Популярные услуги

Главная » Лекции » Физическая культура и спорт » Физиологические особенности физической культуры и спорта » Общие сдвиги в организме человека при мышечной деятельности

Общие сдвиги в организме человека при мышечной деятельности

2021-03-09СтудИзба

Тема 3 Общие сдвиги в организме человека при мышечной деятельности (Лекция 2 часа)

3.1. Сдвиги в скелетной мускулатуре

Источник всех физиологических сдвигов в организме человека лежит в изменениях, которые происходят в работающих мышцах, а именно энергетические превращения, требующие мобилизации энергетических резервов; образуется тепло, которое необходимо удалить из организма; появление продуктов обмена, подлежащих выведению из организма. Именно продукты обмена, поступающие в кровь, являются основными раздражителями, вызывающими рефлекторным и гуморальным путем соответствующие изменения в вегетативных системах (дыхание, кровообращение, выделение) и в регуляторных системах (ЦНС, железы внутренней секреции). В состоянии покоя обмен скелетных мышц невелик (24% основного обмена, 16 ккал/час, 0,3 ккал/мин.), а при максимальных нагрузках он может увеличиваться в 50 и даже 100 раз. Увеличение обмена, естественно, связано с увеличением кровотока (доставка кислорода, глюкозы, удаление продуктов обмена). В покое кровоток в мышце составляет около 4 мл/мин на 100 г. ткани, а при интенсивной мышечной работе возрастает до 100–150 мл/мин, т.е. в 25–30 раз. Это физиологический резерв, в значительной мере определяющий выносливость в мышечной работе. При этом абсолютный кровоток через мышцы может возрастать до 22 л/мин., составляя 88% от минутного объема крови.

Увеличивается проницаемость капилляров и число действующих капилляров. В покое на 1 мм2 скелетной мышцы приходится 35–85 действующих капилляров, а при работе – 2500–3000. Общая поверхность их в покое составляет 3–8 см2 на см2 мышечной ткани, а при работе 360–370 см2. Объем крови по отношению к объему мышцы возрастает с 0,02–0,06 до 5,5–15,0%.

Аэробный обмен, являющийся основным источником энергии, имеет 100-кратный резерв, за счет увеличения как кровотока, так и утилизации кислорода. На 1 г мышечной ткани приходится 8 x 10-6 моля АТФ, что достаточно для 30 одиночных сокращений или одного тетанического, продолжающегося 1 с.

3.2. Изменения в системе крови

Кровь, протекающая через работающие мышцы, обедневает кислородом и глюкозой, обогащается углекислотой и другими продуктами обмена и нагревается. Изменение ее состава и температуры является источником регуляторных влияний со стороны ЦНС и желез внутренней секреции на вегетативные системы.

Рекомендуемые материалы

При интенсивной работе рН крови уменьшается с 7,36 до 7,01 и даже 6,95. Способность поддерживать рН зависит от щелочного резерва крови, он больше у тренированных людей. Увеличивается вязкость крови от 10 до 80%. Снижается содержание глюкозы со 110 мг% до 40 мг%. Содержание кислорода в венозной крови падает с 11 до 8 об%. Количество молочной кислоты может возрастать с 10 до 200–250 мг%. В крови появляются продукты распада белков, недоокисленные продукты. Развивается так называемый миогенный лейкоцитоз. Величина его пропорциональна мышечной работе (до 300 % и более). Имеется три его фазы: 1) лимфоцитарная (количество лейкоцитов увеличивается до 10–12 тыс. в 1 мм3; 2) первая нейтрофильная (до 16–18 тыс. в 1 мм3) – через 1–2 ч. после начала длительной работы, появляются и увеличивается количество палочкоядерных лейкоцитов; 3) вторая нейтрофильная (до 30–50 тыс. в 1 мм3), юных форм – 6–8%, палочкоядерных – 20–25%, лимфоцитов – 5–10%, эозинофилы исчезают (это признак переутомления).

