Пособие ФФУ



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

С.И.Картышева

ФИЗИОЛОГИЯ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

ВОРОНЕЖ 2012

Издано по решению учебно-

методического совета ВГПУ

Рецензенты:

доктор медицинских наук, профессор кафедры анатомии и физиологии А.Н.Корденко (ВГПУ)

доктор медицинских наук, профессор кафедры теории и методики ФК

А.И. Григорьев (ВГПУ)

Картышева С.И.

Физиология физических упражнений: Учебное пособие.– Воронежский государственный педагогический университет, 2012.– 161с.

В учебном пособии представлен теоретический и практический материал, необходимый при изучении дисциплины «Физиология физических упражнений».

Пособие адресовано студентам факультетов физического воспитания, тренерам, преподавателям работающих в области физической культуры и спорта.

.

Картышева С.И., 2012

Оформление. Воронежский

госпедуниверситет, 2012

ВВЕДЕНИЕ

Физиология спорта как самостоятельный раздел физиологии человека, возникла в нашей стране в 20-х гг. прошлого столетия. Основоположниками данной дисциплины были: И.М. Сеченов, И.П. Павлов, Н.Е. Введенский, А.А. Ухтомский, К.М. Быков и др. Особенно большая заслуга в создании этого раздела физиологии принадлежит Л.А. Орбели и его ученику А.Н. Крестовникову.

Изучение физиологии физических упражнений занимает одно из важных мест в системе подготовки специалистов по физической культуре и спорту. Без знания того, как тело человека выполняет физическую работу и как реагирует на мышечную деятельность, невозможно правильно планировать учебно-тренировочный процесс. Современному тренеру и преподавателю физической культуры важно знать и понимать процессы, происходящие в организме при осуществлении мышечной деятельности не только для достижения высоких спортивных результатов, но и для успешных занятий физической культурой с лицами, имеющими отклонения в состоянии здоровья, уметь использовать эти знания в практической работе.

Изложенный материал полезен с практической точки зрения не только специалистам в области физической культуры и спорта, но и всем тем, кто хочет оставаться здоровым и физически подготовленным.

Пособие составлено с учетом требований Федеральных Государственных образовательных стандартов и рекомендовано преподавателям и студентам высших учебных заведений, изучающих физиологию физических упражнений и спортивной деятельности.

ТЕМЫ ЛЕКЦИОННЫХ ЗАНЯТИЙ

ЛЕКЦИЯ 1

АДАПТАЦИЯ К МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И РЕЗЕРВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОРГАНИЗМА

План:

Адаптация, цена адаптации. Динамика адаптационных изменений в организме, ее стадии.

Физиологические особенности адаптации к физическим нагрузкам.

Срочная и долговременная адаптация к физическим нагрузкам.

Функциональная система адаптации.

Физиологические резервы организма и их характеристика.

Адаптация, цена адаптации. Динамика адаптационных изменений в организме, ее стадии

Одной из важнейших проблем современной физиологии и медицины является исследование закономерностей процесса адаптации организма к различным факторам среды.

С физиологической точки зрения адаптация— это совокупность физиологических реакций, лежащая в основе приспособления организма к изменению окружающих условий и направленная к сохранению относительного постоянства его внутренней среды — гомеостаза.

Приспособительные изменения в здоровом организме бывают 2х видов:

1) изменения в привычной зоне колебаний факторов среды, когда система функционирует в привычных для ее условиях, т. е качественные и количественные характеристики факторов среды организму «известны» и их воздействие организм компенсирует своими резервными возможностями, сохраняя при этом относительное постоянство внутренней среды. Эту группу изменений называют обычными физиологическими реакциями, т.к. они не связаны с существенными физиологическими перестройками в организме и не выходят за пределы условной физиологической нормы.

2) изменения при действии факторов среды, имеющие качественные и количественные отличия от «привычных» показателей действующих факторов. При этом для сохранения гомеостаза внутренней среды организм должен включить дополнительные механизмы компенсаторных реакций. Эта группа изменений отличается значительным использованием физиологических резервов и перестройкой функциональных систем – это так называемые адаптационные сдвиги.

