мозга — гипоталамус. Разрушение этого отдела центральной нервной системы ведет к целому ряду нарушений жиро­вого, углеводного и других видов обмена. Гипоталамус регулирует де­ятельность важной железы внутренней секреции — гипофиза, который контролирует работу всех других желез внутренней секреции, а те, в свою очередь, выделяя гормоны, осуществляют тонкую гуморальную регуляцию обмена веществ на клеточном уровне. Различные гормоны (инсулин, адреналин, тироксин) направляют деятельность фермент­ных систем, которые регулируют обменные процессы в организме. Эта согласованная взаимосвязь осуществляется в результате взаимодейст­вия нервной и гуморальной (жидкостной) систем регуляции.

         Для регуляции основного обмена имеют существенное значение ус-ловнорефлекторные факторы. Например, у спортсменов основной обмен оказывается несколько повышенным в дни тренировочных за­нятий и, особенно, соревнований. Вообще же спортивная тренировка, экономизируя химические процессы в организме, ведет к снижению основного обмена. Более ярко это проявляется у лиц, тренирующихся к длительной, умеренной по интенсивности, работе. Однако в ряде случаев основной обмен оказывается у спортсменов повышенным и в дни отдыха. Это объясняется длительным (в течение нескольких суток) повышением интенсивности обменных процессов в связи с вы­полненной напряженной работой.

         На основной обмен влияют многие гормоны. Например, тироксин резко повышает основной обмен; при гипофункции щитовидной же­лезы он снижается. Наряду с другими факторами на величину обмена веществ и энергии воздействуют характер питания, состав и количест­во принимаемой пищи. Пищеварительные процессы повышают обмен веществ и энергии. Это называется специфически-динамическим дей­ствием пищи. Оно продолжается в течение 5—6 ч после ее приема. Степень увеличения обменных процессов зависит от того, какие веще­ства перевариваются и всасываются. Наиболее сильным специфичес­ки-динамическим действием обладают белки и аминокислоты. По­ступление с пищей белков повышает обмен энергии на 10%, углево­дов — на 6, жиров — на 3. При обычном смешанном питании прием пищи увеличивает основной обмен на 150—200 ккал. Повышение ос­новного обмена в связи с приемом пищи обусловлено усилением хи­мических процессов в тканях при ассимиляции составных частей пищи.

         Расход энергии при различных формах деятельности. Суточный расход энергии человека включает величину основного обмена и энер­гию, необходимую для выполнения профессионального труда, спор­тивной и других форм мышечной деятельности. Умственный труд тре­бует небольших энергетических затрат. При физической же работе расход энергии может достигать очень больших величин. Например, при ходьбе энергии расходуется на 80—100% больше по сравнению с покоем, при беге — на 400% и более.

По характеру выполняемой производственной деятельности и вели­чине энергетических затрат взрослое население может быть разделено на 4 группы. К первой группе относят лиц, профессии которых не связа­ны с физическим трудом. Суточный расход энергии у них составляет 2 000—3 000 ккал. У занимающихся полностью механизированным трудом расход энергии повышен до 3 500 ккал. При немеханизированном труде суточный расход энергии может достигать 4 000 ккал. Очень тя­желый немеханизированный труд вызывает расход энергии равный, 4 500--5 000 ккал. В отдельных случаях при выполнении длительной и тяжелой работы суточный расход энергии может повышаться до 7 000— 8 000 ккал. С механизацией промышленности и сельского хозяйства Резко снизились энергетические траты у рабочих (например, при косьбе вручную суточный расход энергии достигает в среднем 7 200 ккал, при косьбе машиной — 3 600 ккал). Спортивная деятельность сопровождается значительным увеличением суточного расхода энергии (до 4 500— 5 000 ккал). В дни тренировок с повышенными нагрузками и соревнова­ний в некоторых видах спорта (лыжные гонки, бег на длинные дистан­ции и др.) эти величины могут быть еще больше. При прочих равных условиях расход энергии тем больше, чем относительно длиннее и ин­тенсивнее выполняемая работа.

         Мышечная работа необходима для нормальной жизнедеятельности организма. Количество энергии, затрачиваемое непосредственно на физическую работу, должно составлять не менее 1 200—1 300 ккал в сутки. В связи с этим для лиц, не занимающихся физическим трудом и расходующих на мышечную деятельность меньшее количество энер­гии, физические упражнения особенно необходимы.

         На уровень расхода энергии влияют также эмоции, возникающие во время какой-либо деятельности. Они могут усиливать или, наобо­рот, снижать обмен веществ и энергии в организме. Энергетические траты зависят не только от величины выполняемой работы, но и от ус­ловий внешней среды, в которой производится работа: температура и влажность воздуха, барометрическое давление, сила ветра.

         Ритм рабочих движений также влияет на расход энергии. Однако ритм работы, вызывающий минимальный расход энергии, не всегда бывает наиболее выгодным. Вообще об утомительности работы нельзя судить по величине энергетических трат. Например, весьма утоми­тельная статическая работа требует для своего выполнения меньше энергии, чем кажущаяся более легкой динамическая работа.

         После окончания мышечной деятельности расход энергии некото­рое время остается еще повышенным по сравнению с уровнем покоя. Это обусловливается химическими процессами в мышце, связанными с окислением молочной кислоты и ликвидацией кислородного долга.

         При выполнении человеком механической работы коэффициент полезного действия может достигать 20—25%. Вся остальная освобож­даемая энергия превращается в тепло. КПД при физической работе за­висит от структуры движений, их темпа, от количества вовлекаемых в работу мышц, от тренированности выполняющего работу.

         Изменения в системах крови, кровообращения и дыхания при интенсивной мышечной деятельностиПри регулярных занятиях физическими упражнениями,  каким-либо видом спорта в крови увеличивается количество эритроцитов   и   гемоглобина, обеспечивающее кислородной емкости крови; возрастает количество лейкоцитов активность, что повышает сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям.

         Физиологические сдвиги негативного плана (нарастание концент­рации молочной кислоты, солей и т.п.) после непосредственной мы­шечной деятельности у тренированных людей легче и быстрее ликви­дируются с помощью так называемых буферных систем крови благо­даря более совершенному механизму восстановления.

         Кровь в организме под воздействием работы сердца находится в по­стоянном движении. Этот процесс происходит под воздействием раз­ности давления в артериях и венах. Артерии — кровеносные сосуды, по которым кровь движется от сердца. Они имеют плотные упругие мышечные стенки. От сердца отходят крупные артерии (аорта, легоч­ная артерия), которые, удаляясь от него, ветвятся на более мелкие. Самые мелкие артерии разветвляются на микроскопические сосуды-капилляры. Они в 10—15 раз тоньше человеческого волоса и густо про­низывают все ткани тела. Например, в 1 мм- работающей скелетной мышцы действует около 3000 капилляров. Если все капилляры чело­века уложить в одну линию, то ее длина составит 100 000 км. Капил­ляры имеют тонкие полупроницаемые стенки, через которые во всех тканях организма осуществляется обмен веществ. Из капилляров .кровь переходит в вены—сосуды, по которым она движется к сердцу. Вены имеют тонкие и мягкие стенки и клапаны, которые пропускают кровь только в одну сторону — к сердцу.

