Физиологические механизмы и закономерности совершенствования

Отдельных систем организма под влиянием направленной физической тренировки

Недостаточность мышечных напряжений на производстве, в быту и при передвижении отрицательно влияет на физиологические функции. Некоторые животные, поставленные в условия полного прекращения движений (акинезии) или резкого ограничения их (гипокинезии), через несколько дней или недель погибают, у других же наблюдаются выраженные отрицательные изменения морфологической структуры тканей и функциональных свойств организма.

Гипокинезия всегда сопровождается атрофией и дегенерацией скелетных мышц. Мышечные волокна становятся тоньше, вес мышц уменьшается. После 30 дней полного прекращения деятельности мышечная сила снижается до 1/3 исходной величины, длительность же цикла одиночного сокращения увеличивается в 1,5-2 раза.

Существенные изменения при гипокинезии происходят в деятельности нервной системы и сенсорных систем. Это – расстройства двигательных функций (например, увеличение амплитуды колебаний центра тяжести и нарушение координации при ходьбе).

В результате длительной гипокинезии происходят выраженные изменения в системе кровообращения: уменьшаются размеры сердца, снижается ударный и минутный объем крови, учащается пульс и т.д.

При гипокинезии в покое внешнее дыхание характеризуется уменьшением объема легочной вентиляции, а основной обмен снижен на 15-20%. Наблюдается также снижение функций эндокринных желез, в частности надпочечников.

При тренировке происходят значительные морфологические и функциональные изменения во всех звеньях двигательного аппарата. Увеличивается масса и объем скелетных мышц. В них повышается содержание белков саркоплазмы и сократительного белка миофибрилла – миозина.

В тренированном организме увеличены запасы углеводов, что очень важно для повышения работоспособности. Увеличивается жизненная емкость легких (ЖЕЛ) и максимальная вентиляция легких. У тренированных увеличен коэффициент использования кислорода из вдыхаемого воздуха.

Систематическая тренировка, особенно длительная циклическая работа, сопровождается биохимическими, морфологическими и функциональными изменениями сердца и сосудов.

Одновременно с гипертрофией стенок сердца увеличивается объем его полостей. У спортсменов он составляет в среднем около 1000 см³ , у не занимающихся спортом на 30-40% меньше. Частота сердцебиений у тренированных, как правило, реже, чем у лиц, не занимающихся спортом. У спортсменов мужчин пульс составляет в среднем 55 уд/мин., у женщин – 59, у не занимающихся спортом – 70. Увеличивается также резервный объем крови. Он обеспечивает повышение сердечного выброса при мышечной работе.

Общее количество крови в организме при развитии тренированности несколько увеличивается. Содержание в ней эритроцитов и гемоглобина повышается.

Обмен веществ и энергии

Отличительным признаком живых организмов являются энергетические траты и постоянный обмен веществ с окружающей их внешней средой.

Питательными веществами, снабжающими организм энергией и строительными материалами, являются белки, жиры и углеводы. Кроме того, для нормального протекания обмена веществ в организме необходимо поступление витаминов, воды и минеральных солей.

Обмен веществ в организме является сложной системой связанных друг с другом реакций расщепления (диссимиляции) и синтеза (ассимиляции) органических веществ. При реакциях диссимиляции происходит освобождение потенциальной химической энергии, которая обеспечивает деятельность всех органов и выполнение важнейшей работы. Реакции синтеза требуют для своего осуществления притока энергии извне. Все химические реакции в организме, в том числе переваривание пищи, окислительно-восстановительные и другие процессы осуществляются при участи биологических катализаторов (ферментов).

Белки являются основным пластическим материалом, из которого построены клетки и ткани организма, например, в составе скелетных мышц находится около 20% белка. При окислении 1г белка выделяется 4,1 ккал.

Углеводы служат в организме основным источником энергии. При окислении 1г углеводов освобождается 4,1 ккал. энергии. Для окисления углеводов требуется значительно меньше кислорода, чем для окисления жиров. Это особенно повышает роль углеводов при мышечной деятельности.

