Фізіологічні основи спорту. Принципи побудови оптимальних режимів тренувань.

Окремим видом адаптації, що розвивається при зміні рівня функціональної активності, є адаптація при спортивному тренуванні. Адаптаційний процес розвивається при багаторазовому повторюванні фізичних вправ. Фізичні вправи – це певним чином скомпоновані мʼязові рухи, основною метою яких є підвищення функціональних можливостей тих органів та систем, які забезпечують оптимальне виконання відповідної мʼязової роботи або збереження й відновлення здоровʼя.

Під час фізичної праці спостерігаються наступні стадії:

- передстартового стану;

- впрацьовування;

- стійкої працездатності;

- стомлення;

- відновлення.

При скороченні мʼяза витрати АТФ різко збільшуються і його працездатність знижується. Для синтезу АТФ спочатку використовується креатинфосфатний шлях ресинтезу. За його рахунок утворюється досить багато АТФ (близько 3,6 моль/хв), але запасу креатинфосфату у мʼязі досить лише на 1-2 с роботи.

Гліколітичний шлях не такий енергоємкий (1,2 ммоль/хв). При ньому утворюються недоокислені продукти, що перешкоджає роботі м'яза. Найекономнішим шляхом ресинтезу є аеробне окислення. Але цей шлях найбільш інерційний — активність ферментів у м'язі підвищується через 2—4 хв після початку скорочення м'яза. Для нього потрібний кисень, транспорт якого до м'язів залежить від систем дихання i кровообігу. А ці системи впрацьовуються поступово.

Передстартовий стан – зміни функцій органів і систем. Вони спрямовані на підготовку організму до наступної діяльності і сприяють прискоренню впрацьовування. Підвищується частота скорочень серця, посилюється дихання, активізується транспорт газів, що зумовлено збудженням симпатико-адреналової системи.

Впрацьовування — процес поступового виходу на потрібний piвень функцій м'язового апарата i вегетативних функцій, що забезпечують мʼязову діяльність. Час, потрібний для переходу на новий функціональний piвень, тим довший, чим складніша система.У забезпеченш м'язово'ї роботи беруть участь багато органів та систем, що мають pізні структури й регуляцію, тому впрацьовування їx після початку м'язової діяльності відбувається не одночасно — гетерохтонно.

Власне м'язи, що іннервуються соматичною нервовою системою,виходять на належний функціональний piвень досить швидко (через 4—5 с). Цей час потрібний для збудження ЦНС, залучення необхідної кількості м'язів i рухових одиниць. Значно iнертніші

системи дихання та кровообігу. Вже при перших скороченнях скелетних м'язів дихальні рухи частішають, а через 20—30 с поглиблюються. Але точна відповідність хвилинного об'єму дихання пoтpeбi в газообміні встановлюється через кілька хвилин після початку м'язової роботи. Встановлюється нове співвідношення стану судин – розширюються судини мʼязів, які працюють, і відбувається перерозподіл кровотоку.

Період впрацьовування закінчується тоді, коли системи організму виходять на новий стійкий piвeнь функціональної активності, який забезпечує задану інтенсивність м'язової роботи. Цей етап характеризується підтриманням на стаціонарному piвнi систем транспорту газів. Час роботи в стійкому стані залежить від величини навантаження i стану організму. Що інтенсивніша робота, то коротший цей стан. Це залежить від можливих шляхів ресинтезу АТФ у м'язах. При інтенсивному навантаженні посилюється гліколіз. При цьому утворюються недоокислені продукти обмінy, що обмежують працездатність.

Інтенсивність поглинання кисню м'язами, які працюють, залежить від таких чинників: а) зниження рівня Ро₂ у м'язах i збільшення градієнта напруги О₂ між ними i кров'ю, яка притікає; б) підвищення температури тіла; в) зменшення рівня рН; г) збільшення

концентрації в еритроцитах 2,3-ДФГ. Усі ці чинники прискорюють дисоціацію оксигемоглобіну. Внаслідок зростання в кpoвi напруги Рсо₂ i недоокислених продуктів обміну, активності симпатичної нервової системи підтримуються на високому piвнi інтенсивність дихання i функція серця.

Стійкий робочий стан призводить до стомлення. Воно характеризується: зниженням провідності у нейромʼязових синапсах (не встигає ресинтезуватись медіатор); знижується рН у мʼязових волокнах, що призводить до зниження активності ферментів гліколізу. Падає АТФ-азна активність міозину і зменшується можливість виходу Са²⁺ з саркоплазматичної сітки. Знижуються запаси глікогену в мʼязах і печінці, що супроводжується зниженням рівня глюкози в крові. Накопичуються продукти метаболізму – молочна кислота, СО₂, продукти азотистого обміну. Настає гіпоксія, що гальмує ресинтез АТФ і креатинфосфату.

Після завершення фзичної роботи настає фаза відновлення, що характеризується поступовим відновленням гомеостазу, а також покращенням деяких властивостей організму завдяки тренуванню (гіпертрофія мʼязів; збільшення діаметра мʼязових волокон, але зростає й кількість міофібрил, АТФ і креатинфасфату, підвищується активність ферментів, збільшуються у мʼязах запаси глікогену і тригліцеридів).

Оптимальні режими тренувань повинні будуватися на систематичному чергуванні фізичних навантажень і відпочинку; дотриманні належного раціону харчування, збагаченого високоенергетичними речовинами.

Сон, його види, фази, електрична активність кори, фізіологічні механізми.