         Двигательная активность человека, занятия физическими упраж­нениями, спортом оказывают существенное влияние на развитие и со­стояние сердечно-сосудистой системы. Пожалуй, ни один орган не нуждается столь сильно в тренировке и не поддается ей столь легко, как сердце. Работая с большой нагрузкой при выполнении спортивных Упражнений, сердце неизбежно тренируется. Расширяются границы его возможностей, оно приспосабливается к перекачке количества крови намного большего, чем это может сделать сердце нетренирован­ного человека. В процессе регулярных занятий физическими упраж­нениями и спортом, как правило, происходит увеличение массы сердечной мышцы и размеров сердца. Так, масса сердца у нетренирован­ного человека составляет в среднем около 300 г, у тренированного — 500 г.

         Показателями работоспособности сердца являются частота пульса, кровяное давление, систолический и минутный объем крови. Систолический объем в покое у нетренированного — 50—70 мл, у тренированного 70—80 мл; при интенсивной мышечной работе соответственно - 100-130 мл и 200 мл и более.

         Физическая работа способствует расширению кровеносных сосу­дов, снижению тонуса их стенок; умственная работа, так же как и нервно-эмоциональное напряжение, приводит к сужению сосудов, по­вышению тонуса их стенок и даже спазмам. Такая реакция особенно свойственна сосудам сердца и мозга. Длительная напряженная умст­венная работа, частое нервно-эмоциональное напряжение, не сбалан­сированные с активными движениями и с физическими нагрузками, могут привести к ухудшению питания этих важнейших органов, к стойкому повышению кровяного давления, которое, как правило, яв­ляется главным признаком гипертонической болезни. Свидетельствует о заболевании также и понижение кровяного давления в покое (ги­потония), что может быть следствием ослабления деятельности сер­дечной мышцы. В результате специальных занятий физическими уп­ражнениями и спортом кровяное давление претерпевает положитель­ные изменения. За счет более густой сети кровеносных сосудов и вы­сокой их эластичности у спортсменов, как правило, максимальное давление в покое оказывается несколько ниже нормы. Однако пре­дельная частота сердечных сокращений у тренированных людей при физической нагрузке может находиться на уровне 200—240 удар/мин, при этом систолическое давление довольно долго находится на уров­не 200 мм рт. ст. Нетренированное сердце такой частоты сокращений достигнуть просто не может, а высокое систолическое и диастолическое давление даже при кратковременной напряженной деятельности могут явиться причиной предпатологических и даже патологических состояний.

         Систолический объем крови — это количество крови, выбрасывае­мое левым желудочком сердца при каждом его сокращении. Минут­ный объем крови — количество крови, выбрасываемое желудочком в те­чение одной минуты. Наибольший систолический объем наблюдается при частоте сердечных сокращений от 130 до 180 удар/мин. При час­тоте сердечных сокращений выше 180 удар/мин систолический объем начинает сильно снижаться. Поэтому наилучшие возможности для тренировки сердца имеют место при физических нагрузках, когда частота сердечных сокращений находится в диапазоне от 130 до 180 удар/мин.

         В покое кровь совершает полный кругооборот за 21—22 с., при физической работе — за 8 с и менее, при этом объем циркулирующей крови способен возрастать до 40 л/мин. В результате такого увеличе­ния объема и скорости кровотока значительно повышается снабжение тканей организма кислородом и питательными веществами. Особенно полезна тренировка для совершенствования сердечно-сосудистой сис­темы в циклических видах спорта на открытом воздухе.

         Присасывающие действия в кровообращении и мышечный насос. Гравитационный шок. При переходе крови из капилляров в вены
давление падает до 10—15 мм рт. ст., что значительно  затрудняет  возврат  крови к сердцу (так как ее движению препятствует еще и сила гравитации. Венозному кровообращению способствует присасывающее действие сердца при расслаблении и присасывающее действие грудной полости при вдохе. При активной двигательной де­ятельности циклического характера воздействие присасывающих фак­торов повышается. При малоподвижном образе жизни венозная кровь может застаиваться (например в брюшной полости или в области таза при длительном сидении). Вот почему движению крови по венам спо­собствует деятельность окружающих их мышц (мышечный насос). Со­кращаясь и расслабляясь, мышцы то сдавливают вены, то прекращают этот пресс, давая им расправиться и тем самым способствуют продви­жению крови по направлению к сердцу, в сторону пониженного дав­ления, так как движению крови в противоположную от сердца сторону препятствуют клапаны, имеющиеся в венозных сосудах. Чем чаще им активнее сокращаются и расслабляются мышцы, тем большую помощь сердцу оказывает мышечный насос. Особенно, эффективно он работает при локомоциях (ходьбе, гладком беге, беге на лыжах, на коньках, при плавании и т.п.). Мышечный насос способствует более быстрому от­дыху сердца и после интенсивной физической нагрузки.

         Следует упомянуть и о феномене гравитационного шока, который может наступить после резкого прекращения длительной, достаточно интенсивной циклической работы (спортивная ходьба, бег). Прекра­щение ритмичной работы мышц нижних конечностей сразу лишает помощи систему кровообращения: кровь под действием гравитации остается в крупных венозных сосудах ног, движение ее замедляется, резко снижается возврат крови к сердцу, а от него в артериальное со­судистое русло, давление артериальной крови падает, мозг оказывается в условиях пониженного кровоснабжения и гипоксии. Как резуль­тат этого явления — головокружение, тошнота, обморочное состояние. Об этом необходимо помнить и не прекращать резко движения цик­лического характера сразу после финиша, а постепенно (в течение 3— 5 минут) снижать интенсивность.

         Особенности дыхания. Затраты энергии на физическую работу обеспечиваются   биохимическими   процессами,   происходящими   в мышцах в результате окислительных реакций, для которых постоянно необходим кислород. Во время мышечной работы для увеличения газообмена усиливаются  функции дыхания  и  кровообращения.  Совместная работа систем дыхания, крови и кровообращения по газообмену оцениваются рядом показателей: частотой дыхания, дыхательным объемом, легочной вентиляцией, жизненной емкостью легких, кислородным запросом, потреблением кислорода, кислородной емкос­тью крови и т.д.

         Частота дыхания. Средняя частота дыхания в покое составляет 15—18 циклов в мин. Один цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхатель­ной паузы. У женщин частота дыхания на 1—2 цикла больше. У спорт­сменов в покое частота дыхания снижается до 6—12 циклов в мин. за счет увеличения глубины дыхания и дыхательного объема. При физи­ческой работе частота дыхания увеличивается, например у лыжников и бегунов до 20—28, у пловцов до 36—45 циклов в мин.

         Дыхательный объем - количество воздуха, проходящее через лег­кие при одном дыхательном цикле (вдох, выдох, пауза). В покое ды­хательный объем (объем воздуха, поступающего в легкие за один вдох) находится в пределах 200—300 мл. Величина дыхательного объема зависит от степени адаптации человека к физическим нагруз­кам. При интенсивной физической работе дыхательный объем может увеличиваться до 500 мл и более.

         Легочная вентиляция — объем воздуха, который проходит через легкие за одну минуту. Величина легочной вентиляции определяется умножением величины дыхательного объема на частоту дыхания. Ле­гочная вентиляция в покое может составлять 5—9 л. При интенсивной физической работе у квалифицированных спортсменов она может до­стигать значительно больших величин (например, при дыхательном объеме до 2,5 л и частоте дыхания до 75 дыхательных циклов в минуту легочная вентиляция составляет 187,5 л, т.е. увеличится в 25 раз и более по сравнению с состоянием покоя).

         Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после максимального вдоха. Сред­ние значения ЖЕЛ составляют у мужчин 3800—4200 мл, у женщин 3000—3500 мл. ЖЕЛ зависит от возраста, массы, роста, пола, состоя­ния физической тренированности человека и от других факторов. У людей с недостаточным физическим развитием и имеющих заболева­ния эта величина меньше средней; у людей, занимающихся физичес­кой культурой, она выше, а у спортсменов может достигать 7000 мл и более у мужчин и 5000 мл и более у женщин. Широко известным ме­тодом определения ЖЕЛ является спирометрия (спирометр — при­бор, позволяющий определить ЖЕЛ).

         Кислородный запрос — количество кислорода, необходимое орга­низму в 1 минуту для окислительных процессов в покое или для обес­печения работы различной интенсивности. В покое для обеспечения процессов жизнедеятельности организму требуется 250—300 мл кис­лорода. При интенсивной. физической работе кислородный запрос может увеличиваться в 20 и более раз. Например, при беге на 5 км кис­лородный запрос у спортсменов достигает 5—6 л.

         Суммарный (общий кислородный) запрос — количество кислорода, необходимое для выполнения всей предстоящей работы. Потребление кислорода — количество кислорода, фактически использованного ор­ганизмом в состоянии покоя или при выполнении какой-либо работы. Максимальное потребление кислорода (МПК) — наибольшее количе­ство кислорода, которое может усвоить организм при предельно на­пряженной для него работе.

         Способность организма к МПК имеет предел, который зависит от возраста, состояния сердечно-сосудистой системы, от активности про­текания процессов обмена веществ и находится в прямой зависимости от степени физической тренированности. У не занимающихся спортом предел МПК находится на уровне 2—3,5 л/мин. У спортсменов высо­кого класса, особенно занимающихся циклическими видами спорта, МПК может достигать: у женщин — 4 л/мин и более; у мужчин — 6 л/мин и более. Абсолютная величина МПК зависит также от массы тела, поэтому для более точного ее определения относительное МПК рассчитывается на 1 кг массы тела. Для сохранения здоровья необхо­димо обладать способностью потреблять кислород как минимум на 1 кг — женщинам не менее 42 мл/мин, мужчинам — не менее 50 мл/мин.

         МПК является показателем аэробной (кислородной) производи­тельности организма.

         Когда в клетки тканей поступает меньше кислорода, чем нужно для полного обеспечения потребности в энергии, возникает кислородное голодание, или гипоксия.

         Гипоксия наступает по различным причинам. Внешние причины — загрязнение воздуха, подъем на высоту (в горы, полет на самолете) и ДР- В этих случаях падает парциальное давление кислорода в атмо­сферном и альвеолярном воздухе и снижается количество кислорода, поступающего в кровь для доставки к тканям. Если на уровне моря парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе равно 159 мм рт. ст., то на высоте 3000 м оно снижается до НО мм, а на вы­соте 5 000 м - до 75-80 мм рт. ст.

Внутренние причины возникновения гипоксии зависят от состоя­ния дыхательного аппарата и сердечно-сосудистой системы, проница­емости стенок альвеол и капилляров, количества эритроцитов в крови и процентного содержания в них гемоглобина, от степени проницаемости оболочек клеток тканей и их способности усваивать доставляемый кислород.

         При интенсивной мышечной работе, как правило, наступает 'двига­тельная гипоксия. Чтобы полнее обеспечить себя кислородом в усло­виях гипоксии, организм мобилизует мощные компенсаторные физио­логические механизмы. Например, при подъеме в горы увеличиваются частота и глубина дыхания, количество эритроцитов в крови, процент содержания в них гемоглобина, учащается работа сердца. Если при этом выполнять физические упражнения, то повышенное потребление, кислорода мышцами и внутренними органами вызывает дополнитель­ную тренировку физиологических механизмов, обеспечивающих кис­лородный обмен и устойчивость к недостатку кислорода.

         Кислородное снабжение организма представляет собой слаженную систему. Гиподинамия расстраивает эту систему, нарушая каждую из составляющих ее частей и их взаимодействие. В результате развивает­ся кислородная недостаточность организма, гипоксия отдельных орга­нов и тканей, которая может привести к расстройству обмена веществ. С этого часто начинается снижение устойчивости организма, его ре­зервных возможностей в борьбе с утомлением и влиянием неблаго­приятных факторов окружающей среды. Особенно страдает от гипок­сии сердечно-сосудистая система, сосуды сердца и мозга. Низкий уро­вень кислородного обмена в стенках сосудов не только снижает их тонус и возможность управления ими со стороны регуляторных меха­низмов, но меняет и обмен веществ, что в конечном счете может при­вести к возникновению тяжелых расстройств и заболеваний.

         Кислородное питание мышц имеет свои особенности. Известно, что в ритмически работающей мышце кровообращение также ритмичное. Сокращенные мышцы сдавливают капилляры, замедляя кровоток и поступление кислорода. Однако клетки мышц продолжают снабжать­ся кислородом. Доставку его берет на себя миоглобин — дыхательный пигмент мышечных клеток. Роль его важна еще и потому, что только мышечная ткань способна при переходе от покоя к интенсивной рабо­те повышать потребление кислорода в 100 раз.

         Таким образом, физическая тренировка, совершенствуя кровообра­щение, увеличивая содержание гемоглобина, миоглобина и скорость отдачи кислорода кровью, значительно расширяет возможности орга­низма в потреблении кислорода.

         Органы по-разному переносят гипоксию различной длительности. Кора головного мозга — один из наиболее чувствительных к гипоксии органов. Она первой реагирует на недостаток кислорода. Значительно менее чувствительна к недостаткам кислорода скелетная мускулатура. На ней не отражается даже двухчасовое полное кислородное голодание.

         Большую роль в регуляции кислородного обмена как в органах и тканях, так и в организме в целом имеет углекислота, являющаяся ос­новным раздражителем дыхательного центра, который располагается в продолговатом отделе головного мозга. Между концентрацией в крови углекислого газа и доставкой кислорода тканям существуют строго определенные соотношения. Изменение содержания углекис­лого газа в крови оказывает влияние на центральные и периферичес­кие регуляторные механизмы, обеспечивающие улучшение снабжения организма кислородом, и служит мощным регулятором в борьбе с ги­поксией.

         Систематическая тренировка средствами физической культуры и спорта не только стимулирует развитие сердечно-сосудистой и дыха­тельной системы, но и способствует значительному повышению уров­ня потребления кислорода организмом в целом. Наиболее эффективно совместную функцию взаимоотношения дыхания, крови, кровообра­щения развивают упражнения циклического характера, выполняемые на свежем воздухе. Однако следует помнить, насколько важно повы­шать возможности организма к потреблению кислорода, настолько же важно для него вырабатывать устойчивость к гипоксии. Это качество также совершенствуется в процессе тренировки, с помощью специаль­ных процедур, путем создания искусственных условий гипоксии. Наи­более доступный способ — упражнение с задержкой дыхания. Систе­матически физические нагрузки определенной мощности, связанные с анаэробной производительностью, обусловливают возникновение в тканях гипоксического состояния, которое с помощью функциональных систем организма при определенных условиях ликвидируется, тем самым эти системы, защищая организм, сами тренируются и со­вершенствуются. В результате положительный тренировочный эф­фект в борьбе с гипоксией формирует устойчивость тканей организма к гипоксии.