В динамике адаптационных изменений у спортсменов выделяют 4 стадии:

Стадия физиологического напряжения организма характеризуется преобладанием процессов возбуждения в коре головного мозга и распространением их на подкорковые и нижележащие двигательные и вегетативные центры, возрастанием функции коры надпочечников, увеличением показателей вегетативных систем и уровня обмена веществ. На уровне двигательного аппарата происходит увеличение числа активных двигательных единиц, дополнительное включение мышечных волокон, увеличение силы и скорости сокращения мышц, увеличение в мышцах гликогена, АТФ и креатинфосфата. Спортивная работоспособность в этой стадии неустойчива.

В этой стадии основная нагрузка ложится на регуляторные механизмы− за счет их напряжения осуществляется приспособление физиологических реакций и метаболизма к возросшим физическим нагрузкам. При этом в некоторых случаях изменения функций организма могут носить выраженный характер.

Стадия адаптированности (тренированности)− физиологическую основу этой стадии составляет вновь установившийся уровень функционирования различных органов и систем для поддержания гомеостаза в конкретных условиях деятельности. Определяемые в это время функциональные сдвиги не выходят за рамки физиологических колебаний, а работоспособность спортсменов стабильна и даже повышается.

Стадия дизадаптации организма развивается в результате перенапряжения адаптационных механизмов и включения компенсаторных реакций вследствие интенсивных тренировочных нагрузок и недостаточного отдыха между ними. Процесс дизадаптации по сравнению с процессом приспособления развивается медленнее, причем сроки его наступления, продолжительность и степень выраженности функциональных изменений зависят от индивидуальных особенностей организма. Данная стадия характеризуется еще и тем, что отсутствуют признаки активации нервной и эндокринной систем и имеет место некоторое снижение общей функциональной устойчивости организма. Это состояние может быть отнесено к предболезненному. При дизадаптации наблюдаются эмоциональная и вегетативная неустойчивость, раздражительность, вспыльчивость, головные боли, нарушение сна; снижается умственная и физическая работоспособность.

Стадия дизадаптации по своим патофизиологическим основам в значительной мере соответствует состоянию перетренированности спортсменов.

Стадия реадаптации возникает после длительного перерыва в систематических тренировках или их прекращении совсем и характеризуется приобретением некоторых исходных свойств и качеств организма.

Таким образом, каждая из перечисленных стадий характеризуется своими функциональными изменениями и регуляторно-энергетическими механизмами. Принципиальное значение в спорте имеют две первые стадии. Применительно к общей схеме адаптации такие стадии свойственны людям в процессе приспособления к любым условиям деятельности.

За систематические чрезмерные физические нагрузки, а затем за их прекращение организм спортсменов в дальнейшем платит определенную биологическую цену, что может проявляться развитием кардиосклероза, ожирением, снижением резистентности клеток и тканей к различным неблагоприятным воздействиям и повышением уровня общей заболеваемости.

Цена адаптации может проявляться в двух различных формах:

1) в прямом изнашивании функциональной системы, на которую при адаптации падает главная нагрузка,

2) в явлениях отрицательной перекрестной адаптации, т.е. когда у адаптированных к определенной физической нагрузке людей возникают нарушения в других функциональных систем не связанных с этой нагрузкой.

Цена адаптации в значительной мере зависит от вида физических нагрузок, к которым происходит приспособление.

2. Физиологические особенности адаптации к физическим нагрузкам

Одним из непременных условий развития адаптации к физическим нагрузкам является мобилизация и использование физиологических резервов организма. Это осуществимо в условиях систематических занятий спортом (тренировок).

С физиологической точки зрения ведущими в тренировке являются повторность и возрастание физических нагрузок, что за счет обратных связей позволяет совершенствовать функциональные возможности органов и систем и их энергетическое обеспечение на основе механизма саморегуляции организма. С этих позиций тренировка сводится к активизации механизмов адаптации, включению физиологических резервов, благодаря которым организм человека легче и быстрее приспосабливается к повышенным нагрузкам, совершенствуя свои физические, физиологические и психические качества, повышая состояние тренированности.

Тренированность− это такой уровень функционального состояния организма, который характеризуется совершенствованием механизмов регуляции, увеличением физиологических резервов и готовностью к их мобилизации, что выражается в его повышенной устойчивости к длительным и интенсивным физическим нагрузкам и высокой работоспособности.