3.3. Изменения в сердечно-сосудистой системе

При интенсивной физической работе МОК крови возрастает с 4–5 л до 20 л у нетренированных и до 30–40 л у тренированных (резерв 4–10 раз). Увеличение МОК зависит от увеличения СО и ЧСС. СО увеличивается с 60 до 110–130 мл у нетренированных и до 150–200 мл у тренированных (резерв 2–3 раза). ЧСС с 60–70 до 160–180 уд./ мин. у нетренированных и с 40–60 до 220–240 уд./мин у тренированных (резерв 3–5 раз). МОК растет за счет увеличения СО до ЧСС, равной 130 уд./мин. Далее рост возможен только за счет увеличения ЧСС. ЧСС выше 200 уд./мин. обычно ведет к снижению МОК и ухудшению кровоснабжения сердца. В этом отношении высокая ЧСС для сердца не выгодна. Тренированное сердце отвечает в первую очередь увеличением СО, а нетренированное – преимущественно увеличением ЧСС. Максимальное артериальное давление изменяется от 110–120 до 200 мм рт.ст. при работе (т.е. в 2 раза), а минимальное от 80 до 40 мм рт.ст. (т.е. в 2 раза) при этом пульсовое давление с 40 возрастает до 140 мм рт. ст. (т.е. в 3,5 раза).

Увеличение пульсового давления улучшает кровоток через сердце, увеличивает градиент давления в большом круге, что улучшает кровоток. Время полного кругооборота крови (скорость кровотока) составляет 20–25 с, при тяжелой работе 8–9 с. Линейная скорость кровотока может возрастать в 5 раз. При работе так изменяется распределение тонуса кровеносных сосудов, что в работающих органах он понижается (в связи с чем увеличивается их просвет), а в неработающих повышается (просвет сосудов уменьшается). Поскольку мускулатура тела составляет 40 % его тканей и в ней наиболее разветвленная система сосудов, а системные вазоконстрикторы (симпатические) являются в мышцах вазодилататорами, расширение сосудов работающих мышц ведет к уменьшению общего периферического сопротивления.

Во время максимальной работы через мышцы до 88% крови проходит (в покое 21% – увеличение в 4 раза), через коронарные сосуды в покое и при работе 4% (250–1000 мл), через мозг всегда 750 мл, но в покое 13%, а при работе 3% (относительное уменьшение в 4 раза). В покое органы брюшной полости 24 %, почки – 9, другие органы – 10, кожа – 9, а при работе – кожа 2%, остальные органы по 1%. Резерв – уменьшение кровоснабжения органов брюшной полости в 24 раза, почек в 19 раз, других органов в 10 раз, кожи в 4 раза (абсолютная величина остается такой же как и при покое). В покое кровь отдает в капиллярах 40–45% содержащегося в ней кислорода, а при работе 70%. При этом развивается гипоксимия, за счет как более активного потребления кислорода тканями, так и недостаточного насыщения кислорода в легких за счет ускорения тока крови и прохождения части крови через артерио-венозные анастомозы (что облегчает работу правого предсердия и желудочка), минуя капилляры.

3.4. Изменения в системе дыхания

Наиболее ответственным процессом является обеспечение работающих мышц кислородом, так как коэффициент безопасности для кислорода, как и для глюкозы, равен 3, но в мышцах имеется значительный резерв гликогена, а резерв кислорода, связанного с гемоглобином, составляет 1,0 л. В покое организм потребляет 200–300 мл/мин, а максимальное потребление кислорода составляет 4–5 л/мин., т.е. резерв потребления кислорода при усиленном кровообращении и дыхании составляет 4–5 л/мин. (усиление в 20–25 раз), у нетренированных меньше (в 10 раз). Для обеспечения организма кислородом частота дыхания у нетренированных возрастает с 15–20 циклов/мин, а у тренированных с 6–8 циклов/мин до 100 и более циклов, а отдельный цикл возрастает с 0,5 до 1,5–2,0 л, т.е. частота дыхания возрастает примерно в 10 раз, а дыхательный объем в 3–4 раза. Это ведет к увеличению минутного объема дыхания до 100–150 (и даже 200) л/мин. у тренированных, и до 80 л у нетренированных. Однако при мышечной работе минутный объем дыхания не достигает максимальных величин, доступных данному лицу при кратковременной (15–30 с) работе и при произвольной вентиляции в покое. Хотя при работе дыхательный объем и увеличивается, он обычно не превышает 1/3–1/4 ЖЕЛ. При работе обычно вместо 3–4% потребления кислорода происходит усиление потребления кислорода из вдыхаемого воздуха до 4–5%. Для организма выгоднее более редкое и глубокое дыхание, так как в этих условиях лучше обеспечивается газообмен. При работе он возрастает в 20–30 раз. При глубоком дыхании увеличивается "эффективная" или "альвеолярная" вентиляция, т.е. уменьшается физиологическое "мертвое" пространство. При частом дыхании (поверхностном) оно увеличивается.