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

         Дыхательная система может управляться человеком произвольно. Необходимо иметь в виду некоторые приемы управления. Специалис­ты рекомендуют в условиях относительного покоя дышать через нос и только при интенсивной физической работе дышать одновременно и через рот; во всех случаях выпрямления тела делать вдох, при сгибании — выдох; в процессе выполнения циклических движений ритм дыхания приспосабливать к ритму движения, акцентируя внимание на выдохе; избегать необоснованных задержек дыхания и натуживания.

Органы пищеварения и выделения

         Пищеварение. Процесс пищеварения начинается в рото­вой полости, где в течение 15—18 с осуществляется физическая и хи­мическая обработка пищи: перемешивание, измельчение, смачивание слюной, воздействие слюнных ферментов. Затем через пищевод пища поступает в желудок и в течение 6—10 ч подвергается дальнейшей фи­зической и химической обработке. За счет работы гладкой мускулату­ры желудка пища перетирается, перемешивается, на нее воздействует желудочный сок. Дальнейшая химическая обработка отдельных пор­ций пищевой массы продолжается в двенадцатиперстной кишке, куда поступает сок поджелудочной железы и желчь, вырабатываемая пече­нью. Пищеварительные соки двенадцатиперстной кишки продолжают расщеплять питательные вещества в тонком кишечнике, где в основ­ном заканчивается переваривание пищи и всасывание питательных ве­ществ в кровь. Дополнительное частичное расщепление, невсосавших­ся продуктов переваривания белка происходит в толстом кишечнике, Эффективность процесса переваривания пищи зависит от того, на­сколько оптимально количество выделяемых пищеварительных соков и какова активность перистальтических, продвигающих движений мышц желудка и кишечника.

         Систематически выполняемые физические нагрузки повышают обмен веществ и энергии, увеличивают потребность организма в пита­тельных веществах, стимулируют выделение пищеварительных соков, активизируют перистальтику кишечника, повышают эффективность процессов пищеварения. Однако при напряженной мышечной дея­тельности могут развиваться тормозные процессы в пищеварительных центрах, уменьшающие кровоснабжение различных отделов желудоч­но-кишечного тракта и пищеварительных желез в связи с тем, что не­обходимо обеспечить кровью усиленно работающие мышцы. В то же время сам процесс активного переваривания обильной пищи в течение 2—3 ч после ее приема снижает эффективность мышечной деятельнос­ти, так как органы пищеварения в этой ситуации оказываются как бы более нуждающимися в усиленном кровоснабжении. Кроме того, на­полненный желудок приподнимает диафрагму, тем самым затрудняя деятельность органов дыхания и кровообращения. Вот почему физио­логическая закономерность требует принимать пищу за 2,5—3,5 ч до начала тренировки и через 30—60 мин после нее.

         Выделение. При мышечной деятельности значительна роль органов выделения, которые выполняют функцию сохранения внутренней среды организма. Желудочно-кишечный тракт выводит остатки не­переваренной пищи, слизи, желчных пигментов, бактерий; через лег кие удаляются газообразные продукты обмена веществ (например уг­лекислота); сальные железы, выделяя кожное сало, образуют защит­ный, смягчающий слой на поверхности тела; слезные железы обеспе­чивают влагу, смачивающую слизистую глазного яблока. Однако ос­новная роль в освобождении организма от конечных продуктов обмена веществ принадлежит почкам, потовым железам и легким. Почки под­держивают в организме необходимую концентрацию воды, солей и ряда других веществ; регулируют кислотно-щелочное равновесие и ос­мотическое давление в тканях; выводят конечные продукты белкового обмена; вырабатывают гормон реннин, влияющий на тонус кровенос­ных сосудов. При больших физических нагрузках потовые железы и легкие существенно помогают почкам осуществлять свои функции. В состоянии покоя через потовые железы выделяется 20—40 мл пота в час, а на марше со скоростью 5 км/ч, с грузом 10 кг выделение пота может возрастать до 1700 мл/час. В зависимости от окружающей тем­пературы и интенсивности двигательной деятельности отделение пота может колебаться от 0,5 до 3 л/сут, а у рабочих в горячих цехах в те­чение дня может достигать 10 литров. При этом существенно может меняться и качественный состав пота (при напряженной мышечной работе с потом выделяется молочная кислота, конечные продукты бел­кового обмена). Процессы теплообмена играют большую роль при раз­личных видах мышечной деятельности. Постоянную температуру тела человека поддерживает специальная система теплорегуляции, состоя­щая из физических механизмов теплопроведения, теплоизлучения и испарения. Наблюдаемый при мышечной работе подъем температуры тела на 1—1,5°С способствует более эффективному протеканию в тка­нях окислительно-восстановительных процессов и повышению рабо­тоспособности организма спортсмена. Однако у тренированного чело­века подъем температуры тела до 38—38,5°С может привести к тепло­вому удару.

Железы внутренней секреции

         При двигательной деятельности велика роль желез внут­ренней секреции. У адаптированных к физическим нагрузкам лиц в процессе выполнения мышечной работы отмечается повышение ак­тивности эндокринной системы: усиливают свою секрецию гипофиз, Надпочечники, щитовидная и поджелудочная железы. Выделяемые ими гормоны влияют на обмен веществ, обеспечивают высокую работоспособность, замедляют процесс утомления и ускоряют процессы  восстановления функций организма.

         Влияние физической активности на совместную деятельность эн­докринной и нервной системы внешне не столь выражено, как, напри­мер, в случаях, связанных с приростом мышечной массы. Весьма рас­пространено мнение о том, что активная двигательная деятельность пагубно сказывается на интеллектуальном развитии человека. Объек­тивные исследования говорят об ином. Действительно, в связи с фи­зическими нагрузками кровоснабжение мышц многократно увеличи­вается, но при этом совершенно не страдает мозг, а по мнению неко­торых специалистов мозговой кровоток даже улучшается. При этом увеличиваются показатели силы, подвижности и уравновешенности нервных процессов, оптимизируются процессы возбуждения и тормо­жения, лежащие в основе функциональной деятельности нервной сис­темы. О роли систематических физических упражнений на деятель­ность вегетативной нервной системы, состоящей из симпатического и парасимпатического отдела, уже говорилось. Симпатический отдел оказывает возбуждающее действие, а парасимпатический — тормозя­щее. Симпатико-адреналовая система (симпатический отдел), поддер­живая постоянство внутренней среды организма (гомеостаз), обеспе­чивает нормальную регуляцию всех жизненно важных процессов и приспособление организма к различным внешним, а также и внутрен­ним производным ситуациям, в том числе и стрессовым. Физическая нагрузка, в оптимальном варианте сама являющаяся физиологичес­ким стрессором-стимулятором, воздействуя на механизмы мобилиза­ции резервов, тренирует и совершенствует их. У высококвалифициро­ванных спортсменов уровень катехоламинов и кортекостероидов в крови выше, чем у менее квалифицированных, а тем более у не зани­мающихся вообще. Кроме того, выявлена прямая связь между количе­ством названных гормонов и улучшением спортивных результатов.