Развившееся в процессе тренировки состояние тренированности по своим физиологическим механизмам и морфофункциональной сути соответствует стадии адаптированности организма к физическим нагрузкам. В понятиях «адаптация», «адаптированность», с одной стороны, и «тренировка», «тренированность», с другой стороны, много общих черт, главной из которых является достижение нового уровня работоспособности на основе образования в организме специальной адаптивной функциональной системы с определенным уровнем физиологических констант.

Тренировка и тренированность− понятия педагогические, хотя и базируются на знаниях физиологических закономерностей организма спортсменов. Исследование и характеристика этих процессов и состояний, связанных, прежде всего с обоснованием рационально построенных тренировочных нагрузок, является прерогативой педагогов.

Адаптация и адаптированность спортсменов к физическим нагрузкам и все функциональные и структурные перестройки, совершающиеся при этом в организме, относятся к биологическим категориям и составляют основные научные и учебные проблемы медиков и физиологов.

Адаптация организма к физическим нагрузкам заключается в мобилизации и использовании функциональных резервов организма, в совершенствовании имеющихся физиологических механизмов регуляции. Новых функциональных явлений и механизмов в процессе адаптации не наблюдается, просто имеющиеся уже механизмы начинают работать совершеннее, интенсивнее и экономичнее.

В основе адаптации к физическим нагрузкам лежат нервно-гуморальные механизмы, включающиеся в деятельность и совершенствующиеся при работе двигательных единиц (мышц и мышечных групп). При адаптации спортсменов происходит усиление деятельности ряда функциональных систем за счет мобилизации и использования их резервов, а системообразующим фактором при этом должен являться приспособительный полезный результат− выполнение поставленной задачи, т. е. конечный спортивный результат.

Комплекс функциональных систем, обеспечивающих конечный спортивный результат, формируется организмом спортсмена ради достижения этого результата. Отсутствие результата или систематически недостаточный его уровень могут не только стимулировать формирование данного комплекса, но и разрушать его, прекращать функционирование в зависимости от величины и характера физиологических резервов, воли, мотивации и других факторов. Таким образом, адаптация к мышечной деятельности представляет собой системный ответ организма, направленный на достижение состояния высокой тренированности и минимизацию физиологической цены за это.

3. Срочная и долговременная адаптация к физическим нагрузкам

Выделяют 2 вида адаптации— срочную (несовершенную) и долговременную (совершенную).

Срочная адаптация возникает непосредственно после начала действия раздражителя и может реализоваться на основе готовых, ранее сформировавшихся физиологических механизмов и программ (увеличение теплопродукции в ответ на холод, увеличение теплоотдачи в ответ на жару, рост легочной вентиляции, ударного и минутного объемов крови в ответ на физическую нагрузку и недостаток кислорода, приспособление органа зрения к темноте и др.). Отличительной чертой срочной адаптации является то, что деятельность организма протекает на пределе его возможностей при почти полной мобилизации физиологических резервов, но далеко не всегда обеспечивает необходимый адаптационный эффект.

Срочная адаптация к физическим нагрузкам характеризуется максимальной по уровню и неэкономной гиперфункцией, ответственной за адаптацию функциональной системы, резким снижением физиологических резервов данной системы, явлениями чрезмерной стресс-реакции организма и возможным повреждением органов и систем.

Долговременная адаптация возникает постепенно, в результате длительного или многократного действия на организм факторов среды. Она возникает не на основе готовых физиологических механизмов, а на базе вновь сформированных программ регулирования.

Долговременная адаптация развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что в итоге постепенного количественного накопления каких-то изменений организм приобретает новое качество в определенном виде деятельности. В результате обеспечивается осуществление организмом ранее недостижимых силы, скорости и выносливости при физических нагрузках, развитие устойчивости организма к значительной гипоксии, которая ранее была несовместима с активной жизнедеятельностью, способность организма к работе при существенно измененных показателях гомеостаза, развитие устойчивости к холоду, теплу, большим дозам ядов, введение которых ранее было смертельным.

В процессе адаптации организма энергетический обмен перестраивается в направлении более экономного расходования энергии в состоянии покоя и повышенной мощности метаболизма в условиях физического напряжения.

