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 легкие 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 сенсор­ных 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 сложнокоординационных 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 во 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 СО₂ 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.