         Регулярные занятия физическими упражнениями связаны с трени­ровкой и совершенствованием также и парасимпатического отдела ве­гетативной нервной системы, вынуждая организм экономно расходо­вать свои энергетические резервы. Но не надо забывать, что организм человека следует рассматривать как целостную систему, функциони­рующую в результате объединяющей и управляющей роли нервной системы начиная от коры головного мозга и рецепторов периферии.

Сенсорные системы

         Роль анализаторных (сенсорных) систем при различных видах мышечной деятельности трудно переоценить. Сенсорная систе­ма (лат. sensus — чувство, восприятие) — это совокупность структур центральной нервной системы, связанных нервными путями с рецепторным аппаратом и друг с другом, функцией которых является ана­лиз раздражителей разной физической природы, который завершается кодированием внешнего сигнала. По мере эволюционного развития основная роль у человека закрепляется за зрительной и слуховой сен­сорными системами. Они имеют наиболее дифференцированное стро­ение рецепторного аппарата, большее число кортикальных полей за­нято обработкой (анализом) акустической и оптической информации, развито управление функционированием отдельных структур этих сенсорных систем с помощью обратных связей.

         Следует особо сказать о двигательной сенсорной системе у людей, систематически занимающихся физическими упражнениями и особен­но различными видами спорта, основная часть движений в которых свя­зана со сложнокоординационными действиями. С участием двигатель­ного анализатора связано выполнение даже самого примитивного дви­гательного акта, а если эти двигательные акты или их совокупность ока­зываются на грани возможностей обычного человека, то нетрудно по­нять, что двигательная сенсорная система тренированного человека (например, гимнаста, прыгуна, штангиста, борца) должна быть готова к реализации сложнейших элементов, комбинаций и действий (напри­мер, тройного сальто, преодоление двухметрового в прыжках в высоту и шестиметрового в прыжках с шестом рубежа и т.п.).

         Развитие второй сигнальной системы у человека стало возможным благодаря мощному развитию неокортикальных формаций лобных и теменно-височных долей головного мозга, которые получат уже обра­ботанную зрительную, слуховую, проприоцептивную информацию. Управление поведением человека в определенной среде с помощью второй сигнальной системы определяет максимальное развитие про­грессивных сенсорных систем, результаты функционирования кото­рых в максимальной степени осознаются, с некоторым подавлением активности более древних: обонятельной, вкусовой и вестибулярной.

         Взаимодействие сенсорных систем в процессе овладения различ­ными двигательными действиями во многом определяет успешность процесса обучения. При многократных повторах движений, комбина­ций и специальных упражнений" между центрами отдельных сенсорньгх систем образуются временные связи, способствующие совершен­ствованию двигательной деятельности, доводя отдельные ее элементы до автоматизма. В этом случае афферентная (чувствительная) импульсация от двигательных рецепторов в нервные центры обеспечивает Управление конкретной двигательной деятельностью.

         Зрительный  анализатор обеспечивает восприятие  света,  цвета, пространства; форму, структуру, амплитуду эстетических параметров движения. Слуховой анализатор воспринимает звуковые раздражите­ли (в том числе и словесные), что определенным образом способствует успешности оперативной коррекции, например ритма движения или согласованности действий в ситуационных (игровых) видах мышеч­ной деятельности. Тактильный анализатор при выполнении физичес­ких упражнений обеспечивает восприятие ощущений прикосновения, его место, силу, продолжительность, амплитуду движения, что имеет особое значение при выполнении сложно координационных упражне­ний (например в гимнастике, акробатике, прыжках в воду, катании на коньках, различных видах борьбы). Чувство партнера, воды, льда, лыжни, снаряда — эти ощущения невозможно получить без участия тактильного анализатора, рецепторы которого располагаются в коже. Вестибулярная сенсорная система формирует ощущения положения тела в пространстве, величину линейного и углового ускорения, свя­зана с распределением мышечного тонуса (непроизвольного фонового напряжения мышц, помогающего, в частности, сохранять позу), обес­печивает многообразную сложнокоординационную деятельность в многих видах мышечной деятельности. Проприоцептивный анализа­тор, ведущий в двигательной деятельности, позволяет определять сте­пень напряжения мышц, взаимное расположение звеньев тела, ско­рость и ускорение движений, их амплитуду, дает информацию о вы­полняемых движениях.

         Таким образом, механизмы нейрогуморальной регуляции осущест­вляют постоянный контроль за обменом веществ. Они регулируют ин­тенсивность обмена в органах и тканях, приспосабливая его к услови­ям среды и характеру деятельности человека. Функция высшего кон­троля над обменом веществ принадлежит коре больших полушарий. Это доказывается возможностью вырабатывать условные рефлексы, изменяющие течение обменных процессов в организме.

         Например, в предстартовом состоянии, когда организм готовится к выполнению интенсивной физической нагрузки, надпочечники выде­ляют адреналин, который, поступая в кровь, усиливает деятельность сердечно-сосудистой системы; под действием инсулина, вырабатывае­мого поджелудочной железой, излишки углеводов превращаются в гликоген и откладываются в печени и мышцах, ожидая своего часа для того, чтобы обеспечить энергией процесс интенсивной работы, под действием адреналина гликоген печени и мышц превращается в глю­козу, которая поступает в кровь для питания активно работающих мышц и других органов. Растущая концентрация ОСЬ в крови при ак­тивной мышечной деятельности раздражает дыхательный центр, рас­положенный в продолговатом мозге, тем самым увеличивая глубину и частоту дыхания. Повышение кровяного давления вызывает расширение сосудов кровяного русла через барорецепторы. Итак, изменения в составе крови, увеличение объема ее циркуляции влекут за собой ре­акцию нервных структур и меняют функционирование целого ряда систем и образований организма.

Регуляция деятельности организма в различных условиях

Особенности функционирования центральной нервной системы

         Нервная система регулирует деятельность организма по­средством изменения силы и частоты биоэлектрических импульсов, В основе деятельности нервной системы лежат процессы возбуждения и торможения, возникающие в нервных клетках. Возбуждение — дея­тельное состояние клеток, когда они трансформируют и передают электрические импульсы другим клеткам; торможение — обратный процесс, направленный на снижение электрической активности и вос­становление. ЦНС регулирует и управляет двигательной деятельнос­тью человека. В процессе физической тренировки она совершенству­ется, более тонко осуществляя взаимодействие процессов возбужде­ния и торможения различных нервных центров, регулирующих работу многих мышечных групп и функциональных систем. Тренировка по­могает органам чувств более дифференцированно осуществлять дви­гательные действия, формирует способность к усвоению новых двига­тельных навыков и совершенствованию уже имеющихся.

Рефлекторная природа двигательной деятельности. Формирование двигательного навыка

         Биологическая сущность рефлекса заключается в том, чтобы организм мог приспособиться к изменениям внешней и внут­ренней среды. Рефлекторная природа лежит в основе любого мышечного действия, которое вовлекает в свою реализацию деятельность Всех необходимых в данный момент органов и систем организма.