Таким образом, долговременная адаптация сопровождается следующими физиологическими процессами:

а) перестройкой регуляторных механизмов,

б) мобилизацией и использованием резервных возможностей организма,

в) формированием специальной функциональной системы адаптации к конкретной трудовой (спортивной) деятельности человека

Эти три физиологические реакции являются главными и основными составляющими процесса адаптации, а общебиологическая закономерность таких приспособительных перестроек относится к любой деятельности человека.

4. Функциональная система адаптации

В достижении устойчивой и совершенной адаптации большую роль играют перестройка регуляторных приспособительных механизмов и мобилизация физиологических резервов, а также последовательность их включения на разных функциональных уровнях. Вначале включаются обычные физиологические реакции и лишь затем реакции напряжения механизмов адаптации, требующие значительных энергетических затрат с использованием резервных возможностей организма, что приводит к формированию специальной функциональной системы адаптации, обеспечивающей конкретную деятельность человека. Такая функциональная система у спортсменов представляет собой вновь сформированное взаимоотношение нервных центров, гормональных, вегетативных и исполнительных органов, необходимое для решения задач приспособления организма к физическим нагрузкам.

Морфофункциональной основой такой системы является образование в организме системного структурного следа в ответ на мышечную работу, что проявляется созданием новых межцентральных взаимосвязей, повышением активности дыхательных ферментов, гипертрофией сердца, скелетных мышц и надпочечников, увеличением количества митохондрий, усилением функций вегетативных систем.

В целом, функциональная система, ответственная за адаптацию к физическим нагрузкам, включает в себя три звена:

афферентное,

центральное регуляторное и

эффекторное.

Афферентное звено функциональной системы адаптации состоит из рецепторов, а также чувствительных нейронов и совокупностей афферентных нервных клеток в центральной нервной системе. Все эти элементы нервной системы воспринимают раздражения из внешней среды и от самого организма и участвуют в осуществлении так называемого афферентного синтеза, необходимого для адаптации. Афферентный синтез возникает, по П. К. Анохину, при взаимодействии мотивации, памяти, обстановочной и пусковой информации. В спорте, в одних случаях (например, у бегунов, лыжников, гимнастов), афферентный синтез для принятия решения о начале своих движений относительно прост и это облегчает формирование адаптивной системы, в других же (единоборства, спортивные игры), весьма сложен и это затрудняет образование такой системы.

Центральное регуляторное звено функциональной системы представлено нейрогенными и гуморальными процессами управления адаптивными реакциями. В ответ на афферентные сигналы нейрогенная часть звена включает двигательную реакцию и мобилизует вегетативные системы на основе рефлекторного принципа регуляции функций. Афферентная импульсация от рецепторов к коре головного мозга вызывает возникновение положительных (возбудительных) и отрицательных (тормозных) процессов, которые и формируют функциональную адаптивную систему. В адаптированном организме нейрогенная часть звена быстро и четко реагирует на афферентную импульсацию соответствующей мышечной активностью и мобилизацией вегетативных функций. В неадаптированном организме такого совершенства нет, мышечное движение будет выполнено приблизительно, а вегетативное обеспечение окажется недостаточным.

При поступлении сигнала о физической нагрузке одновременно с описанными выше изменениями происходит нейрогенная активация гуморальной части центрального регуляторного звена, ответственного за управление адаптационным процессом. Функциональное значение гуморальных реакций (повышенное высвобождение гормонов, ферментов и медиаторов) определяется тем, что они путем воздействия на метаболизм органов и тканей обеспечивают более полноценную мобилизацию функциональной адаптивной системы и ее способность к длительной работе на повышенном уровне.

Эффекторное звено функциональной системы адаптации включает в себя скелетные мышцы, органы дыхания, кровообращения, кровь и другие вегетативные системы. Интенсивность и длительность физических нагрузок на уровне скелетных мышц определяется тремя основными факторами: числом и типом активируемых моторных единиц; уровнем и характером биохимических процессов в мышечных клетках; особенностями кровоснабжения мышц, от чего зависит приток кислорода, питательных веществ и удаление метаболитов. Увеличение силы, скорости и точности движений в процессе долговременной адаптации достигается двумя основными процессами: формированием в центральной нервной системе функциональной системы управления движениями и морфофункциональными изменениями в мышцах (гипертрофия мышц, увеличение мощности систем аэробного и анаэробного энергообразования, перераспределение кровотока и др.).