Сон - періодичний функціональний стан організму людини, який характеризується вимкненям свідомості й зниженям здатності нервової системи відповідати на зовнішні подразники.

Основна функція – відновлення фізичних та психічних сил, яке дозволяє максимально адаптуватися до змін умов зовнішнього і внутрішнього середовищ. Становить собою чергування різних функціональних станів головного мозку, а не є «відпочинком» для головного мозку, як вважали раніше. Активність нейронів залишається практично незмінною. Відбувається переробка і консолідація інформації, що потрапила в період неспання, переведення її із проміжної в довготривалу памʼять.

Види сну

Повільний сон (синхронізований, ортодоксальний) у свою чергу ділиться на кілька стадій, виділених на підставі змін ЕЕГ:

І стадія – дрімоти – пригнічення основного ритму (альфа-хвиль), який поступово змінюється низькоамплітудними коливаннями різної частоти.

ІІ стадія – характеризується періодичним виникненням «сонних веретен» (початок хвиль із частотою 12-18 Гц).

ІІІ, ІV – поступове збільшення на ЕЕГ високо амплітудних повільних дельта-хвиль. Глибокий сон. Максимальна глибина сну при кожному циклі під ранок зменшується.

Відбуваються інтенсивні анаболічні процеси, спрямовані на компенсацію підвищеного катаболізму, який спостерігається в період неспання. Синтезуються білкові макромолекули, збільшується екскреція анаболічних гормонів (росту, пролактину), підвищується тонус парасимпатичної нервової системи. Знижується мʼязовий тонус, стають різними частота дихання і пульс. Межа пробудження збільшується від І стадії до IV. Тому сновидінь під час повільного сну у більшості людей не буває.

Швидкий сон (парадоксальний, десинхронізований) на ЕЕГ відмічається десинхронизація, тобто високовольтна повільна активність зміняється швидкими низькоамплітудними ритмами, як при пробудженні, однак парадоксальним чином при цьому повністю розслабляються всі гладкі м'язи тіла (зникнення активності на ЕМГ) і виникають швидкі рухи очей (потужна активність на ЕОГ). Крім того, спостерігаються нерівномірність пульсу і дихання, сіпання лицьових м'язів, пальців, кінцівок, у чоловіків (будь-якого віку) виникає ерекція. При пробудженні під час парадоксального сну випробувані у 80 % випадків повідомляють про переживання емоційно забарвлених сновидінь (не обов'язково еротичних), а час перебування у сні часто переоцінюється. Фаза парадоксального сну займає біля 20 % часу сну. Повільний сон і наступний за ним парадоксальний сон формують цикл з періодом близько 1,5 години. Нормальний нічний сон складається з 4-6 таких циклів.

У людини, на відміну від інших ссавців цикли сну неоднакові: в перших нічних циклах переважає дельта-сон, періоди парадоксального сну дуже короткі (10-15 хвилин) і зовні слабо виражені. У другу половину ночі, навпаки, глибокий повільний сон майже відсутній, зате надзвичайно інтенсивні і довгі (30-40 хвилин) періоди парадоксального сну. Цей феномен — наслідок адаптації людини до умов цивілізації; фактично кожна доба являє собою 16-годинний період позбавлення сну (депривація), за яким іде 8-годинний період відновлювального сну («віддача»). Згідно із законом «віддачі» спочатку відновлюється глибокий сон, а потім парадоксальний. Відповідно до природного біоритму, дорослій людині потрібно 1-2 періоди денного сну. Про це свідчать приступи денної сонливості, неуважності і розслаблення, особливо небезпечні при керуванні автомобілем і виконанні професійних обов'язків, що вимагає уваги і зібраності.

Механізм сну

Мозкові структури, які беруть участь в організації сну, досить численні й локалізуються на різних рівнях мозкового стовбура – так звана сомногенна (гіпногенна) система. Основними структурами, що забезпечують повільний сон, є серотонінергічні нейронні утворення ядер шва у стовбурі головного мозку і таламічна синхронізуюча система, а також деякі гіпоталамічні структури (ядра перегородки). Швидкий сон забезпечують ретикулярні ядра моста головного мозку (варолієвого моста) і лімбічні структури мозку. Енергетичний метаболізм мозку в швидкому сні вищий, ніж у стані спокійного неспання.

В основі виникнення сну беруть участь серотонін-, адрен-, холінергічні системи, деякі поліпептиди (дельта-пептид), аргінін-вазотонін, бета-ендорфін, субстанція «Р».

Наводяться дані про взаємозвʼязок різних гормонів і циклу сон-неспання. Наприклад, соматотропін, який декретується в основному у фазі дельта-сну; пролактин, секреція якого різко підвищується (особливу в другу половину ночі). Під час нічного сну знижується продукція тиреотропіну, адренокортикотропну і кортизолу.

Чинники, що зумовлюють періодичний добовий сон:

1) ендогенні чинники, повʼязані зі стомленням і гіпогенними речовинами (серотонін, норадреналін, гамма-окси-бутират, дельта-пептид);

2) «внутрішній годинник»;

3) безумовні (темрява, спокій, положення тіла, сенсорна монотонність, вплив температури, атмосферного тиску);

4) умовнорефлекторні (звикання до певного часу сну, його тривалості).

Пробудження настає внаслідок зняття гальмування в ретикулярній формації з боку серотонінергічних нейронів голубої плями. Підвищується активність кори великого мозку.