Жиры обладают более высокой энергетической ценностью – 1г жиров при окислении выделяет 9,3 ккал. Общее количество жира у человека составляет в среднем 10-12% веса тела, при ожирении оно может достигать 40-50%.

Энергозатраты при физической работе резко увеличиваются. Например, при ходьбе расходуется энергии на 80-100% больше по сравнению с покоем, при беге – на 400% и более.

Работники умственного труда затрачивают в сутки 3000-3500 ккал., в то же время занимающиеся тяжелым физическим трудом и спортсмены затрачивают до 7000 ккал и более в сутки.

Энергозатраты при работе, которые рассчитывают на единицу времени или на единицу пути, прямо пропорциональны ее мощности. Суммарный же расход энергии зависит не только от мощности работы, но и от ее длительности.

При выполнении человеком механической работы КПД может достигать 20-25%. Остальная освобождающаяся в организме энергия превратится в тепло.

Мышечная работа необходима для нормальной жизнедеятельности организма. Количество энергии, затрачиваемое непосредственно на мышечную деятельность, должно быть не менее 1200-1300 ккал. в сутки.

Кровь и кровообращение

Кровь – это особая жидкая ткань красного цвета, слабощелочной реакции, постоянно движущаяся по кровеносным сосудам живого организма. Кровь состоит из плазмы и взвешенных в ней форменных элементов – красных кровяных телец (эритроцитов), белых кровяных телец (лейкоцитов), кровяных пластинок (тромбоцитов). В 1мм³крови в норме содержится 4,5-5 млн. эритроцитов, 6-8 тыс. лейкоцитов, 200-300 тыс. тромбоцитов.

Эритроциты выполняют важную функцию – транспортируют кислород из легких к тканям тела и переносят углекислый газ из тканей в легкие. Они напоминают тончайшую губку, все поры которой заполнены особым веществом – гемоглобином, легко захватывающим и также легко отдающим кислород и углекислоту.

Лейкоциты выполняют преимущественно защитную функцию, уничтожая чужеродные для организма белки, в том числе болезнетворные микробы, а также играют значительную роль и в обмене веществ, особенно белковом и жировом.

Тромбоциты играют важную роль в сложном процессе свертывания крови.

В плазме растворены гормоны, минеральные соли, питательные и другие вещества, которыми она снабжает ткани, а также содержатся продукты распада, удаленные из тканей. Плазма крови транспортирует к легким СО₂ – один из конечных продуктов окислительных реакций в тканях тела.

Количество крови составляет 7-8% от веса тела. В покое 40-50% крови выключается из кровообращения и находится в «кровяных депо»: в печени, селезенке, в сосудах кожи, мышц, легких. В случае необходимости (например, при мышечной работе) запасной объем крови включается в кровообращение.

Кровь в организме выполняет следующие функции: трофическую (питательную) – переносит О₂, питательные вещества; регуляторную – переносит гормоны, воздействует своим гидростатическим давлением на определенные нервные окончания; теплообмена – охлаждает работающие мышцы и другие перегретые ткани и нагревает недостаточно теплые ткани; защитную – борется с инородными телами, закупоривает места повреждения тела.

Все люди по биологическим свойствам крови делятся на 4 группы.

К I(0) группе относится кровь, эритроциты которой не склеиваются в плазме или сыворотке других групп крови. КровьIгруппы можно переливать всем людям.

Ко II(А) группе относится кровь, эритроциты которой склеиваются в плазме или сыворотке кровиIиIIIгрупп. Кровь этой группы совместима с кровьюIIиIVгрупп.

К III(В) группе относится кровь, несовместимая с кровьюIиIIгрупп.

К IV(AB) группе относится кровь, которую можно переливать только людям, имеющим ту же,IV, группу крови.

Кровообращение осуществляется по кровеносным сосудам под воздействием разности давления в артериях и венах. Артерии – кровеносные сосуды, по которым кровь движется от сердца. Вены имеют тонкие и мягкие стенки и клапаны, которые пропускают кровь только в сторону сердца.