Таким образом, формирование функциональной адаптивной системы с вовлечением в этот процесс различных морфофункциональных структур организма составляет принципиальную основу долговременной адаптации к физическим нагрузкам и реализуется повышением эффективности деятельности различных органов и систем, и организма в целом. Зная закономерности формирования функциональной системы, можно различными средствами эффективно влиять на отдельные ее звенья, ускоряя приспособление к физическим нагрузкам и повышая тренированность, т. е. управлять адаптационным процессом.

5. Физиологические резервы организма и их характеристика

Под физиологическими резервами организма понимается выработанная в процессе эволюции адаптационная и компенсаторная способность органа, системы и организма в целом усиливать во много раз интенсивность своей деятельности по сравнению с состоянием относительного покоя.

В качестве примера проявления физиологических резервов можно указать на то, что во время тяжелой физической нагрузки минутный объем крови (МОК) у хорошо тренированного человека может достигать 40 л, т. е. увеличиваться в 8 раз, легочная вентиляция при этом возрастает в 10 раз, обусловливая увеличение потребления кислорода и выделение углекислого газа в 15 раз и более. В этих условиях работа сердца человека, как показывают расчеты, возрастает в 10 раз.

Все резервные возможности организма Л. С. Мозжухин предлагает разделить на две группы:

Социальные резервы (психологические и спортивно-технические)

Биологические резервы (структурные, биохимические и физиологические).

Физиологические резервы включаются не все сразу, а поочередно:

первая очередь резервов реализуется при работе до 30% от абсолютных возможностей организма и включает переход от состояния покоя к повседневной деятельности. Механизм этого процесса — условные и безусловные рефлексы.

вторая очередь включения осуществляется при напряженной деятельности, нередко в экстремальных условиях при работе от 30% до 65% от максимальных возможностей (тренировки, соревнования). При этом включение резервов происходит благодаря нейрогуморальным влияниям, а также волевым усилиям и эмоциям.

− резервы третьей очереди включаются обычно в борьбе за жизнь, часто после потери сознания, в агонии. Включение резервов этой очереди обеспечивается безусловно-рефлекторным путем и обратной гуморальной связью.

Во время соревнований или работы в экстремальных условиях диапазон физиологических резервов снижается, поэтому основная задача состоит в его повышении. Оно может достигаться закаливанием организма, общей и специально направленной физической тренировкой, использованием фармакологических средств и адаптогенов. При этом тренировки восстанавливают и закрепляют физиологические резервы организма, ведут к их расширению. П. Павлов указывал, что израсходованные ресурсы организма восстанавливаются не только до исходного уровня, но и с некоторым избытком (феномен избыточной компенсации). Биологический смысл этого феномена огромен: повторные нагрузки, приводящие к суперкомпенсации, обеспечивают повышение рабочих возможностей организма. В этом и состоит главный эффект систематических тренировок. Под влиянием тренирующих воздействий спортсмен в процессе восстановления становится сильнее, быстрее и выносливее, т. е. в конечном итоге расширяются его физиологические резервы.

Вопросы для самоконтроля:

Что такое адаптация?

Какие виды приспособительных изменений в организме происходят в результате адаптационных процессов?

Охарактеризуйте стадии адаптационных изменений у спортсмена?

Что такое «цена адаптации»? В каких формах она выражается?

Дайте определение тренированности. Раскройте физиологическую сущность состояния тренированности.

Опишите изменения, происходящие в организме в результате срочной и долговременной адаптации?

Перечислите и охарактеризуйте звенья функциональной системы, ответственной за адаптацию к физическим нагрузкам.

Что такое физиологические резервы организма?

Перечислите и охарактеризуйте группы резервных возможностей организма по Л. С. Мозжухину.

Опишите очередность включения резервных возможностей организма при физических нагрузках.

Рекомендуемая литература:

Агаджанян Н.А. Проблемы адаптации и учение о здоровье: Учеб. Пособие / Н.А.Агаджанян, Р.М.Баевский, А.П.Берсенева.– М.: РУДН. 2006.– 284 с.