Двигательный навык также формируется по механизму образова­ния условных рефлексов на базе безусловных в результате соответст­вующих систематических  упражнений.   Физиологической  основой формирования двигательных навыков служат временные связи, возникающие между нервными центрами. Различают три стадии (фазы) в этом процессе: генерализации, концентрации и автоматизации. Фаза генерализации связана с иррадиацией нервных процессов и вовлече­нием в двигательное действие «липших мышц», объединением отдель­ных частных действий в целостный акт. Во второй стадии отмечается концентрация возбуждения, улучшение координации, устранение из­лишнего мышечного напряжения, стереотипность (привычность) дви­гательного действия. Фаза концентрации в процессе освоения движе­ниями сменяется фазой стабилизации (закрепления), высокой степе­нью координации и автоматизации, движения становятся точными, выполняются без излишнего напряжения, экономично и стабильно. В ряде случаев некоторые фазы могут отсутствовать. Это может быть связано со степенью сложности и мощностью мышечного действия, с исходным состоянием двигательного аппарата, квалификацией спорт­смена. Новые сложные координации всегда формируются на фоне прежде сложившихся координации. Существенную роль в формиро­вании и закреплении двигательного навыка играют анализаторы: проприоцептивиый, вестибулярный, слуховой, зрительный, тактильный.

         Рефлекторные механизмы совершенствования двигательной деятельности. Выполнение движений связано с непрерывным поступлением в ЦНС сигналов о функциональном состоянии мышц, степени их сокращения   и   расслабления,   положении тела и его частей в пространстве, позе и т.д. Вся эта информация по­ступает от рецепторов анализаторов (в том числе и двигательного) в мозговой их отдел, анализируется и по принципу обратной связи и рефлекторному механизму поступает к исполнительному аппарату (мышце), и вновь с уже уточненной информацией тем же путем кор­ректирует исполнение движения с заданной программой. Каждое дви­жение нуждается в постоянной коррекции на основе информации, по­ступающей от проприоцепторов и Других сенсорных систем в двига­тельные центры. Так происходит совершенствование двигательной де­ятельности в процессе упражнений и тренировки.

Двигательная функция и повышение уровня адаптации и устойчивости организма человека к различным условиям внешней среды

         Развитие двигательных и вегетативных функций организ­ма у детей и совершенствование их у взрослых и пожилых людей свя­зано с двигательной активностью. Оздоровительное значение физи­ческой культуры общеизвестно. Имеется огромное количество иссле­дований, показывающих положительное влияние физических упраж­нений на опорно-двигательный аппарат, центральную нервную систему, кровообращение, дыхание, выделение, обмен веществ, теплорегуляцию, органы внутренней секреции. Велико значение физических уп­ражнений и как средства лечения.

         В жизни постоянно возникают ситуации, когда человек, будучи подготовлен к существованию в одних условиях, должен готовить себя (адаптироваться) к деятельности в других. При этом проблема адап­тации связана с тем, что физиологические и биологические вопросы сопоставляются с социальными проблемами развития человека и об­щества. Механизмы адаптации впервые описал канадский ученый Ганс Селье. В его представлении адаптация развивается под действием гуморальных механизмов. Концепция адаптации Селье неоднократно пересматривалась с более широких представлений и анализа экспери­ментальных данных, в том числе о роли в процессе адаптации нервной системы. Действие факторов, вызывающих развитие адаптационных механизмов организма, всегда было комплексным. Так, все живые ор­ганизмы в ходе эволюции приспосабливались к земным условиям су­ществования: барометрическому давлению и гравитации, уровню кос­мических и тепловых излучений, газовому составу воздуха, окружаю­щей атмосфере. Животный мир адаптировался и к смене сезонов — времен года, которые включают изменения освещенности, температу­ры, влажности, радиации и т.д. Смена дня и ночи определенным обра­зом связана с перестройкой организма и изменениями биологических ритмов деятельности его функциональных систем.

         Человек может мигрировать, оказываться в равнинных или горных условиях, в условиях жары или холода, при этом он оказывается свя­зан с особенностями питания, обеспечения водой, различными усло­виями индивидуального комфорта и цивилизации. Все это связано с развитием дополнительных механизмов адаптации, которые достаточ­но специфичны. В зависимости от силы воздействия раздражителей окружающей среды, условий и функционального состояния организма адаптивные факторы могут вызывать как благоприятные, так и небла­гоприятные реакции организма.

         Систематическая тренировка формирует физиологические меха­низмы, расширяющие возможности организма, его готовность к адап­тации, что обеспечивает в различные периоды (фазы) развертывания Приспособительных физиологических процессов. Известный спортив­ный физиолог, специалист по адаптации А.В. Коробков выделял не­сколько таких фаз: начальная, переходная, устойчивая, дезадаптация и повторная адаптация. Под готовностью к адаптации понимается такое морфофункциональное состояние организма, которое обеспечивает ему успешное приспособление к новым условиям существования. Для готовности организма к адаптации и эффективности в ее осуществлении значительную роль играют факторы, укрепляющие общее состоя­ние организма, стимулирующие его неспецифическую резистентность (устойчивость): 1) рациональное питание; 2) обоснованный режим; 3) адаптирующие медикаментозные средства; 4) физическая трени­ровка; 5) закаливание.

         Из многообразия факторов развития адаптации особое место отво­дится физической тренировке. Еще Л.А. Орбели, известный русский физиолог, в развитие учения об упражняемости Ж. Ламарка, Ч. Дар­вина и других исследователей XIX в., отмечал, что физическая трени­рованность, развивая механизм координации в нервной системе, обу­словливает повышение обучаемости, тренируемости нервной системы и организма в целом.

Краткая характеристика физиологических состояний организма при занятиях физическими упражнениями и спортом

         Связанные с выполнением физических упражнений обще­го и особенно специального (спортивного, соревновательного) харак­тера изменения многих функций организма, о которых уже говорилось (увеличение частоты сердечных сокращений, систолического и минут­ного выброса сердцем крови, легочной вентиляции, потребления кис­лорода, повышение интенсивности обмена веществ и энергии и т.д.) могут наблюдаться еще до начала выполнения какой-либо мышечной деятельности, в результате возникновения предстартового и стартово­го состояния.

         Предстартовое состояние может возникать за несколько часов и даже суток до начала запланированной мышечной деятельности, а не­посредственно стартовое состояние является как бы продолжением предстартового и, как правило, сопровождается усилением предстар­товых реакций. По механизму возникновения эти реакции являются условными рефлексами, могут носить специфический и неспецифи­ческий характер и обусловливаться не только мощностью предстоя­щей мышечной деятельности, но и ее значимостью и мотивацией для каждого конкретного случая, условиями ее выполнения и т.д. При бла­гоприятном соотношении комплекса факторов предстартовые реак­ции протекают на оптимальном уровне, способствующем мобилиза­ции функции и повышению работоспособности организма. В против­ном случае может иметь место либо чрезмерное возбуждение, либо чрезмерное торможение ряда функций, потенциально влекущее за собой пониженную работоспособность организма, физиологическую неэффективность выполняемой работы.