Гипервентиляция при интенсивной работе не вызывает апноэ, так как в крови находится избыток углекислоты. Мертвое пространство в покое составляет 150 мл, а при учащенном дыхании может возрастать в 2 раза, в связи с чем при частом поверхностном дыхании из минутного объема дыхания исключается большая часть как не участвующая в дыхании. Кроме того, при интенсивном дыхании до 200 мл кислорода поглощается каждую минуту дыхательными мышцами.

3.5. Изменения терморегуляции

Повышение температуры крови вызывает активизацию аппаратов терморегуляции при физической работе: расширение сосудов кожи (покраснение), усиление кровотока через них (большее при менее интенсивной работе), ведущее к увеличению ее температуры, и усилению потоотделения. При интенсивной мышечной работе теплопродукция увеличивается в 10–20 раз. Потери тепла через кожную поверхность составляют 82%, при дыхании – 12%. При испарении 1 г пота теряется 0,58 ккал, а выделение пота возможно до 2,0 л в час. При значительной и длительной работе возможно увеличение потоотделения до 12 л в сутки. При марафонских дистанциях возможно выделение с потом 2–4 г молочной кислоты, при этом выделяется 3–4 л пота. При 100 %-ной влажности воздуха потери тепла в связи с потоотделением не происходит. При вдыхании сухого и холодного воздуха у тепло одетого человека потери через органы дыхания могут быть в 16 раз больше потерь тепла через кожную поверхность. Теплоотдача при работе отстает от теплопродукции, так как химическая терморегуляция ограничивается или отсутствует. Поэтому при интенсивной работе температура тела повышается на 1–3 и даже 4 °С, что ограничивает работоспособность.

3.6. Изменения в системе пищеварения и выделения

Вам также может быть полезна лекция "35 Аналептики".

Кровоснабжение почек и органов желудочно-кишечного тракта во время физической работы уменьшается (первых в 19 раз, а вторых в 24 раза), что дает возможность увеличить кровоснабжение работающих мышц. В результате резкого снижения кровообращения функции желудочно-кишечного тракта и почек угнетаются, при этом резко уменьшается не только секреторная, но и моторная функция. Функция почек по поддержанию гомеостаза частично компенсируется потовыми железами, но полностью они компенсировать эту функцию не могут в связи с чем наблюдается некоторый сдвиг гомеостаза, особенно при предельной работе, когда кровоснабжение кожи также уменьшается. После бега на 400–800 м количество молочной кислоты в моче составляет 220–240 мг%, после бега на 3–5 км —  80–190 мг%, а при марафонском беге — 40–80 мг%. В моче возрастает содержание фосфора, уменьшается содержание натрия и появляются эритроциты и белок в связи с резким увеличением проницаемости капилляров Мальпигиевого клубочка.

3.7. Изменения в системе желез внутренней секреции

Наиболее существенные изменения во время физической работы наблюдаются в системе гипофиз–надпочечники. Интенсивная, в особенности длительная, работа вызывает усиление продукции адренокортикотропного гормона (АКТГ) в гипофизе и усиление продукции глюкокортикоидов, которые принимают активное участие в формировании стрессовой реакции. Но сама эта реакция развивается медленно и возможна при многосуточных тренировках. Наряду с усилением продукции глюкокортикоидов и частично минералокортикоидов наблюдается угнетение продукции гормонов щитовидной железы и половых желез.

Гормоны мозгового слоя надпочечников – адреналин и норадреналин – могут появиться в крови и при кратковременной работе, так как их выделение обеспечивается рефлекторной реакцией с участием симпатической нервной системы.

3.8. Изменения функций центральной нервной системы

Центральная нервная система активируется легкой работой и угнетается тяжелой. При напряженной работе кровообращение в мозгу остается тем  же, что и в покое. При этом кровообращение в различных отделах мозга изменяется. Наиболее интенсивно снабжаются те отделы мозга, которые наиболее интенсивно работают: двигательные центры коры и подкорковых структур, а также спинного мозга; центры, обеспечивающие регуляцию вегетативных функций. При предельной по интенсивности работе может страдать прием и переработка информации настолько, что спортсмен теряет ориентировку в пространстве, перестает правильно воспринимать сигналы. Как и в целом организме, при предельной работе страдают в первую очередь второстепенные для данной ситуации функции ЦНС.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
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