Давыдова Н.С. Физиология двигательной деятельности: учебное пособие.− Иркутск: изд-во Иркут. гос. пед. ун-та, 2007.−112 с.

Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического воспитания и спорта: Учеб. Для студ. сред. и высш. учеб. заведений. – М.: Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2002.− 608с.

Солодков А.С., Сологуб Е.Б. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник. – М.: Олимпия Пресс, 2005. – 528с.

ЛЕКЦИЯ 2

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ОРГАНИЗМЕ

ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ

План:

Изменения функций организма человека, происходящие под воздействием физических упражнений.

Функциональные сдвиги в организме при нагрузках постоянной и переменной мощности.

Физиологические критерии, определяющие адаптированность организма к физическим нагрузкам.

Физические нагрузки вызывают перестройки различных функций организма, особенности и степень которых зависят от мощности и характера двигательной деятельности.

1. Изменения функций организма человека, происходящие под воздействием физических упражнений

В состоянии покоя деятельность различных функций организма находится на относительно не высоком уровне, при переходе же к рабочему уровню происходит перестройка функций различных органов и систем на более высокий уровень активности и новое межсистемное согласование на рабочем уровне.

В ЦНС происходит повышение лабильности и возбудимости многих нейронов. В различных отделах ЦНС создается функциональная система нервных центров, обеспечивающая выполнение задуманной цели действия на основе анализа внешней информации. Возникающий комплекс нервных центров становится рабочей доминантой, которая имеет повышенную возбудимость, подкрепляется различными афферентными раздражениями и избирательно затормаживает реакции на посторонние раздражители. Создается цепь условных и безусловных рефлексов или двигательный динамический стереотип, облегчающий последовательное выполнение одинаковых движений (в циклических упражнениях) или программы различных двигательных актов (в ациклических упражнениях).

Еще перед началом работы в коре больших полушарий происходит предварительное программирование и формирование преднастройки на предстоящее движение, которые отражаются в различных формах изменений электрической активности.

В спинном мозге за 60 мс перед началом двигательной деятельности повышается возбудимость мотонейронов.

В мобилизации функций организма и их резервов значительна роль симпатической нервной системы, выделения гормонов гипофиза и надпочечников.

В двигательном аппарате при работе повышаются возбудимость и лабильность работающих мышц, повышается чувствительность их проприорецепторов, растет температура и снижается вязкость мышечных волокон. В мышцах дополнительно открываются капилляры, которые в состоянии покоя находились в спавшемся состоянии и улучшается кровоснабжение. Однако при больших статических напряжениях (более 30% максимального усилия) кровоток в мышцах резко затрудняется или вовсе прекращается из-за сдавливания кровеносных сосудов. Нервные импульсы, приходящие в мышцу с небольшой частотой, вызывают слабые одиночные сокращения мышечных волокон, а при повышении частоты – их более мощные тетанические сокращения.

Различные двигательные единицы (ДЕ) в целой скелетной мышце при длительных физических нагрузках вовлекаются в работу попеременно, восстанавливаясь в периоды отдыха, а при больших кратковременных напряжениях – включаются синхронно. В зависимости от мощности работы активируются разные ДЕ: при небольшой интенсивности работы активны лишь высоковозбудимые и менее мощные медленные двигательные единицы, а с повышением мощности работы – промежуточные и маловозбудимые, но наиболее мощные быстрые двигательные единицы.

Дыхание значительно увеличивается при мышечной работе – растет глубина дыхания (до 2-3 л) и частота дыхания (до 40-60 вдохов в 1мин). Минутный объем дыхания при этом может увеличиваться до 150-200 л мин. Однако большое потребление кислорода дыхательными мышцами (до 1 л/мин) делает нецелесообразным предельное напряжение внешнего дыхания.

Сердечнососудистая система, участвуя в доставке кислорода работающим тканям, претерпевает следующие изменения: увеличивается систолический объем крови (при больших нагрузках у спортсменов до 150-200 мл), нарастает ЧСС (до 180 уд/мин и более), растет минутный объем крови (у тренированных спортсменов до 35л/мин и более). Происходит перераспределение крови в пользу работающих органов (скелетных и сердечной мышц, легких) и снижение кровоснабжения внутренних органов и кожи. Перераспределение крови тем более выражено, чем больше мощность работы. Количество циркулирующей крови при работе увеличивается за счет ее выхода из кровяных депо. Увеличивается скорость кровотока, а время кругооборота крови снижается вдвое.