         Физиологическими исследованиями выявлено три разновидности предстартовых состояний: 1) боевая готовность (оптимальный и же­лаемый результат), когда имеют место умеренные соматические и веге­тативные реакции: повышаются возбудимость и лабильность (подвижность) двигательного аппарата, усиливается деятельность органов ды­хания, кровообращения и ряда других физиологических систем, заинте­ресованных в успешном выполнении предстоящей физической нагруз­ки; 2) предстартовая лихорадка характеризуется резко выраженными процессами возбуждения, снижающими способность к дифференциро­ванию раздражителей и ухудшению процессов координации и управле­ния движениями, приводящими к необоснованному повышению веге­тативных сдвигов; 3) предстартовая апатия, когда преобладают тор­мозные процессы (как правило, имеет место у недостаточно трениро­ванных лиц, объективно неподготовленных к предстоящей мышечной деятельности). Проявление предстартовых реакций связано с уровнем тренированности и вполне может быть регулируемо.

         Одним из известных приемов, регулирующих предстартовые реак­ции, является разминка, словесные воздействия на вторую сигналь­ную систему, массаж, произвольные изменения ритма и глубины ды­хания.

         Разминка состоит из общей и специальной частей. Первая способст­вует созданию оптимальной возбудимости центральной нервной систе­мы и двигательного аппарата, повышению обмена веществ и температу­ры тела, деятельности органов кровообращения и дыхания. Вторая часть направлена на подготовку тех образований и звеньев двигатель­ного аппарата, которые ответственны непосредственно за выполнение предстоящей деятельности. Под влиянием разминки повышается ак­тивность ферментов и скорость протекания биохимических реакций непосредственно в мышцах, их возбудимость и лабильность, готовность к напряженной деятельности. В среднем разминка должна продолжать­ся 10—30 мин и сопровождаться началом потоотделения, свидетельст­вующего о готовности теплорегуляционных механизмов к повышен­ным требованиям во время основной физической работы. Однако необ­ходимо помнить, что разминка не должна приводить к утомлению, а должна способствовать успешному врабатыванию организма.

Врабатывание — это постепенное повышение работоспособности, Условленное усилением деятельности физиологических систем организма, своего рода оперативная адаптация его в процессе самой работы на высоком уровне деятельности. Чем быстрее протекает процесс врабатывания, тем выше производительность выполнения работы, различные системы организма настраиваются на необходимый рабочий уровень гетерохронно (не одновременно). Так, двигательный аппарат, обладая достаточно высокой возбудимостью и лабильностью, настраивается быстрее, чем вегетативные системы. Однако и скелет­ные мышцы не в состоянии проявлять необходимые двигательные ка­чества сразу, им для этого требуется определенное время. Так, напри­мер, скоростной бег в процессе преодоления стометровой дистанции показывает, что на первой секунде скорость составляет только 55% и лишь к 5—6-й с достигает максимума.

Работа отдельных внутренних органов, показатели деятельности вегетативных систем еще более инертны. Если сердечный ритм хотя и нарастает с первых секунд, к максимальному своему значению он при­ближается почти через минуту. Врабатывание дыхательных функций происходит в течение нескольких минут и т.д.

         При этом необходимо помнить, что чем длительнее, а следователь­но, и менее интенсивно выполняется работа, тем длительнее осущест­вляется и врабатывание.

         Состояние организма после врабатывания называют устойчивым как правило, оно наблюдается при выполнении работы длительностью не менее 4—6 мин, когда потребление кислорода стабилизируется, де­ятельность различных органов и систем устанавливается на относи­тельно постоянном уровне. Различают истинное устойчивое состояние и ложное (или кажущееся).

         Истинное устойчивое состояние возникает при выполнении рабо­ты умеренной мощности, характеризуется высокой согласованностью функций двигательных и вегетативных систем.

         При ложном устойчивом состоянии деятельность дыхательного ап­парата и сердечно-сосудистой системы приближается к уровню, необ­ходимому для обеспечения выполняемой работы, но несмотря на это, кислородная потребность полностью не удовлетворяется и постепенно нарастает кислородный долг. Работа при кажущемся устойчивом со­стоянии связана с большим напряжением функций и не может про­должаться более 20—30 мин.

         Напряженная мышечная деятельность не может продолжаться долго. Уже через несколько минут, а при работе максимальной мощности с первых секунд деятельности, в организме наступают сдвиги, вынуждающие либо снизить мощность работы, либо прекратить ее во­обще. Это обусловливается несоответствием интенсивной деятельнос­ти двигательного аппарата и функциональными возможностями веге­тативных систем, призванных обеспечить эту деятельность. Когда не­соответствие деятельности функциональных систем выражено менее резко, его можно преодолеть и восстановить физическую работоспо­собность. Такое временное снижение работоспособности (например, в период кажущегося устойчивого состояния) называют «мертвой точкой», состояние организма после ее преодоления называют «вторым дыханием». Эти два состояния характерны для работы циклического характера большой и умеренной мощности.

         В состоянии «мертвой точки» существенно учащается дыхание, на­растает легочная вентиляция, активно поглощается кислород. Несмот­ря на то, что увеличивается и выведение углекислоты, ее напряжение в крови и в альвеолярном воздухе нарастает. Частота сердечных сокра-0^ений резко увеличивается, давление крови повышается, количество недоокисленных продуктов в крови растет. При выходе из «мертвой точки» за счет более низкой интенсивности работы легочная вентиля­ция еще какое-то время остается повышенной (необходимо освобо­дить организм от накопившейся в нем углекислоты), активизируется процесс потоотделения (налаживается механизм теплорегуляции), со­здаются необходимые соотношения между возбудительными и тор­мозными процессами в центральной нервной системе. При высокоин­тенсивной работе (максимальная и субмаксимальная мощность) «вто­рого дыхания» не наступает, поэтому продолжение ее осуществляется на фоне нарастающего утомления.

         Различная длительность и мощность работы обусловливает и раз­личные сроки возникновения «мертвой точки» и выхода из нее. Так, при забегах на 5 и 10 км она возникает через 5—6 мин после начала бега. На более длительных дистанциях «мертвая точка» возникает позднее и может иметь место повторно. Более тренированные люди, адаптированные к конкретным нагрузкам, преодолевают состояние «мертвой точки» значительно легче и безболезненнее.

         Одним из инструментов ослабления проявления «мертвой точки» является разминка, которая способствует более быстрому наступле­нию «второго дыхания». Необходимо также помнить, что в процессе тренировочных занятий организм приспосабливается к проявлению волевых напряжений, учится «терпеть», преодолевать неприятные ощущения, имеющие место при кислородной недостаточности и на­коплении в организме недоокисленных продуктов. Наступлению «вто­рого дыхания» также способствует произвольное увеличение легочной вентиляции. Особенно эффективны глубокие выдохи, способствую­щие удалению (с выдыхаемым объемом воздуха) углекислоты из организма и восстановлению кислотно-щелочного равновесия.

Адаптация к нарушению биологических ритмов

         Все органы и функции организма имеют свой собственный Ритм протекания процессов жизнедеятельности, сформировавшийся под воздействием внешней среды. Синхронность ритмов во внешней среде и внутри организма, правильно составленный распорядок дня, распределение работы и отдыха таким образом, чтобы наивысшая на­грузка соответствовала наибольшим возможностям организма с уче­том колебаний биологических ритмов, — все это служит залогом вы­сокой производительности труда и сохранения здоровья.

Рассогласованность биоритмов приводит к болезненным измене­ниям в организме. Постоянное нарушение режима свет—темнота, из­менение нормального чередования сна и бодрствования, режима труда и отдыха, питания приводят к снижению работоспособности, быстрой утомляемости, чувству разбитости, сонливости днем и бессоннице ночью, учащению сердцебиения, потливости, т.е. к состоянию, близко­му к заболеванию.