В системе крови наблюдается увеличение количества форменных элементов: миогенный эритроцитоз, миогенный тромбоцитоз и миогенный лейкоцитоз. При работе увеличивается отдача кислорода из крови в ткани, что приводит к увеличению артерио-венозной разности по кислороду и коэффициента использования кислорода.

Рост кислородного долга при передвижениях спортсменов на средних и длинных дистанциях сопровождается увеличением в крови концентрации молочной кислоты и снижением рН крови. В связи с потерей воды и увеличением количества форменных элементов повышение вязкости крови достигает 70%.

При циклических упражнениях различной длительности с увеличением дистанции снижаются единичные энерготраты (ккал в 1 с) и растут суммарные энерготраты (до 2-3 ккал на всю работу), а анаэробный путь энергопродукции (за счет АТФ, КрФ и гликолиза) сменяется постепенно аэробным путем (за счет окисления углеводов, а затем и жиров).

2. Функциональные сдвиги в организме при нагрузках постоянной и переменной мощности

Функциональные изменения в организме спортсмена зависят от характера физической нагрузки. Если работа совершается с относительно постоянной мощностью (циклические упражнения на средних, длинных и сверхдлинных дистанциях), то степень функциональных сдвигов зависит от уровня ее мощности. Чем больше мощность работы, тем больше потребление кислорода в единицу времени, минутный объем крови и дыхания, ЧСС, выброс катехоламинов. Эти изменения имеют индивидуальные особенности, связанные с генетическими свойствами организма: у некоторых лиц реакция на нагрузку сильно выражена, а у других– незначительна. Функциональные сдвиги также зависят от уровня работоспособности и спортивного мастерства. Имеются также половые и возрастные различия. При одинаковой мощности мышечной работы функциональные сдвиги больше у менее подготовленных лиц, а также у женщин по сравнению с мужчинами и у детей по сравнению со взрослыми.

Особенно следует отметить прямо пропорциональную зависимость между мощностью работы и ЧСС, которая у взрослых тренированных лиц наблюдается в диапазоне от 130 до 180 уд/мин, а у пожилых – от 110 до 150-160 уд/мин. Именно эта закономерность лежит в основе различных тестов физической работоспособности, так как регистрация ЧСС наиболее доступна в естественных условиях двигательной деятельности.

Работа переменной мощности особенно характерна для спортивных игр и единоборств, она наблюдается и при стандартных ациклических упражнениях – в гимнастике, акробатике, фигурном катании и др., а также при рывках, спуртах, финишировании в циклических упражнениях.

Каждое изменение мощности работы требует нового сдвига активности различных органов и систем организма спортсмена. При этом быстрые изменения в деятельности ЦНС и двигательного аппарата, не могут сопровождаться такими же быстрыми перестройками вегетативного обеспечения работы. На этот переходный процесс затрачивается некоторое время, так называемое время задержки. В это время ткани организма испытывают недостаточность кислородного снабжения и возникает кислородный долг. Чем больше спортсмен адаптирован к работе переменной мощности, тем меньше у него время задержки, т. е. быстрее возникают сдвиги в дыхании, кровообращении, энерготратах и накапливается меньший кислородный долг. Вегетативные системы у адаптированных спортсменов становятся более лабильными – они легче повышают функциональную активность при повышении мощности работы и быстрее успевают восстанавливаться при каждом ее снижении, даже в процессе работы. Восстановление по ходу работы не доводит функциональные показатели до уровня покоя, а сохраняет их на некотором оптимальном уровне.

Для тестирования адаптации спортсменов к работе переменной мощности используют физические нагрузки (степт-тест, велоэргометрический тест), в которых в случайном порядке или с определенной закономерностью варьируют мощность работы и при этом регистрируют ЧСС (или другие физиологические показатели). Расчет корреляции ЧСС и мощности нагрузки позволяет судить о приспособленности организма конкретного спортсмена к данной работе.

3. Физиологические критерии, определяющие адаптированность организма к физическим нагрузкам

Знание основных закономерностей функциональных сдвигов организма человека при мышечной работе позволяет их использовать для решения многих прикладных задач. Среди важнейших физиологических критериев, определяющих адаптированность организма спортсмена к физическим нагрузкам и текущий уровень работоспособности можно отметить следующие:

скорость перестройки деятельности отдельных органов и систем организма от уровня покоя на оптимальный рабочий уровень и скорость обратного перехода к уровню покоя, что характеризует хорошую приспособленность организма спортсменов к физическим нагрузкам;

длительность удержания рабочих сдвигов различных функцийна оптимальном рабочем уровне, что определяет адаптацию кработе постоянной мощности;

величина функциональных сдвигов при одинаковой работе, по которой можно оценивать более высокую подготовленность спортсмена по более экономному выполнению нагрузки;

прямо пропорциональная зависимость между уровнем потребления кислорода, ЧСС, минутного объема дыхания и кровообращения, с одной стороны, и мощностью работы, с другой стороны, которая позволяет использовать различные нагрузочные тесты с регистрацией данных показателей для оценки работоспособности спортсменов.

Вопросы для самоконтроля:

Какие изменения происходят в ЦНС под воздействием физических упражнений?

Что такое рабочая доминанта?

Какие изменения происходят в двигательном аппарате под воздействием физических упражнений?

Какие изменения происходят в кислородтранспортной системе в результате систематической двигательной деятельности?

Охарактеризуйте изменения, происходящие в организме спортсмена при выполнении им работы постоянной мощности.

Охарактеризуйте изменения, происходящие в организме спортсмена при выполнении им работы переменной мощности.

Какие физические нагрузки используют для тестирования адаптации спортсменов к работе переменной мощности?

Перечислите важнейшие физиологические критерии, определяющие адаптированность организма спортсмена к физическим нагрузкам и текущий уровень работоспособности.

Рекомендуемая литература:

Агаджанян Н.А. Проблемы адаптации и учение о здоровье: учеб. пособие / Н.А.Агаджанян, Р.М.Баевский.– М.: РУДН. 2006.– 284 с.

Давыдова Н.С. Физиология двигательной деятельности: учебное пособие.− Иркутск: изд-во Иркут. гос. пед. ун-та, 2007.−112 с.

Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического воспитания и спорта: Учеб. Для студ. сред. и высш. учеб. заведений. – М.: Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2002.− 608с.

Спортивная физиология / под ред. Я. М. Коца. – М.: Физкультура и спорт, 1986.– 240 с.

Фомин Н.А., Вавилов Ю.Н. Физиологические основы двигательной активности. – М.: ФиС, 1991.− 539с.

ЛЕКЦИЯ 3

КЛАССИФИКАЦИЯ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ

План:

1. Физические упражнения. Классификация физических упражнений.

2. Физиологическая классификация спортивных упражнений в соответствии с типом сокращения основных мышц.

3. Классификация циклических упражнений в зависимости от характера энергообеспечения (по А.Р.Гоцу)

4. Характеристика динамических физических упражнений по зонам мощности (В.С.Фарфель).

Физические упражнения. Классификация физических упражнений

К основным средствам физического культуры относят: физические упражнения, естественные силы природы и гигиенические факторы.

Физические упражнения– это двигательные действия человека, направленные на решение таких задач физической культуры, как повышение работоспособности и оздоровление населения.

Физические, в том числе спортивные упражнения, классифицируются для следующих целей:

— для понимания общих механизмов воздействия различных упражнений на организм в целом или его отдельные системы;

— для правильного подбора и расширения диапазона средств воздействия на организм занимающегося.

В настоящее время в физиологии спорта существует целый ряд классификаций физических упражнений. Приведем в пример некоторые из них:

Общая классификация физических упражнений:

Классификация физических упражнений по признаку исторически сложившихся систем физического воспитания:

а) гимнастика

б) игры

в) спорт

г) туризм.

2. Классификация физических упражнений по их анатомическому признаку- все физические упражнения группируются по их воздействию на:

а) мышцы рук,

б) ног,

в) брюшного пресса,

г) спины и т.д.

3. Классификация физических упражнений по признаку их преимущественной направленности на воспитание отдельных физических качеств:

а) собственно- силовые,



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | ... | Вперед → | Последняя | Весь текст




map