         Такого рода рассогласованность биоритмов наблюдается у студен­тов в период экзаменационной сессии.

         Уровень адаптации и устойчивости организма к нарушениям био­логических ритмов во время экзаменов значительно выше у физичес­ки тренированных студентов, которые ведут здоровый образ жизни, строго регламентируют сон, питание, пребывание на свежем воздухе, регулярно занимаются физическими упражнениями с оптимальными нагрузками. Такие студенты имеют более высокую качественную го­товность к активной учебной работе.

         Важные приспособительные свойства системы околосуточных рит­мов можно наблюдать при резком сдвиге внешнего времени, например после перелета через несколько часовых поясов.

         В данном случае адаптация к новому режиму, околосуточные ритмы физиологических процессов у физически тренированных людей чаще всего перестраиваются в течение 2—10 дней, у нетрениро­ванных — в течение месяца.

Внимание в условиях дефицита времени, эмоционального напряжения, стресса. Его сосредоточение и переключение

         С биологической и психической точек зрения у студентов имеются все возможности работать по 10—12 ч в сутки при условии соблюдения режима сна, питания, двигательной активности и отдыха.

         К основным факторам, вызывающим переутомление, снижающим внимание, восприятие, память и другие показатели умственной рабо­тоспособности, относятся плохая организация учебного процесса, не­ритмичность работы, отсутствие своевременного отдыха, недостаточ­ная двигательная активность.

         Экспериментальные данные свидетельствуют о стимулирующем влиянии оптимально организованной двигательной активности на уровень умственной работоспособности студентов, на улучшение функции внимания. Например, занятия физическими упражнениями с нагрузкой небольшой интенсивности ежедневно по 30 мин положи­тельно воздействуют на функцию произвольного внимания студентов с различным уровнем физической подготовленности.

         Важный механизм для сохранения устойчивости функции ЦНС — автоматизация условно-рефлекторных процессов. Высокая степень автоматизации двигательных условных рефлексов обеспечивает луч­шую устойчивость физической и умственной работоспособности в различных условиях и в разное время, в частности в вечерние и ноч­ные часы, в том числе и в условиях дефицита времени, нервно-эмоцио­нального напряжения и стресса.

Работа в замкнутом пространстве

         Работа в горах, под водой, на шахтах и в коллекторах под землей, в -космосе, в любом другом замкнутом пространстве, в том числе и в помещении, где находится большое количество людей, про­исходит в условиях гипоксии — недостаточного количества кислорода в окружающем воздухе. Это приводит к значительному снижению ра­ботоспособности.

         Физическая тренировка, особенно на выносливость, значительно повышает уровень работоспособности человека в условиях снижения содержания кислорода в окружающем воздухе. Это достигается по­средством приспособительных механизмов, возникающих в процессе физической тренировки. К ним относятся: увеличение количества эритроцитов в крови, повышение функциональных возможностей ды­хательной и сердечно-сосудистой систем, образование запасов кисло­рода в мышечных волокнах и др.

Устойчивость к резко меняющимся погодным условиям

 и микроклимату

         При изменении микроклимата или резко меняющихся погодных условий в организме человека заметно изменяются процессы жизнедеятельности.

Похолодание сильно влияет на обмен веществ и энергии. Наблю­дается снижение содержания в крови углеводов; содержание липидов (группа жиров и жироподобных веществ различного химического строения), наоборот, повышается. В холодную погоду именно липиды становятся основным энергетическим материалом. Снижается также содержание в крови водорастворимых витаминов С, В1, В2.

         Для успешного приспособления к пониженной температуре атмо­сферного воздуха калорийность пищи при снижении среднемесячной температуры на 10 градусов должна повышаться на 5%. Употребление боль­шого количества углеводов нецелесообразно. Питание должно быть белково-липидным с повышенным содержанием в пище жирораство­римых витаминов А, Е, К.

         При жарком климате предъявляются большие требования к меха­низмам теплоотдачи. Основная реакция на высокую температуру — расширение кожных кровеносных сосудов, что сопровождается увели­чением минутного объема крови, учащением сердцебиения, падением артериального давления.

         Теплоотдача с поверхности кожи возможна лишь тогда, когда тем­пература внутри организма выше, чем в окружающем воздухе. Если температура воздуха выше температуры тела, то активизируется пото­отделение, а вместе с ним отдача тепла в окружающую среду при ис­парении пота.

         Реакции организма человека на изменение температуры внешней среды приводит к нарушению теплового баланса, к снижению способ­ности к умственной и физической работе в течение периода акклима­тизации.

         Физическая тренировка и закаливание повышают устойчивость организма человека к резко меняющимся погодным условиям, к изме­нению микроклимата, значительно сокращают период акклиматиза­ции и способствуют более быстрому восстановлению умственной и физической работоспособности.

Устойчивость к вибрации, укачиванию, невесомости

         Физическая подготовленность приобретает большое зна­чение при необходимости адаптироваться к вибрации и укачиванию, которые могут существенно снижать производительность труда и даже приводить к полной потере работоспособности.

         При воздействии вибрации может развиваться так называемая виб­рационная болезнь, когда снижается острота зрения, тактильная, теп­ловая и болевая чувствительность; поражаются кровеносные сосуды; происходят нежелательные изменения в суставах и т.д.

         Эффективные профилактические средства: упорядоченный режим работы и отдыха, производственная гимнастика, регулярные занятия физическими упражнениями, укрепляющими мышечную систему и весь опорно-двигательный аппарат; полезны массаж и самомассаж.

         Способность организма противостоять укачиванию связана с развитием вестибулярной устойчивости.

         К физическим упражнениям для тренировки вестибулярного аппа­рата и устойчивости на высоте и узкой опоре относятся: упражнения в равновесии, акробатические упражнения, упражнения с вращением тела в различных плоскостях, упражнения на специальных тренаже­рах.

Повышение устойчивости организма к воздействию

Обратите внимание на лекцию "2.3. Основное уравнение гидростатики".

проникающей радиации

         В настоящее время в результате испытаний ядерного ору­жия и развития атомной энергетики интенсивность радиационного из­лучения по сравнению с естественным фоном значительно повышена. В связи с этим весьма важен вопрос о возможности повысить стой­кость организма человека к действию проникающей радиации.

         Опыты на животных, в частности на крысах, показали, что дозы об­лучения, близкие к смертельным, по-разному влияют на тренирован­ных и нетренированных животных: в 2—3 раза чаще выживали крысы, которые до облучения получали регулярные физические нагрузки.

         Применительно к людям медицинские наблюдения дали следую­щие результаты: 1) у физически тренированных врачей-рентгеноло­гов, например, после нескольких лет работы картина крови ухудшает­ся меньше, чем у нетренированных; 2) такое же явление наблюдается при исследовании людей, работающих в производстве радия; 3) после взрыва атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки у находящихся на оди­наковом расстоянии от эпицентра физически тренированных людей степень поражения была меньше, чем у нетренированных.

         Можно сделать вывод, что при несмертельных дозах лучевое пора­жение физически тренированных людей будет относительно более легким, выздоровление пойдет быстрее, работоспособность восстано­вится раньше.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее