Реферат: Социально-биологические основы физической культуры

Министерствообщего и профессионального

образованияРФ

Красноярский Государственный Университет

Кафедра физической культуры

РЕФЕРАТ

Тема:«Социально – биологические основы физической культуры»

Выполниластудентка:

Группа: Э-16

г. Красноярск

2001 г.

Организм как единаясаморазвивающаяся и саморегулирующаяся биологическаясистема……………………………………………………………………………………стр

Внешняя среда и еевоздействие на организм человека…………………………стр

Средства физическойкультуры, обеспечивающие устойчивость к умственной и физическойработоспособности……………………………………………………  стр

Двигательная функция и повышение уровня адаптации иустойчивости организма человека к различным условиям внешней среды………………………………… стр 

Литература……………………………………………………………………………… стр

Медико-биологические ипедагогические науки имеют дело с человеком как с существом не толькобиологическим, но и социальным. Социальность – специфическая сущность человека,которая не упраздняет его биологической субстанции, ведь биологическое началочеловека – необходимое условие для формирования и проявления социального образажизни. Между тем творят историю, изменяют живой и неживой мир, созидают иразрушают, устанавливают мировые и олимпийские рекорды не организмы, а люди,человеческие личности. Таким образом, соииально-биологические основы физическойкультуры – это принципы взаимодействия социальных и биологическихзакономерностей в процессе овладения человеком ценностями физической культуры.

Естественно-научные основыфизической культуры – комплекс медико-биологических наук (анатомия, физиология,биология, биохимия, гигиена и др.). Анатомия и физиология – важнейшиебиологические науки о строении и функциях человеческого организма. Человекподчиняется биологическим закономерностям, присущим всем живым существам.Однако от представителей животного мира он отличается не только строением, норазвитым мышлением, интеллектом, речью, особенностями социально-бытовых условийжизни и общественных взаимоотношений. Труд и влияние социальной среды впроцессе развития человечества повлияли на биологические особенности организмасовременного человека и его окружение. В основе изучения органов и межфункциональныхсистем человека принцип целостности и единства организма с внешней природной исоциальной средой.

Организм – слаженная единаясаморегулирующаяся и саморазвивающаяся биологическая система, функциональнаядеятельность которой обусловлена взаимодействием психических, двигательных ивегетативных реакций на воздействия окружающей среды, которые могут быть какполезными, так и пагубными для здоровья. Отличительная особенность человека –сознательное и активное воздействие на внешние природные и социально-бытовыеусловия, определяющие состояние здоровья людей, их работоспособность,продолжительность жизни и рождаемость (репродуктивность).

Без знаний о строении человеческого тела, о закономерностяхфункционирования отдельных органов и систем организма, об особенностяхпротекания сложных процессов его жизнедеятельности нельзя организовать процессформирования здорового образа жизни и физической подготовки населения, в томчисле и учащейся молодежи. Достижения медико-биологических наук лежат в основепедагогических принципов и методов учебно-тренировочного процесса, теории иметодики физического воспитания и спортивной тренировки.

Организм как единаясаморазвивающаяся и саморегулирующаяся биологическая система.            

Развитие организма осуществляется во всепериоды его жизни – с момента зачатия и до ухода из жизни. Это развитиеназывается индивидуальным, или развитием в онтогенезе. При этом различают двапериода: внутриутробный (от момента зачатия и до рождения) и внеутробный (послерождения).        

Каждый родившийся человек наследует отродителей врожденные, генетически обусловленные черты и особенности, которые вомногом определяют индивидуальное развитие в процессе его дальнейшей жизни.

Оказавшись после рождения, образноговоря, в условиях автономного режима, ребенок быстро растет, увеличиваетсямасса, длина и площадь поверхности его тела. Рост человека продолжаетсяприблизительно до 20 лет. Причем у девочек наибольшая интенсивность ростанаблюдается в период от 10 до 13, а у мальчиков от 12 до 16 лет. Увеличение массытела происходит практически параллельно с увеличением его длины истабилизируется к 20 – 25 годам.

Необходимо отметить, что за последние100 – 150 лет в ряде стран наблюдается раннее морфофункциональное развитиеорганизма у детей и подростков. Это явление называют акселерацией (лат. ассе1еra — ускорение),оно связано не только с ускорением роста и развития организма вообще, но и сболее ранним наступлением периода половой зрелости, ускоренным развитиемсенсорных (лат. вепре – чувство), двигательных координаций и психическихфункций. Поэтому границы между возрастными периодами достаточно условны и этосвязано со значительными индивидуальными различиями, при которых«физиологический» возраст и «паспортный» не всегда совпадают.

Как правило, юношеский возраст (16 – 21год) связан с периодом созревания, когда все органы, их системы и аппаратыдостигают своей морфофункциональной зрелости. Зрелый возраст (~2 – 60 лет)характеризуется незначительными изменениями строения тела, а функциональныевозможности этого достаточно продолжительного периода жизни во многомопределяются особенностями образа жизни, питания, двигательной активности.Пожилому возрасту (61 – 74 года) и старческому (75 лет и более) свойственныфизиологические процессы перестройки снижение активных возможностей организма иего систем – иммунной, нервной, кровеносной и др. Здоровый образ жизни,активная двигательная деятельность в процессе жизни существенно замедляютпроцесс старения.

В основе жизнедеятельности организмалежит процесс автоматического поддержания жизненно важных факторов нанеобходимом уровне, всякое отклонение от которого ведет к немедленноймобилизации механизмов, восстанавливающих этот уровень (гомеостаз).

Гомеостаз – совокупность реакций,обеспечивающих поддержание или восстановление относительно динамическогопостоянства внутренней среды и некоторых физиологических функций организмачеловека (кровообращения, обмена веществ, терморегуляции и др.). Этот процессобеспечивается сложной системой координированных приспособительных механизмов,направленных на устранение или ограничение факторов, воздействующих на организмкак из внешней, так и из внутренней среды. Они позволяют сохранять постоянствосостава, физико-химических и биологических свойств внутренней среды, несмотряна изменения во внешнем мире и физиологические сдвиги, возникающие в процессежизнедеятельности организма. В нормальном состоянии колебания физиологических ибиохимических констант происходят в узких гомеостатических границах, и клеткиорганизма живут в относительно постоянной среде, так как они омываются кровью,лимфой и тканевой жидкостью. Постоянство физико-химического составаподдерживается благодаря саморегуляции обмена веществ, кровообращения,пищеварения, дыхания, выделения и других физиологических процессов.

Организм – сложная биологическаясистема. Все его органы связаны между собой и взаимодействуют. Нарушениедеятельности одного органа приводит к нарушению деятельности других.

Огромное количество клеток, каждая изкоторых выполняет свои, присущие только ей функции в общейструктурно-функциональной системе организма, снабжаются питательными веществамии необходимым количеством кислорода для того, чтобы осуществлялись жизненнонеобходимые процессы энергообразования, выведения продуктов распада,обеспечения различных биохимических реакций жизнедеятельности и т.д. Этипроцессы происходят благодаря регуляторным механизмам, осуществляющим своюдеятельность через нервную, кровеносную, дыхательную, эндокринную и другиесистемы организма.

            Внешняясреда и ее воздействие на организм и жизнедеятельность человека

Внешняя среда. На человекавоздействуют различные факторы окружающей среды. При изучении многообразныхвидов его деятельности н обойтись без учета влияния природных факторов(барометрическое давление, газовый состав и влажность воздуха, температураокружаю щей среды, солнечная радиация – так называемая физическая окружающаясреда), биологических факторов растительного и животного  окружения, а такжефакторов социальной среды с результатами бытовой, хозяйственной,производственной и творческой деятельности человека.

 Из внешней среды в организм поступаютвещества, необходимые для его жизнедеятельности и развития, а такжераздражители (полезные и вредные), которые нарушают постоянство внутреннейсреды. Организм путем взаимодействия функциональных систем всячески стремитсясохранить необходимое постоянство своей внутренней: среды.

Деятельность всех органов и их систем вцелостном организме характеризуется определенными показателями, имеющими те илииные " диапазоны колебаний. Одни константы стабильны и довольно жесткие(например, рН крови 7,36 – 7,40, температура тела – в пределах 35 –:42«0), другие и в норме отличаются значительными колебаниями (например,ударный объем сердца – количество крови, выбрасываемой за! одно сокращение –50 – 200 см»). Низшие позвоночные, у которых регуляция показателей,характеризующих состояние внутренней среды, несовершенна, оказываются во властифакторов окружающей среды. Например, лягушка, не обладая механизмом,регулирующим постоянство температуры тела, дублирует температуру внешней средынастолько, что зимой все жизненные процессы у нее затормаживаются, а летом,оказавшись вдалеке от воды, она высыхает и гибнет. В процессе филогенетическогоразвития высшие животные, в том числе и человек, как бы сами себя поместили втеплицу, создав свою стабильную внутреннюю среду и обеспечив тем самымотносительную независимость от внешней среды.

Природные социально-экологическиефакторы и их воздействие на организм.

Природные и социально-биологическиелогические факторы, влияющие на организм человека, неразрывно связаны свопросами экологического характера.

Экология (греч,oikos– дом, жилище,родина + logos – понятие,учение) – это и область знания, и часть биологии, и учебная дисциплина, и комплекснаянаука. Экология рассматривает взаимоотношения организмов друг с другом и снеживыми компонентами природы: Земли (ее биосферы). Экология человека изучаетзакономерности взаимодействия человека с природой, проблемы сохранения иукрепления здоровья. Человек зависит от условий среды обитания точно так же,как природа зависит от человека. Между тем влияние производственнойдеятельности на окружающую природу (загрязнение атмосферы, почвы, водоемовотходами производства, вырубка лесов, повышенная радиация в результате аварий инарушений технологий) ставит под угрозу существование самого человека. Кпримеру, в крупных городах значительно ухудшается естественная среда обитания,нарушаются ритм жизни, психоэмоциональная ситуация труда, быта, отдыха, меняетсяклимат. В городах интенсивность солнечной радиации на 15 – 20% ниже, чем вприлегающей местности, зато среднегодовая температура выше на 1 – 2«0,менее значительны суточные и сезонные колебания, ниже атмосферное давление,загрязненный воздух. Все эти изменения оказывают крайне неблагоприятноевоздействие на физическое и психическое здоровье человека. Около 80М болезнейсовременного человека – результат ухудшения экологической ситуации на планете.Экологические проблемы напрямую связаны с процессом организации и проведениясистематических занятий физическими упражнениями и спортом, а также сусловиями, в которых они происходят.

Средства физической культуры,обеспечивающие устойчивость к умственной и физической работоспособности

            Основноесредство физической культуры — физические упражнения. Существуетфизиологическая классификация упражнений, в которой вся многообразная мышечнаядеятельность объединена в отдельные группы упражнений по физиологическимпризнакам.     Устойчивость организма к неблагоприятным факторам зависит от:врожденных и приобретенных свойств. Она весьма подвижна и поддается тренировкекак средствами мышечных нагрузок, так и различными внешними воздействиями(температурными колебаниями, недостатком или избытком кислорода, углекислогогаза). Отмечено, например, что физическая тренировка путем совершенствованияфизиологических механизмов повышает устойчивость к перегреванию,переохлаждению, гипоксии, действию некоторых токсических веществ, снижаетзаболеваемость и повышает работоспособность. Тренированные лыжники приохлаждении их тела до 350С сохраняют высокую работоспособность. Еслинетренированные люди не в состоянии выполнять работу при подъеме их температурыдо 37 – 380С, то тренированные успешно справляются с нагрузкой дажетогда, когда температура их тела достигает 390С и более.

У людей, которые систематически иактивно занимаются физическими упражнениями, повышается психическая, умственнаяи эмоциональная устойчивость при выполнении напряженной умственной илифизической деятельности. 

К числу основных физических илидвигательных) качеств, обеспечивающих высокий уровень физическойработоспособности человека, относят силу, быстроту и выносливость, которыепроявляются в определенных соотношениях в зависимости от условий выполнения тойили иной двигательной деятельности, ее характера, специфики, продолжительности,мощности и интенсивности. К названным физическим качествам следует добавитьгибкость и ловкость, которые во многом определяют успешность выполнениянекоторых видов физических упражнений. Многообразие и специфичность воздействияупражнений на организм человека можно понять, ознакомившись с физиологическойклассификацией физических упражнений (с точки зрения спортивных физиологов). Воснову ее положены определенные физиологические классификационные признаки,которые присущи всем видам мышечной деятельности, входящим в конкретную группу.Так, по характеру мышечных сокращений работа мышц может носить статический илидинамический характер. Деятельность мышц в условиях сохранения неподвижного положениятела или его звеньев, а также упражнение мышц при удержании какого-либо грузабез его перемещения характеризуется как статическая работа (статическоеусилие). Статическими усилиями характеризуется поддержание разнообразных позтела, а усилия мышц при динамической работе связаны с перемещениями тела илиего звеньев в пространстве.

Значительная группа физическихупражнений выполняется в строго постоянных (стандартных) условиях как натренировках, так и на соревнованиях; двигательные акты при этом производятся вопределенной последовательности. В рамках определенной стандартности движений иусловий их выполнения совершенствуется выполнение конкретных движений спроявлением силы, быстроты, выносливости, высокой координации при ихвыполнении.

Есть также большая группа физическихупражнений, особенность которых в нестандартности, непостоянстве условий ихвыполнения, в меняющейся ситуации, требующей мгновенной двигательной реакции(единоборства, спортивные игры). Две большие группы физических упражнений, связанныесо стандартностью или нестандартностью движений, в свою очередь, делятся наупражнения (движения) циклического характера (ходьба, бег, плавание, гребля,передвижения на коньках, лыжах, велосипеде и т.п.) и упражнения ациклическогохарактера (упражнения без обязательной слитной повторяемости определенныхциклов, имеющих четко выраженные начало и завершение движения: прыжки, метания,гимнастические и акробатические элементы, поднимание тяжестей). Общее длядвижений циклического характера состоит в том, что все они представляют работупостоянной и: переменной мощности с различной продолжительностью. Многообразныйхарактер движений не всегда позволяет точно определить мощность выполненнойработы (т.е. количество работы в единицу времени, связанное с силой мышечныхсокращений, их частотой и амплитудой), в таких случаях используется термин«интенсивность». Предельная продолжительность работы зависит от ее мощности,интенсивности и объема, а характер выполнения работы связан с процессомутомления в организме. Если мощность работы велика, то длительность ее малавследствие быстро наступающего утомления, и наоборот. При работе циклическогохарактера спортивные физиологи различают зону максимальной мощности(продолжительность работы не превышает 20 – 30 с, причем утомление и снижениеработоспособности большей частью наступает уже через 10 – 15 с);субмаксимальной (от 20 – 30 до: 3 – 5 с); большой (от 3 – 5 до 30 – 50 мин) иумеренной (продолжительность 50 мин и более).

Особенности функциональных сдвигов организмапри выполнении различных видов циклической работы в различных зонах мощности:определяет спортивный результат. Так, например, основной характерной чертойработы в зоне максимальной мощности является то, что деятельность мышцпротекает в бескислородных (анаэробных) условиях. Мощность работы настольковелика, что организм не в состоянии обеспечить ее совершение за счеткислородных (аэробных) процессов.: Если бы такая мощность достигалась за счеткислородных реакций, то органы кровообращения и дыхания должны были обеспечитьдоставку к мышцам свыше 40 л кислорода в 1 мин. Но даже увысококвалифицированного спортсмена при полном усилении функции дыхания икровообращения потребление кислорода может только приближаться: к указаннойцифре. В течение же первых 10 – 20 с работы потребление кислорода в пересчетена 1 мин достигает лишь 1 – 2 л. Поэтому работа максимальной мощностивыполняется «в долг», который ликвидируется после окончания мышечнойдеятельности. Процессы дыхания и кровообращения во время работы максимальноймощности не успевают усилиться до уровня, обеспечивающего нужное количествокислорода, чтобы дать энергию работающим мышцам. Во время спринтерского бегаделается лишь несколько поверхностных дыханий, а иногда такой бег совершаетсяпри полной задержке дыхания. При этом афферентные и эфферентные отделы нервнойсистемы функционируют с максимальным напряжением, вызывая достаточно быстроеутомление клеток центральной нервной системы. Причина утомления самих мышцсвязана со значительным накоплением продуктов анаэробного обмена и истощениемэнергетических веществ в них. Главная масса энергии, освобождающаяся при работемаксимальной мощности, образуется за счет энергии распада АТФ и КФ. Кислородныйдолг, ликвидируемый в период восстановления после выполненной работы,используется на окислительный ресинтез (восстановление) этих веществ.

Снижение мощности и увеличениепродолжительности работы связано с тем, что помимо анаэробных реакцийэнергообеспечения мышечной деятельности разворачиваются также и процессыаэробного энергообразования. Это увеличивает (вплоть до полного удовлетворенияпотребности) поступление кислорода к работающим мышцам. Так, при выполненииработы в зоне относительно умеренной мощности (бег на длинные и сверхдлинныедистанции) уровень потребления кислорода может достигать примерно 85%максимально возможного. При этом часть потребляемого кислорода используется наокислительный ресинтез АТФ, КФ и углеводов. При длительной (иногдамногочасовой) работе умеренной мощности углеводные запасы организма (гликоген)значительно уменьшаются, что приводит к снижению содержания глюкозы в крови,отрицательно сказываясь на деятельности нервных центров, мышц и другихработающих органов. Чтобы восполнить израсходованные углеводные запасыорганизма в процессе длительных забегов и проплывов, предусматриваетсяспециальное питание растворами сахара, глюкозы, соками. Ациклические движенияне обладают слитной повторяемостью циклов и представляют собою стереотипноследующие фазы движений с четким завершением. Чтобы выполнить их, необходимопроявить силу, быстроту, высокую координацию движений (движения силового искоростно-силового характера). Успешность выполнения этих упражнений связана спроявлением либо максимальной силы, либо скорости, либо сочетания того и другогои зависит от необходимого уровня функциональной готовности систем организма вцелом.

К средствам физической культурыотносятся не только физические упражнения, но и оздоровительные силы природы(солнце, воздух и вода), гигиенические факторы (режим труда, сна, питания,санитарно-гигиенические условия). Использование оздоровительных сил, природыспособствует укреплению и активизации защитных сил организма, стимулирует обменвеществ и деятельность физиологических систем и отдельных органов. Чтобыповысить уровень физической и, лиственной работоспособности, необходимо быватьна свежем воздухе, отказаться от вредных привычек, проявлять двигательнуюактивность, заниматься закаливанием. Систематические занятия физическимиупражнениями в условиях напряженной учебной деятельности снимаютнервно-психические напряжения, а систематическая мышечная деятельность повышаетпсихическую, умственную и эмоциональную устойчивость организма при напряженнойучебной работе.

Рольупражнений и функциональные показатели тренированности организма в покое, привыполнении стандартной и предельно напряженной работы

            Формированиеи совершенствование различных морфофизиологических функций и организма в целомзависят от их способности к дальнейшему развитию, что имеет во многомгенетическую (врожденную) основу и особенно важно для достижения какоптимальных, так и максимальных показателей физической и умственнойработоспособности. При этом следует знать, что способность к выполнениюфизической работы может возрастать многократно, но до определенных пределов,тогда как умственная деятельность фактически не имеет ограничений в своемразвитии. Каждый организм обладает определенными резервными возможностями.Систематическая мышечная деятельность позволяет путем совершенствованияфизиологических функций мобилизовать те резервы, о существовании которых многиедаже не догадываются. Причем адаптированный к нагрузкам организм обладаетгораздо большими резервами, более экономно и полно может их использовать. Так,в результате целенаправленных систематических занятий физическими упражнениямиобъем сердца может увеличиваться в 2 – 3 раза, легочная вентиляция – в 20 – 30раз, максимальное потребление кислорода возрастает на порядок, устойчивость кгипоксии значительно повышается. Организм с более высокими морфофункциональнымипоказателями физиологических систем и органов обладает повышенной способностьювыполнять более значительные по мощности, объему, интенсивности ипродолжительности физические нагрузки. Особенности морфофункциональногосостояния разных систем организма, формирующиеся в результате двигательнойдеятельности, называют физиологическими показателями тренированности. Ониизучаются у человека в состоянии относительного покоя, при выполнениистандартных нагрузок и нагрузок различной мощности, в том числе и предельных.Одни физиологические показатели менее изменчивы, другие более и зависят отдвигательной специализации и индивидуальных особенностей каждого занимающегося.

Основное средство физической культуры впроцессе двигательной тренировки это физические упражнения. Во многих учебникахфизиологии приводятся данные о том, что процесс упражнения стал предметомнаучного исследования под влиянием эволюционного учения Ж. Ламарка и Ч. Дарвинатолько в „1“ в. В 1809 г. Ламарк опубликовал материал, где отметил,что у животных, обладающих нервной системой, развиваются органы, которыеупражняются, а органы, которые не упражняются – слабеют и уменьшаются. ЗаслугойП.Ф. Лесгафта, известного анатома и отечественного общественного деятеля 19 –начала 20 в., было то, что он показал конкретную морфологическую перестройкуорганизма и отдельных органов человека в процессе упражнений и тренировки.

Известные российские физиологи И.М.Сеченов и И.П. Павлов показали роль центральной нервной системы в развитиитренированности на всех стадиях упражнения при формировании приспособительныхпроцессов организма. В дальнейшем многие исследователи доказали, что упражнениевызывает глубокую перестройку во всех органах, и системах организма человека.Сущность упражнения (а следовательно, и тренировки) составляют физиологические,биохимические, морфологические изменения, возникающие под воздействиеммногократно повторяющейся работы или других видов активности и при изменяющейсянагрузке и отражающие единство расхода и восстановления функциональных иструктурных ресурсов в организме.

В ходе тренировки развитиеработоспособности организма имеет разную динамику, но оно характеризуетизменения, происходящие в организме в процессе упражнения, и отражает какнаследственные качества организма, так и. методы их развития исовершенствования, Таким образом, эффективность упражнения, находящая выражениев виде результата (достижение здоровья, успех в умственной, спортивной и другойдеятельности), может иметь разные пути и динамику на всем пути процессатренировки. Важная задача упражнения – сохранить здоровье и работоспособностьна оптимальном уровне за счет активизации восстановительных процессов.

В ходе упражнения совершенствуютсявысшая нервная деятельность, функции центральной нервной, нервно-мышечной,сердечно-сосудистой, дыхательной, выделительной и других систем, обмен веществи энергии, а также системы их нейрогуморального регулирования. Так, к числупоказателей тренированности в покое можно отнести:

1) изменения в состоянии центральнойнервной системы, увеличение подвижности нервных процессов, укорочение скрытогопериода двигательных реакций;

2) изменения опорно-двигательногоаппарата (увеличенная масса и возросший объем скелетных мышц, гипертрофия мышц,сопровождаемая улучшением их кровоснабжения, положительные биохимическиесдвиги, повышенная возбудимость и лабильность нервно-мышечной системы);

3) изменения функции органов дыхания(частота дыхания у тренированных в покое меньше, чем у нетренированных);кровообращения (частота сердечных сокращений в покое также меньше, чем унетренированных); состава крови и т.п.

 Экономизация функции.Тренированный организм расходует, находясь в покое; меньше энергии, чемнетренированный. Как показали исследования основного обмена, в состоянии покоя,утром, натощак, в дни, которым не предшествовали дни соревнований и усиленныхтренировок, общий расход энергии у тренированного организма ниже, чем унетренированного, на 10% и даже на 15%. Понижение энергетических затрат притренировке связано с соответствующим уменьшением количества потребляемогокислорода, вентиляции легких. Все это, обусловлено отчасти тем, чтотренированные лица лучше расслабляют свои мышцы, чем нетренированные.Дополнительное же напряжение мышц всегда связано с дополнительными энергетическимизатратами. Кроме того, у тренированных отмечается в состоянии покоя несколькоболее пониженная возбудимость нервной системы по сравнению с нетренированными.Наряду с этим у них хорошая уравновешенность процессов возбуждения иторможения. Все эти изменения свидетельствуют о том, что тренированный организмочень экономно расходует знерги1о в покое, в процессе глубокого отдыхасовершается перестройка его функций, происходит накопление энергии дляпредстоящей интенсивной деятельности.

Замедленная работа органовдыхания и кровообращения. Выше уже отмечалось, что в состояниипокоя у тренированных вентиляция легких меньше, чем у нетренированных; Этосвязано с малой частотой дыхательных движений. Глубина же отдельных дыханийизменяется незначительно, а подчас даже несколько увеличивается.

Подобная тенденция наблюдается и вработе сердца, Относительно: низкий уровень минутного объема крови в состояниипокоя у тренированного по сравнению с нетренированным обусловлен небольшойчастотой сердечных сокращений. Редкий пульс (брадикардия) – один, из основныхфизиологических спутников тренированности. У спортсменов, специализирующихся встайерских дистанциях, частота сердечных сокращений в покое особенно мала – 40удар/мин и меньше. Это почти никогда не наблюдается у неспортсменов. Для нихнаиболее типична частота пульса – около 70 удар/мин.

Тренировка накладывает глубокийотпечаток на организм, вызывая — в нем как морфологические, так физиологическиеи биохимические перестройки. Все они направлены на обеспечение высокойактивности, организма при выполнении работы.

Реакции на стандартные(тестирующие) нагрузки у тренированных лиц характеризуются следующимиособенностями: 1) все показатели деятельности функциональных систем в началеработы (в период врабатывания) оказываются выше, чем у нетренированных; 2) впроцессе работы уровень физиологических сдвигов менее высок; 3) периодвосстановления существенно короче. При одной и той же работе тренированныеспортсмены расходуют меньше энергии, чем нетренированные. У первых меньшевеличина.кислородного запроса, меньше размер кислородной задолженности, ноотносительно большая доля кислорода потребляется во время работы..Следовательно, одна и та же работа происходит у тренированных с большей долейучастия аэробных процессов, а у нетренированных – анаэробных. Вместе с тем вовремя одинаковой работы у тренированных ниже, чем у нетренированных, показателипотребления кислорода, вентиляции легких, частоты дыхания.

Аналогичные изменения наблюдаются вдеятельности сердечно-сосудистой системы. Минутный объем крови, частотасердечных сокращений, систолическое кровяное давление повышаются во времястандартной работы в меньшей степени у более тренированных. Изменения в химизмекрови и мочи, вызванные стандартной работой, у более тренированных, какправило, выражены слабее по сравнению с менее тренированными. У первых работавызывает меньшее нагревание организма и потоотделение, чем у вторых.

Характерны различия в показателях работысамих мышц. Электро-миографические исследования позволили обнаружить, чтоэлектрическая активность мышц у тренированных повышена не так сильно. как унетренированных, менее продолжительна, концентрируется к моменту наибольшихусилий, снижаясь до нуля в периоды расслабления. Более высокие показателивозбудимости мышц и нервной системы, неадекватные изменения функций различныханализаторов особенно выражены у менее тренированных.

Результаты всех этих исследованийпозволяют сделать два важных вывода относительно влияния тренировки. Первыйзаключается в том, что тренированный организм выполняет стандартную работу6олее экономно, чем нетренированный. Тренировка обусловливает такиеприспособительные изменения в организме, которые вызывают экономизацию всехфизиологических функций. Бурная реакция организма на работу у нетренированногочеловека проявляется в неэкономном расходовании сил и энергии, чрезмерномфункционировании различных физиологических систем, их малой взаимнойотрегулированности. В процессе тренировки организм приобретает способностьреагировать на ту же работу умереннее, его физиологические системы начинаютдействовать более согласованно, координированно, силы расходуются экономнее.Второй вывод состоит в том, что одна и та же работа по мере развитиятренированности становится менее утомительной. Для нетренированного стандартнаяработа может оказаться относительно трудной, выполняется им с напряжением,характерным для тяжелой работы, и вызывает утомление, тогда как длятренированного та же нагрузка будет относительно легкой, потребует меньшего'напряжения и не вызовет большого утомления.

Эти два взаимосвязанных результататренировки – возрастающая экономичность и уменьшающаяся утомительность работы –отражают ее физиологическое значение для организма. Явление экономизацииобнаружилось, как было показано выше, уже при исследовании организма всостоянии покоя. Исследования же во время работы позволили увидеть также тефизиологические процессы, которые обусловливают благоприятные реакции организмаработу вследствие. тренировки, уменьшают степень трудности и утомительностиработы. Процесс восстановления после стандартной работы у тренированныхзаканчивается раньше, чем у нетренированных. Ход кривой восстановлениякакой-либо функции сразу после работы у тренированных характеризуется болеекрутым спадом, в то время как у нетренированных – более пологим.

 Проявления тренированности припредельно напряженной работе

Нагрузка, выполняемая на тренировках исоревнованиях, не бывает стандартной. На соревнованиях каждый стремится достичьмаксимально возможной для него интенсивности работы. Физиологическиеисследования, проводимые при работе на пределе функциональных возможностейорганизма, могут дать представление о его физиологических возможностях.

Применяются три варианта исследованийпри такой работе.

Первый вариант состоит врегистрации физиологических изменений во время выполнения спортивногоупражнения в условиях соревнования или близких к ним. Физиологические функциирегистрируются во время этой работы, или сразу после нее, или на протяжениивсего последующего восстановительного периода.

Второй вариант представляетсобой лабораторную работу в виде бега на месте, или работу на велоэргометре,или бег на тредбане. Испытуемый совершает работу, постепенно усиливая еемощность с целью максимальной мобилизации всех функций организма,обеспечивающих предельную работу. К концу такого усиления испытуемый ужеработает в полную силу своих возможностей. В это время и про- изводятнеобходимые физиологические замеры, которые характеризует предельнуюмобилизацию физиологических возможностей оргазма спортсмена.

Третий вариант заключается втом, что испытуемый совершает работу, строго стандартную по мощности. Однакопродолжительность фоты не ограничивается. Она производится до тех пор, покаиспытываемый может поддерживать заданную мощность (заданное число оборотовпедалей, темп бега при определенной высоте подъема бедра, скорость бега илиплавания за лидером). Работа прекращается в тот момент, когда ее мощность илискорость передвижения начинают неотвратимо падать и испытуемый даже при всемнапряжении своих сил вынужден отказаться от дальнейшего выполнения работы вданных условиях. Иначе говоря, с целью характеристики тренированностиисследуется выполнение работы «до отказа».

Результаты исследований при предельнойработе спортсмена резко отличаются от тех, которые были получены при изучениистандартной боты. При предельной работе отмечалось обратное: у тренированных вомногих физиологических показателях были большие сдвиги, у нетренированных. Этовыражается в том, что тренированный расходует при предельной работе большеэнергии, чем нетренированный, а объясняется тем, что сама работа, произведеннаятренированным, превышает величину работы, которую может выполнитьнетренированный. Экономизация проявляется в несколько меньшем расходе энергии наединицу работы, однако весь объем работы у тренированного при предельной работенастолько велик, что общая величина затраченной энергии оказывается оченьбольшой.

Преобладание расхода энергии утренированных особенно заметно в тех случаях, когда выполняемая работа неотличается сложностью. Вращение педалей велоэргометра сопровождается почтиодинаковым расходом энергии у мастера спорта и спортсмена третьего разряда.Между тем различия в количестве работы, которую может выполнить навелоэргометре мастер или новичок, очень велики, что и определяет различия ввеличинах энергетических трат.

Весьма тесно связаны с тренированностьюспортсмена показатели максимального потреблении кислорода. Чем тренированнееспортсмен, тем большее количество кислорода он в состоянии потребить во времяпредельной работы. Самые высокие показатели (5,5 – 6,5 л/мин, или 80 – 90мл/кг) зарегистрированы у представителей циклических видов спорта – мастеровмеждународного класса, находящихся в момент исследования в состоянии наилучшейспортивной формы. Несколько меньшие цифры – около 4,5 – 5,5 л/мин, или 70 – 80мл/кг, – отмечаются у менее подготовленных мастеров спорта и некоторыхперворазрядников. У спортсменов второго, третьего разряда величинамаксимального потребления кислорода достигает приблизительно 3,5 – 4,5 л/мин,или 60 – 70 мл/кг. Показатель ниже 3 л/мин, или 50 мл/кг, характеризует низкийуровень тренированности.

Такая тесная связь между максимальнымпотреблением кислорода и тренированностью наблюдается в тех видах спорта, которыепредъявляют значительные требования к снабжению мышц кислородом ихарактеризуются высоким уровнем аэробных реакций. Для специализирующихся вработе максимальной мощности связь между тренированностью и максимальнымпотреблением кислорода очень мала, так как для них более характерна связь междутренированностью и максимальным кислородным долгом, отражающим возможный объеманаэробных процессов в организме. У таких спортсменов (например, бегунов накороткие и средние дистанции) максимальный кислородный долг может достигать 25л, если это спортсмены очень высокого класса. У менее тренированных спортсменовмаксимальный кислородный долг не превышает 10 – 15 л.

Большая величина максимальногопотребления кислорода у высокотренированных спортсменов тесно связана сбольшими величинами объема дыхания и кровообращения. Максимальное потреблениекислорода, равное 5 – 6 л/мин, сопровождается легочной вентиляцией, достигающей200 л в 1 мин, при частоте дыхания, превышающей 60 в 1 мин, и глубине каждогодыхания, равной более 3 л. Иначе говоря, максимальное потребление кислородасопровождается максимальной интенсивностью легочного дыхания, которое увысокотренированных спортсменов достигает значительно больших величин, чем умалотренированных. Соответственно этому максимальных величин достигает минутныйобъем крови. Для того чтобы транспортировать от легких в мышцы 5 – 6 лкислорода в 1 мин, сердце должно перекачивать в каждую минуту около 35 л крови.Частота сердечных сокращений при этом составляет 180 – 190 в 1 мин, а систолическийобъем крови может превышать 170 мл. Естественно, что столь резко возрастающаяскорость кровотока сопровождается высоким подъемом артериального давления,достигающим 200 – 250 мм рт. ст.

Если выполняемая предельная работахарактеризуется высокой интенсивностью анаэробных реакций, то онасопровождается накоплением продуктов анаэробного распада. Оно больше утренированных спортсменов, чем у нетренированных. Например, концентрациямолочной кислоты в крови при предельной работе может доходить у тренированныхспортсменов до 250 – 300 мг%. Соответственно этому сущие биохимические сдвиги вкрови и моче у тренированных спортсменов при предельной работе значительнобольшие, чем у нетренированных.

Понижение уровня сахара в крови,являющееся одним из основных признаков утомления, наиболее выражено при оченьдлительной работе у хорошо тренированных спортсменов. Даже при величинесодержания сахара в крови ниже 50 мг% тренированной марафонец еще долгоспособен сохранять высокий темп бега, в то время как нетренированный при такомнизком содержании сахара в крови вынужден сойти с дистанции.

Значительные изменения в химизме кровиво время работы говорят о том, что центральная нервная система тренированногоорганизма обладает устойчивостью к действию резко измененного состававнутренней среды. Организм высокотренированного спортсмена обладает Вишеннойсопротивляемостью к действию факторов утомления, иначе говоря, большойвыносливостью. Он сохраняет работоспособность при таких условиях, при которыхнетренированный организм вынужден прекратить работу.

Такимобразом, функциональные показатели тренированности при полнении предельнонапряженной работы в циклических видах двигательной деятельностиобусловливаются мощностью работы. Так, из приведенных данных видно, что приработе субмаксимальной и максимальной мощности наибольшее значение имеютанаэробные процессы энергообеспечения, т.е. способность адаптации организма кработе при существенно измененном составе внутренней среды в кислую сторону.При работе большой и умеренной мощности главным фактором результативностиявляется своевременная и удовлетворяющая доставка кислорода к работающимтканям. Аэробные возможности организма при этом должны быть очень высоки.

Припредельно напряженной мышечной деятельности происходят значительные измененияпрактически во всех системах организма, и это говорит о том, что выполнениеэтой напряженной работы связано с вовлечением в ее реализацию больших резервныхмощностей организма, с усилением обмена веществ и энергии.

Таким образом, организм человека,систематически занимающегося активной двигательной деятельностью, в состояниисовершить более значительную по объему и интенсивности работу, чем организмчеловека, не занимающегося ею. Это обусловлено систематической активизациейфизиологических и функциональных систем организма, вовлечением и, повышением ихрезервных возможностей, своего рода тренированностью процессов их использованияи пополнения. Каждая клетка, их совокупность, орган, система органов, любаяфункциональная система в, результате целенаправленной систематическойупражняемости повышают показатели своих функциональных возможностей и резервныхмощностей, обеспечивая в итоге более высокую работоспособность организма засчет того же эффекта упражняемости тренированности мобилизации обменныхпроцессов.

Обмен веществ и энергии

Основной признак живого организма –обмен веществ и энергии. В организме непрерывно идут пластические процессы,процессы роста, образования сложных веществ, из которых состоят клетки и ткани.Параллельно происходит обратный процесс разрушения; Всякая деятельностьчеловека связана с расходованием энергии. Даже во время сна многие органы(сердце, легкие, дыхательные мышцы): расходуют значительное количество энергии.Нормальное протекание этих процессов требует расщепления сложных органическихвеществ так как они являются единственными источниками энергии для животных ичеловека. Такими веществами являются белки, жиры и углеводы. Большое значениедля нормального обмена веществ имею~ также вода, витамины и минеральные соли.Процессы образования в клетках организма необходимых ему веществ, извлечение инакопление энергии (ассимиляция) и процессы окисления и распада органическихсоединений, превращение энергии и ее расход (диссимиляция) на нуждыжизнедеятельности организма между собой тесно переплетены, обеспечиваютнеобходимую интенсивность обменных процессов в целом и баланс поступления ирасхода веществ и энергии.

Обменные процессы протекают оченьинтенсивно. Почти половина тканей тела обновляется или заменяется полностью втечение трех месяцев. За 5 лет учебы роговица глаза у студента сменяется 350раз, ткани желудка обновляются 500 раз, эритроцитов вырабатывается до 300 млрдежедневно, в течение 5 – 7 дней половина всего белкового азота печенизаменяется.

Обмен белков Белки –необходимый строительный материал протоплазмы клеток. Они выполняют в организмеспециальные функции. Все ферменты, многие гормоны, зрительный пурпур сетчатки,переносчики кислорода, защитные вещества крови являются белковыми телами. Белкисложны по своему строению и весьма специфичны. Белки, содержащиеся в пище, ибелки в составе нашего тела значительно отличатся по своим качествам. Еслибелок извлечь из пищи и ввести непосредственно в кровь, то человек можетпогибнуть. Белки состоят из белковых элементов – аминокислот, которыеобразуются при переваривании животного и растительного, 5елка и поступают вкровь из тонкого кишечника. В состав клеток живого организма входит более 20типов аминокислот. В клетках непрерывно протекают процессы синтеза огромныхбелковых молекул, состоящих из цепочек аминокислот. Сочетание этих аминокислот(всех или части из них), соединенных в цепочки в разной последовательности, иобусловливает бесчисленное количество разнообразных белков.

Аминокислотыделятся на незаменимые и заменимые. Незаменимыми называются те, которыеорганизм получает только с пищей. Заменимые могут быть синтезированы ворганизме из других аминокислот. По содержанию аминокислот определяетсяценность белков пищи. Вот почему белки, поступающие с пищей, делятся на двегруппы: полноценные, содержащие все незаменимые аминокислоты, и неполноценные,в составе которых отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты. Основнымисточником полноценных белков служат животные белки. Растительные белки (за редкимисключением) неполноценные. В тканях и клетках непрерывно идет разрушение исинтез белковых структур. В условно здоровом организме взрослого человекаколичество распавшегося белка равно количеству синтезированного. Так как балансбелка в организме имеет большое практическое значение, разработано многометодов его изучения.

Баланс белка определяется разностьюмежду количеством белка, поступившего с пищей, и количеством белка,подвергшегося за это время разрушению. Количество поступившего белка определитьне трудно: для этого надо определить количество азота в пище. В состав белковнепременно входит азот, которого нет в углеводах и жирах, Следовательно, знаяколичество азота, введенного в организм с пищей, и количество выделенногоорганизмом азота, можно определить количество утилизированного организмомбелка. О количестве белка, подвергшегося в организме разрушению, судят поколичеству азота, выделенного организмом с экскрементами.

В относительно здоровом организмечеловека среднего возраста количество введенного азота равно количествувыделенного. Такое соотношение называется азотистым равновесием. В организмебелок не откладывается про запас, не депонируется. Поэтому при тяжелыхфизических нагрузках, болезнях или голодании в организме может идти процесс распадасобственных белков. Количество выведенного азота при этом больше, чемколичество поступившего. Это состояние называется отрицательным азотистымбалансом.

В некоторых случаях в организме синтезбелка превышает его распад. Количество выведенного азота при этом меньшеколичества поступающего. Такое состояние называется положительным азотистымбалансом. Положительный азотистый баланс наблюдается у детей, беременныхженщин, выздоравливающих больных.

Функции белка не ограничиваютсяпластическим значением для организма. Растворенные в плазме белки образуютколлоидный раствор крови, который взаимодействует с основным веществомсоединительной ткани через тканевую жидкость. Движение веществ сквозь стенкикапилляров – сложное сочетание процессов диффузии, фильтрации и осмоса.Поскольку концентрация белков в крови выше, чем в тканевой жидкости,осмотическое давление в крови также выше. Осмотическое давление белков и другихколлоидов; называемое онкотическим, удерживает воду в крови. Если онкотическоедавление крови очень низкое (например; при длительном белковом голодании),обратное проникновение тканевой жидкости в капилляры уменьшается и в. тканяхмогут возникнуть отеки. Белки плазмы крови выполняют роль, буферных систем,поддерживающих рН крови, а в виде гемоглобина, участвуют в транспорте газов.Кроме того, велика и регуляторная роль белков в обмене углеводов и жиров. Входяв состав ферментов и гормонов, белки определяют ход химических превращений ворганизме и интенсивность обмена веществ. Существенна роль белка в функциимышц. Белок также является энергетическим веществом (при окислении в организмеможет образовываться 4,1 ккал, а в лабораторных условиях еще дополнительно 1,3ккал).

Регуляция белкового равновесияосуществляется гуморальным и, нервным путями (через гормоны коры надпочечникови гипофиза, промежуточный мозг).

Содержание белка в пищевых продуктахразлично. К примеру, в свежем мясе и рыбе 18 г на 100 г продукта, в бобовых –18, хлебе – 7, сыре, твороге – 20.

Считается, что норма потребления белка вдень для взрослого человека составляет 80 – 100 г. Если его поступает больше,то лишний белок идет на покрытие энергетических затрат организма. При этом онможет трансформироваться в углеводы и другие соединения. При больших физическихнагрузках потребность организма в белке может доходить до 150 г/сут.

Азот – один из конечных продуктовокисления белка. Однако азот  выделяется не в свободном состоянии, а в видесоединений с водородом – NH3. Это соединение(аммиак) вредно для организма. Аммиак обезвреживается в печени, превращаясь вмочевину, которая выводится с мочой.

Обмен углеводов Углеводыделятся на простые и сложные. Простые углеводы называются моносахаридами.Большинство из них, например глюкоза, имеет формулу С6H12O6. Моносахаридыхорошо растворяются в воде и поэтому быстро всасываются из кишечника в кровь.Сложные углеводы построены из двух или многих молекул моносахаридов.Соответственно они называютея дисахаридами и полисахаридами. К дисахаридамотносятся свекловичный сахар, молочный, солодовый и некоторые другие. Онихорошо растворяются в воде, но из-за большой величины молекул почти невсасываются в кишечнике. К полисахаридам относятся гликоген, крахмал,клетчатка. Они не растворимы в воде и могут высасываться в кровь лишь послерасщепления до моносахаридов.

Углеводы поступают в организм срастительной и частично с животной пищей. Они также синтезируются в организмеиз продуктов расщепления, аминокислот и жиров. При избыточном поступлениипревращаются в жиры и в таком виде откладываются в организме.

Значениеуглеводов.Углеводы – важная составная часть живого организма. Однако их в организмеменьше, чем белков и жиров, они составляют всего лишь около 2% сухого веществатела.

Углеводы в организме главный источникэнергии. Они всасываются в кровь в основном в виде глюкозы. Это веществоразносится по тканям и клеткам организма. В клетках глюкоза при участии рядаферментов окисляется до Н2О и СО2 Одновременноосвобождается энергия (4,1 ккал), которая используется организмом при реакцияхсинтеза или при мышечной работе.

Клетки головного мозга в отличие отдругих клеток организма не могут депонировать глюкозу. Кроме того, если уровеньглюкозы в крови падает ниже 60 – 70 мг% (т.е. 60 – 70 мг на 100 мл крови), топочти прекращается переход глюкозы из крови в нервные клетки. При таком низкомсодержании сахара в крови (гипогликемия) появляются судороги, потеря сознания(гипогликемический шок) и наступает угроза жизни. У практически здоровогочеловека автоматически поддерживается оптимальный уровень глюкозы в крови (80 –120 мг%).

Если с пищей поступает недостаточноеколичество сахара, то он синтезируется из жиров и белков. Излишки сахара (послеприема  пищи, богатой углеводами) превращаются в печени и мышцах в гликоген итам откладываются (депонируются). Этот процесс регулируется гормономподжелудочной железы – инсулином. При нарушении функции поджелудочной железыразвивается тяжелое заболевание – диабет. В этой ситуации сахар непреобразуется в гликоген, и количество его в крови может достигать 200 – 400мг%. Такое высокое содержание сахара в крови (гипергликемия) приводит к тому,что почки начинают выделять сахар с мочой. За день больной может терять такимпутем до 500 г сахара.

Значение углеводов при мышечнойдеятельности. Запасыуглеводов особенно интенсивно используются при физической работе. Однакополностью они никогда не исчерпываются. При уменьшении запасов гликогена впечени его дальнейшее расщепление прекращается, что ведет к уменьшениюконцентрации глюкозы в крови. Мышечная деятельность в этих условияхпродолжаться не может. Уменьшение содержания глюкозы в крови является одним изфакторов, способствующих развитию утомления. Поэтому для успешного выполнениядлительной и напряженной работы необходимо пополнять углеводные запасыорганизма. Это достигается увеличением содержания углеводов в пищевом рационе идополнительным введением их перед началом работы или непосредственно при еевыполнении. Насыщение организма углеводами способствует сохранению постояннойконцентрации глюкозы в крови и тем самым повышает работоспособность человека.Влияние углеводов на работоспособность установлено лабораторными экспериментамии наблюдениями при спортивной деятельности. В опытах, проведенных В.С.Фарфелем, обнаружено, что натощак Даже тренированные спортсмены не смоглипройти на лыжах 50 км. В этих условиях резко снизилось содержание глюкозы вкрови и спортсмены были вынуждены прекратить работу, пройдя лишь 35 км. Принормальном питании и дополнительном приеме углеводов на старте концентрацияглюкозы в крови остается постоянной и работоспособность спортсменов при этомсохраняется на протяжении этой дистанции.

Углеводы следует принимать илинепосредственно перед стартом, или не позднее чем за 2 ч до начала работы. Еслиже это делать за 30 – 90 мин до старта, то начало работы совпадает с периодомусиленного депонирования углеводов. Это ведет к уменьшению глюкозы, выходящейиз печени в кровь. Преобладание процессов депонирования углеводов над ихрасщеплением сопровождается понижением концентрации глюкозы в крови и ведет кухудшению работоспособности организма.

Прием углеводов более чем, за 2 ч достарта обеспечивает почти полное их всасывание и депонирование до началаработы. В этом случае никаких затруднений в расщеплении гликогена в печени невозникает. Прием углеводов непосредственно на старте также не создаеткаких-либо трудностей для расщепления. В этих условиях глюкоза начинаетвсасываться уже в процессе мышечной деятельности, при которой расщеплениегликогена и выход глюкозы в кровь преобладает над депонированием. Указанныесроки дополнительного питания должны изменяться в зависимости от количествапринимаемой глюкозы. Например, большие дозы сахара (200 г и более) задерживают,выход углеводов в депо в течение 3 ч и более.

При приеме углеводов непосредственно вовремя работы концентрация глюкозы в крови увеличивается быстрее, чем это можнопредположить, учитывая время, необходимое на их переваривание и всасывание.По-видимому, это происходит вследствие рефлекторного усиления расщепленияуглеводов в печени при действии сахара на рецепторы ротовой полости. Эта точказрения подтверждается опытами а изолированным воздействием раздражителейсладкого вкуса на рецепторы слизистой оболочки рта или с введением небольшихколичеств 1,5%-ной глюкозы. В этих случаях сахар или совсем не поступает ворганизм, или поступает в ничтожном количестве, которое не может заметноувеличить концентрацию, глюкозы в крови. Однако благодаря  рефлекторнымвоздействиям с рецепторов ротовой полости усиливается расщепление углеводов впечени и, как следствие этого, повышается концентрация глюкозы в крови.

Регуляция углеводного обмена. Депонированиеуглеводов, использование углеводных запасов печени и все другие процессыуглеводного обмена регулируются центральной нервной системой. Большое значениев регуляции углеводного обмена имеет и кора больших полушарий. Одним изпримеров этого может служить условнорефлекторное увеличение концентрацииглюкозы в крови у спортсменов в предстартовом состоянии.

Эфферентные нервные пути, обеспечивающиерегуляцию углеводного обмена, относятся к вегетативной нервной системе.Симпатические нервы усиливают процессы расщепления и выход гликогена из печени.Парасимпатические нервы, наоборот, стимулируют депонирование гликогена. Нервныеимпульсы могут воздействовать либо прямо на клетки печени, либо косвеннымпутем, через железы внутренней секреции. Гормон мозгового слоя надпочечникаадреналин способствует выходу углеводов из депо. Гормон поджелудочной железыинсулин обеспечивает их депонирование. Кроме этих гормонов в регуляцииуглеводного обмена участвуют гормоны коркового слоя надпочечников, щитовиднойжелезы и передней доли гипофиза.

В сахаре содержится 95% углеводов, меде– 76, шоколаде – 49,. картофеле – 18, молоке – 5, печени – 4, изюме – до 65%.

Обмен жиров Жиры (липиды) –важный источник энергии в организме, необходимая составная часть клеток.Излишки жиров могут депонироваться в организме. Откладываются они главнымобразом в подкожной жировой клетчатке, сальнике, печени и других внутреннихорганах. Общее количество жира у человека: может составлять 10 – 12% массытела, а при ожирении – 40 – 50%.

В желудочно-кишечном тракте жирраспадается на глицерин и жирные кислоты, которые всасываются в тонких кишках.Затем он вновь синтезируется в клетках слизистой кишечника. Образовавшийся жиркачественно отличается от пищевого и является специфическим для человеческогоорганизма. В организме жиры могут синтезироваться также из белков и углеводов.

Жиры, поступающие в ткани из кишечника ииз жировых депо, путем сложных превращений окисляются, являясь, таким образом,источником энергии. При окислении 1 г жира освобождается 9,3 ккал энергии. Всвязи с тем, что в молекуле жира содержится относительно мало кислорода,последнего требуется для окисления жира больше, чем для окисления углеводов.Как энергетический материал жир и пользуется, при состоянии покоя и выполнениидлительной малоинтенсивной физической работы. В начале напряженной мышечнойдеятельности окисляются углеводы. Но через некоторое время, в связи суменьшением запасов гликогена, начинают окисляться жиры и продукты ихрасщепления. Процесс замещения углеродов жирами может быть настолькоинтенсивным, что 80% всей необходимой в этих условиях энергии освобождается врезультате расщепления жира.

Жир используется как пластический иэнергетический материал, покрывает различные органы, предохраняя их отмеханического воздействия. Скопление жира в брюшной полости обеспечиваетфиксацию внутренних органов. Подкожная жировая клетчатка, являясь плохимпроводником тепла, защищает тело от излишних теплопотерь. Жир входит в составсекрета сальных желез, предохраняет кожу от высыхания и излишнего смачиванияпри соприкосновении с водой, является необходимым компонентом пищи. Пищевой жирсодержит некоторые жизненно важные витамины.

Обмен жира и липидов в организме сложен.Большую роль в этих процессах играет печень, где осуществляется синтез жирныхкислот из углеводов и белков, образуются продукты расщепления жира – кетоновыетела, используемые в качестве энергетического материала. Образование кетоновыхтел в печени идет особенно интенсивно при уменьшении в ней запасов гликогена.

Обмен липидов тесно связан с обменомбелков и углеводов. При голодании жировые запасы служат источником углеводов.

Регуляция жирового обмена. Обмен липидов ворганизме регулируется центральной нервной системой. При повреждении некоторыхядер гипоталамуса жировой обмен нарушается и происходит ожирение организма илиего истощение. Нервная регуляция жирового обмена осуществляется путем прямыхвоздействий на ткани (трофическая иннервация) или через железы внутреннейсекреции. В этом процессе участвуют гормоны гипофиза, щитовидной, поджелудочнойи половых желез. При недостаточной функции гипофиза, щитовидной и половых железпроисходит ожирение. Гормон поджелудочной железы – инсулин, наоборот, усиливаетобразование жира из углеводов, сжигая его.

В 100 г топленого или растительногомасла содержится 95 г жира, сметаны – 24, молока – 4, свинины жирной – 37,баранины – 29, печени, почек – 5, гороха – 3, овощей – 0,1 – 0,3 г.

Обмен воды и минеральных веществЧеловеческийорганизм на 60% состоит из воды. Жировая ткань содержит 20% воды (от ее массы),кости – 25, печень – 70, скелетные мышцы – 75, кровь – 80, мозг – 85%. Длянормальной жизнедеятельности организма, который живет в условиях меняющейсясреды, очень важно постоянство внутренней, среды организма. Ее создают плазмакрови, тканевая жидкость, лимфа, основная часть которых это вода, белки иминеральные соли. Вода и минеральные соли не служат питательными веществами илиисточниками энергии. Но без воды не могут протекать обменные процессы. Вода –хороший растворитель. Только в жидкой среде протекаютокислительно-восстановительные процессы и другие реакции обмена, Жидкостьучаствует в транспортировке некоторых газов; перенося их либо в растворенномсостоянии, либо в виде солей. Вода входит в состав пищеварительных соков,участвует в удалении из организма продуктов обмена, среди которых содержатся итоксические вещества, а также в терморегуляции.

Без воды человек может прожить не более7 – 10 дней, тогда как без пищи – 30 – 40 дней. Удаляется вода вместе с мочойчерез почки (1700 мл), потом через кожу (500 мл) и с воздухом, выдыхаемым черезлегкие (300 мл).

Отношение общего количества потребляемойжидкости к общему количеству выделяемой жидкости называется водным 6алансом.Если количество потребляемой воды меньше количества выделяемой, то в организмечеловека могут наблюдаться различного рода расстройства его функциональногосостояния, так как, входя в состав тканей, вода является одним из структурныхкомпонентов тела, находится в виде солевых растворов и обусловливает теснуюсвязь водного обмена с обменом минеральных веществ.

Обмен воды и электролитов, по существу,представляет собой единое целое, поскольку биохимические реакции протекают вводных средах, а многие коллоиды являются сильно гидратированными, т.е.соединенными физико-химическими связями с молекулами воды.

Вода поступает в организм человека в«чистом виде» и в состав различных продуктов, с которыми он тоже получает необходимые элементы. Суточная потребность человека в воде составляет 2,0 – 2,5 Суточнаяпотребность человеческого организма в некоторых микроэлементах следующая: калия2,7 – 5,9 г, натрия – 4 – 5 г, кальция 0,5 г, магния – 70 – 80 мг, железа – 10– 15 мг, марганца – до 100 м хлора – 2 – 4 г, йода – 100 – 150 мг.

Обмен воды и электролитов в организмеимеет сложную нервно-гуморальную регуляцию. Наиболее подвержены регуляторнымвоздейсвиям вода и тесно связанный с нею в метаболизме натрий.Сложнрефлекторная цепь регуляции водно-электролитного обмена начинается счетырех рецепторов, которые сигнализируют об изменении количества воды ворганизме. Во-первых, это рецепторы слизистой рта подсыхание которой вызываетчувство жажды. Однако это ощущение проходит при смачивании слизистой, хотя водав организм при этом не поступает. Поэтому данный вид жажды называется ложнойжаждой. Во-вторых, сигналы о необходимости восполнить запасы воды в организмеили прекратить ее потребление идут от барорецепторов слизистой желудка.Раздувание желудка ведет к исчезновению чувства жажды, а спадение его стенок –наоборот, к возникновению. Поскольку жажда, возникающая в этом случае, связанане с изменением содержания воды в организме, а с изменением тонуса желудочнойстенки, она также ложная. Третью группу нервных окончаний, принимающих участиев регуляции водно-электролитного обмена, составляют осморецепторы тканей,которые сигнализируют об изменениях осмотичесого давления в тканях. Чувствожажды при раздражении осморецепоров – это вид жажды истинный. И наконец,четвертая группа рецепоров – волюм-рецепторы сосудистого русла, реагирующие наизменение объема циркулирующей в сосудистой системе крови.

 В регуляции водно-солевого обменапринимают участие и дистантные рецепторы (зрительный, слуховой), обеспечивающиеусловнорефлекторный компонент регуляции. Импульсы со всех указанных группрецепторов идут в гипоталамус, где расположен центр водорегуляции. Отсюдапоступают «команды» на эффекторы, выводящие воду из организма.

Регулятором водно-солевого обменаявляются гормоны коры надпочечников (альдостерон) и задней доли гипофиза(антидиуретический).

В регуляции электролитного обмена играютроль и другие гормоны ' еры надпочечников, объединяемые одним названиемминералокоршикоиды. При их недостатке нарушается обмен калия, развиваетсягипокалиемия (т.е. понижение содержания калия и в организме в целом),вследствие чего возникает мышечная адинамия и ряд других, серьезных нарушений.Обмен кальция и фосфора регулируется паратгормоном – секретом паращитовидныхжелез, который стабилиирует уровень этих элементов в организме благодаря тому,что под воздействием кальций связывается с белками и его выведение из организмарезко тормозится. Наконец, на водно-электролитный обмен оказывает влияние иадреналин, который, спазмируя клубочковые сосуды почек, снижает величинуфильтрационного давления и ведет к уменьшению диуреза, т.е. к уменьшениювыведения воды из организма, важна роль и вегетативных нервов, регулирующихинтенсивность потоотделения.

Минеральныевещества входят в состав скелета, в структуры белков, гормонов, ферментов.Общее количество всех минеральных веществ в организме составляет приблизительно4 – 5% массы тела. Нормальная деятельность центральной нервной системы, сердцаи других органов протекает при условии строго определенного содержания ионовминеральных веществ, за счет которых поддерживается постоянство осмотическогодавления, реакция крови и тканевой жидкости; они участвуют в процессахсекреции, всасывания, выделения и т.д.

Основную часть минеральных веществчеловек получает с пищей и водой. Однако не всегда их содержание в пищедостаточно. Большинству людей приходится добавлять, например, хлористый натрий(NaCl – повареннаясоль) в пищу по 10 – 12 г в день. Хронический недостаток в пище минеральныхвеществ может приводить к расстройству функций организма. Особенночувствительны к недостатку тех или иных солей дети и беременные женщины. Соликальция и фосфора необходимы для построения костей и зубов, в которых находится70% всего фосфора и 99% кальция, имеющихся в организме.

Нормальный рост и развитие организмазависят от поступления достаточного количества Nа. Ионы Сl идут наобразование соляной кислоты в желудке, играющей большую роль в пищеварении.Ионы Nа и Сl участвуютв механизмах возникновения и распространения возбуждения. В состав гемоглобина– переносчика О2 и СО2 – входит двухвалентное железо.Недостаток железа ведет к тяжелому заболеванию – малокровию. Йод являетсяважной составной частью гормон щитовидной железы – тироксина, который принимаетучастие в регуляции обмена веществ, а калий имеет определяющее значение вмеханизмах возникновения и распространения возбуждения, связан с процессомкостных образований. Важную физиологическую роль в организме играют такжекальций (Са), магний (Мg), медь (Сu), сера (S) цинк (Zn), бром (Вr), фтор (Р).

Витамины и их роль в обменевеществЭксперименты показывают, что даже при достаточном содержании в пище белке жирови углеводов, при оптимальном потреблении воды и минеральных солей в организме могутразвиваться тяжелейшие расстройства и заболевания так как для нормальногопротекания физиологических процессов н обходимы еще и витамины (лат. vita – жизнь).Значение витаминов состоит в том, что, присутствуя в организме в ничтожныхколичеств они регулируют реакции обмена веществ. Роль витаминов сходна рольюферментов и гормонов. Целый ряд витаминов входит в состав — различныхферментов. При недостатке в организме витаминов развивается состояние,называемое гиповиталинозом. Заболевание, возникающее при отсутствии того илииного витамина, называется авитаминозом.

К настоящему времени открыто более 20веществ, которые относят к витаминам. Обычно их обозначают буквами латинскогоалфавита А, В, С, Р, Е, К и др. К водорастворимым относятся витамины группы В,С, РР и др. Ряд витаминов являются жирорастворимыми.

Витамин А. При авитаминозеА задерживаются процессы роста организма, нарушается обмен веществ. Наблюдаетсятакже особое заболевание глаз, называемое ксерофтальмией (куриная слепота).

Витамин D называютпротиворахитическим витамином. Недостаток его приводит к расстройствуфосфорного и кальциевого обмена. Эти минеральные вещества теряют способностьоткладываться в костях и в больших количествах удаляются из организма. Костипри этом размягчаются и искривляются. Нарушается развитие зубов, страдаетнервная система. Весь этот комплекс расстройств характеризует на6людаемое удетей заболевание – рахит.

Витамины группы В. Недостаток илиотсутствие витаминов группы В вызывает нарушение обмена веществ, расстройствофункций центральной нервной системы. При этом наблюдается снижениесопротивляемости организма к инфекционным болезням. Витаминами бодрости,повышенной работоспособности и крепких нервов называют витамины группы В.Суточная норма витамина В для взрослого 2 –; 6 мг, при систематическойспортивной деятельности эта норма должна ' увеличиваться в 3 – 5 раз.

Витамин Сназываютпротивоцинготным. При недостатке его в пище (а больше всего его содержится всвежих фруктах и овощах) развивается специфическое заболевание – цинга, прикоторой кровоточит десны, а зубы расшатываются и выпадают, Развиваютсяфизическая слабость, быстрая утомляемость, нервозность. Появляются одышка,различные кровоизлияния, наступает резкое похудание. В тяжелых случаях можетнаступить смерть.

Витамины влияют на обмен веществ,свертываемость крови, рост и  развитие организма, сопротивляемость инфекционнымзаболеваниям. Особенно важна их роль в питании молодого организма и техвзрослых, чья деятельность связана с большими физическими нагрузками непроизводстве, в спорте. Повышенная потребность в витаминах может быть связана сособыми условиями среды обитания (высокая или низкая температура, разреженныйвоздух). Например, суточная  потребность витамина С для взрослых составляет всреднем 50 – 100 мг, для детей 35 – 50 мг, для тренирующихся спортсменов до 200мг и более (им в целях повышения работоспособности даже рекомендуется приниматьэтот витамин на старте, а марафонцам – на дистанции). Витаминнаянедостаточность, как правило, сказывается в ранний весенний период, когда сразупосле зимы организм ослаблен, а в пище мало витаминов и других биологическиактивных компонентов в связи с ограничением в рационе свежих овощей и фруктов.

Кроме описанных здесь витаминов большоезначение для жизнедеятельности организма имеют фолиевая кислота, биотин, холин,витамин Е (фактор размножения) и витамин К.Все они достаточно широко распространены в природе и при нормальном питаниипотребность в них полностью удовлетворяется.

Если еще учесть, что многие витаминыорганизм использует для построения ферментов, участвующих в обмене веществ, топереоценить роль витаминизации в обеспечении жизнедеятельности организманевозможно, тем более при активной мышечной деятельности.

Обмен энергии Обмен веществ иэнергии – это взаимосвязанные процессы, разделение которых связано лишь судобством изучения. Ни один из этих процессов в отдельности не существует. Приокислении энергия химических связей, содержащаяся в питательных веществах,освобождается и используется организмом. 3и счет перехода одних видов энергии вдругие и поддерживаются все  жизненные функции организма. При этом общееколичество энергии не изменяется. Соотношение между количеством энергии,поступающей с пищей, и величиной энергетических затрат называется энергетическимбалансом.

Сказанное можно проиллюстрировать напримере деятельности сердца. Сердце совершает огромную работу. Каждый час оновыбрасывает в аорту около 300 л крови. Эта работа совершается за счетсокращения сердечной мышцы, в которой при этом протекают интенсивныеокислительные процессы. Благодаря освобождающейся энергии обеспечиваетсямеханическое сокращение мышц, и в конечном счете вся энергия переходит втепловую, которая рассеивается в организме и от дается им в окружающеепространство. Аналогичные процессы идут в  каждом органе человеческого тела. Ив каждом случае в конечном итоге химическая, электрическая, механическая идругие виды энергии трансформируются в тепловую и рассеиваются во внешнююсреду: Количество энергии, расходуемое на выполнение физической работыопределяют как коэффициент полезного действия (кпд). Его средняя величина – 20– 25%, у спортсменов КПД выше. Установлено, что 1 белка при окислении выделяет4,1 ккал, 1 г жира – 9,3, а 1 г углеводов – 4,1 ккал. Зная содержание белков,жиров и углеводов в пищевых продуктах, можно установить их калорийность, илиэнергетическую стоимость.

Мышечная деятельность, активныйдвигательный режим, физические упражнения и спорт связаны со значительнымрасходом энергии. В некоторых случаях он может достигать 5 000 ккал, а в дниинтенсивных и объемных тренировок у спортсменов и того более. Такое увеличениеэнергозатрат необходимо учитывать при составлении пищевого рациона. Когда впище присутствует большое количество белка, значительно удлиняется процесс ее,переваривания (от двух до четырех часов). За один раз целесообразно приниматьдо 70 г белка, так как излишки его начинают преобразовываться в жир. Апредставители некоторых видов спорта (например, гимнасты, бодибилдеры и др.)всячески избегают накопления лишнего жира и предпочитают энергию получать израстительной пищи (например, фруктовая пища связана с образованием быстрыхуглеводов).

Питательные вещества можно замещать,учитывая их калорическую ценность. Действительно, с энергетической точки зрения1 г углевода эквивалентен

(изодинамичен)1 г белка, так как у них одинаковый калорический коэффициент (4,,1 ккал), а 1 гбелка или углевода эквивалентен 0,44 г жира (калорический коэффициент жира 9,3ккал). Отсюда следует, что человек, суточный расход энергии которого 3 000ккал, может полностью удовлетворить энергетические нужды организма, потребляя всутки 732 г углеводов. Но для организма важна не только общая калорийностьпищи. Если человек достаточно долго потребляет только жиры или белки, илиуглеводы, в его организме возникают глубокие изменения в обмене веществ. Приэтом нарушаются пластические процессы в протоплазме клеток, наблюдается сдвигазотистого равновесия, образуются и накапливаются токсические продукты.

Для нормальной жизнедеятельностиорганизма получать оптимальное количество полноценных белков, жиров,минеральных солей и витаминов, которые содержатся в различных пищевыхпродуктах. Качество пищевых продуктов определяется и их физиологическойценностью. Наиболее ценными продуктами являются молоко, масло, творог, яйца,мясо, рыба, зерновые, фрукты, овощи, сахар.

            Людиразных профессий затрачивают при своей деятельности разное количество энергии.Например, занимающийся ителлектуальным трудом в день тратит менее 3000 большихкалорий. Человек, занимающийся тяжелым физическим трудом, за день затрачивает в2 раза больше энергии.

Многочисленныеисследования показали, что мужчине среднего возраста, занимающемуся иумственным, и физическим трудом в те- чение 8 – 10 ч, необходимо потреблять вдень 118 г белков, 56 г жиров, 500 г углеводов. В пересчете это составляетоколо 3 000 ккал. Для детей, людей пожилого возраста, для лиц занимающихсятяжелым физическим трудом, требуются индивидуальные, научно обоснованные нормыпитания. Пищевой рацион составляется с учетом пола, возраста человека ихарактера его деятельности. Большое значение имеет режим питания. В зависимостиот возраста, рода работы и других критериев устанавливается 3 – 6-разовоепитание в сутки с определенным процентным содержанием пищи на каждый прием.

Такимобразом, чтобы сохранять энергетический баланс, поддерживать нормальную массутела, обеспечивать высокую работоспособность и профилактику различного родапатологических явлений в организме, необходимо при полноценном питании увеличитьрасход энергии за счет повышения двигательной активности, что существенностимулирует обменные процессы.

Важнейшаяфизиологическая «константа» организма – то минимальное количество энергии,которое человек расходует в состоянии полного покоя. Эта константа называетсяосновным обменом. Нервная система, сердце, дыхательная мускулатура, почки,печень и другие органы непрерывно функционируют и потребляют определенноеколичество энергии. Сумма этих затрат энергии и составляет величину основногообмена.

Основнойобмен человека определяют при соблюдении следующих условий: при полномфизическом и психическом покое; в положении лежа; в утренние часы; натощак,т.е. через 14 ч после последнего приема пищи; при температуре комфорта(20»С). Нарушение любого из этих условий приводит к отклонению обменавеществ в сторону повышения. За 1 ч минимальные энергетические затратыорганизма взрослого человека составляют в среднем 1 ккал на 1 кг массы тела.

 Основнойобмен является индивидуальной константой и зависит от пола, возраста, массы ироста человека. У здорового человека он может держаться на постоянном уровне втечение ряда лет. В детском возрасте величина основного обмена значительновыше, чем в пожилом. Деятельное состояние вызывает заметную интенсификацию обменавеществ. Обмен веществ при этих условиях называется рабочим обменом. Еслиосновной обмен взрослого человека равен 1700 – 1800 ккал, то рабочий обмен в 2– 3 раза выше. Таким образом, основной обмен является исходным фоновым уровнемпотребления энергии. Резкое изменение основного обмена может быть важнымдиагностическим признаком переутомления, перенапряжения и недовосстановленияили заболевания.

 Регуляцияо6мена веществ. Русский физиолог И.П. Павлов (1849 – 1936) установил,что функциональное состояние нервной системы может изменять интенсивностьобменных процессов. Способность нервной системы менять характер питания(трофики) тканей получила наименование трофической функции нервной системы.

 Вдальнейшем было установлено, что вегетативная нервная система оказываетнепосредственное трофическое влияние на деятельность всех органов. Особоезначение в регуляции обмена веществ имеет отдел промежуточного мозга –гипоталамус. Разрушение этого отдела центральной нервной системы ведет к целомуряду нарушений жирового, углеводного и других видов обмена. Гипоталамусрегулирует деятельность важной железы внутренней секреции – гипофиза, которыйконтролирует работу всех других желез внутренней секреции, а те, в своюочередь, выделяя гормоны, осуществляют тонкую гуморальную регуляцию обменавеществ на клеточном уровне. Различные гормоны (инсулин, адреналин, тироксин)направляют деятельность ферментных систем, которые регулируют обменные процессыв организме. Эта согласованная взаимосвязь осуществляется в результате взаимодействиянервной и гуморальной (жидкостной) систем регуляции.

 Длярегуляции основного обмена имеют существенное значение условнорефлекторныефакторы. Например, у спортсменов основной обмен оказывается несколькоповышенным в дни тренировочных занятий и, особенно, соревнований. Вообще жеспортивная тренировка, экономизируя химические процессы в организме, ведет кснижению основного обмена. Более ярко это проявляется у лиц, тренирующихся кдлительной, умеренной по интенсивности, работе. Однако в ряде  случаев основнойобмен оказывается у спортсменов повышенным и в дни отдыха. Это объясняетсядлительным (в течение нескольких суток) повышением интенсивности обменныхпроцессов в связи с выполненной напряженной работой.

 Наосновной обмен влияют многие гормоны. Например, тироксин резко повышаетосновной обмен; при гипофункции щитовидной железы он снижается. Наряду сдругими факторами на величину обмена веществ и энергии воздействуют характерпитания, состав и количество принимаемой пищи. Пищеварительные процессы повышаютобмен веществ и энергии. Это называется специфически-динамическим действиемпищи. Оно продолжается в течение 5 – 6 ч после ее приема. Степень увеличенияобменных процессов зависит от того, какие вещества перевариваются ивсасываются. Наиболее сильным специфически-динамическим действием обладаютбелки и аминокислоты. Поступление с пищей белков повышает обмен энергии на 10%,углеводов – на 6, жиров – на 3. При обычном смешанном питании прием пищиувеличивает основной обмен на 150 – 200 ккал. Повышение основного обмена всвязи с приемом пищи обусловлено усилением химических процессов в тканях приассимиляции составных частей пищи.

 Расходэнергии при различных формах деятельности. Суточный расход энергиичеловека включает величину основного обмена и энергию, необходимую длявыполнения профессионального труда, спортивной и других форм мышечнойдеятельности. Умственный труд требует небольших энергетических затрат. Прифизической же работе расход энергии может достигать очень больших величин.Например, при ходьбе энергии расходуется на 80 – 100% больше по сравнению спокоем, при беге – на 400% и более.

Похарактеру выполняемой производственной деятельности и величине энергетическихзатрат взрослое население может быть разделено на 4 группы. К первой группе относятлиц, профессии которых не связаны с физическим трудом. Суточный расход энергииу них составляет 2000 – 3000 ккал. У занимающихся полностью механизированнымтрудом расход энергии повышен до 3500 ккал. При немеханизированном уде суточныйрасход энергии может достигать 4000 ккал. Очень тяжелый немеханизированный трудвызывает расход энергии равный, 4500 – 5000 ккал. В отдельных случаях привыполнении длительной и тяжелой работы суточный расход энергии может повышатьсядо 7000 – 8000 ккал. С механизацией промышленности и сельского хозяйства, резкоснизились энергетические траты у рабочих(например, при косьбе вручную суточныйрасход энергии достигает в среднем 7 200 ккал, при косьбе машиной – 3600 ккал).Спортивная деятельность сопровождается значительным увеличением суточногорасхода энергии (до 4500 – 5000 ккал). В дни тренировок с повышенныминагрузками и соревнований в некоторых видах спорта (лыжные гонки, бег надлинные дистанции и др.) эти величины могут быть еще больше. При прочих равныхусловиях расход энергии тем больше, чем относительно длиннее и интенсивнеевыполняемая работа.

Мышечнаяработа необходима для нормальной жиэнедеятельности организма. Количествоэнергии, затрачиваемое непосредственно на физическую работу, должно составлятьне менее 1200 – 1300 ккал в сутки. В связи с этим для лиц не занимающихсяфизическим трудом и расходующих на мышечную деятельность меньшее количествоэнергии, физические упражнения особенно необходимы.

Науровень расхода энергии влияют также эмоции, возникающие во время какой-либодеятельности. Они могут усиливать или, наоборот, снижать обмен веществ иэнергии в организме. Энергетические траты зависят не только от величинывыполняемой работы, но и от условий внешней среды, в которой производитсяработа: температура и влажность воздуха, барометрическое давление, сила ветра.

Ритмрабочих движений также влияет на расход энергии. Однако ритм работы, вызывающийминимальный расход энергии, не всегда бывает наиболее выгодным. Вообще обутомительности работы нельзя судить по величине энергетических трат. Например,весьма утомительная статическая работа требует для своего выполнения меньшеэнергии, чем кажущаяся более легкой динамическая работа.

Послеокончания мышечной деятельности расход энергии некоторое время остается еще повышеннымпо сравнению с уровнем покоя. Это обусловливается химическими процессами вмышце, связанными с окислением молочной кислоты и ликвидацией кислородногодолга.

Привыполнении человеком механической работы коэффициент, полезного действия можетдостигать 20 – 25%. Вся остальная освобождаемая энергия превращается в тепло.КПД при физической работе зависит от структуры движений, их темпа, отколичества вовлекаемых в работу мышц, от тренированности выполняющего работу.

Измененияв системах крови, кровообращения и дыхания при интенсивной мышечнойдеятельности.При регулярных занятиях физическими упражнениями, каким-либо видом спорта вкрови увеличивается количество эритроцитов и гемоглобина, обеспечивающее росткислородной емкости крови; возрастает количество лейкоцитов и их активность,что повышает сопротивляемость организма к простудным и инфекционнымзаболеваниям.

Физиологическиесдвиги негативного плана (нарастание концентрации молочной кислоты, солей ит.п.) после непосредственной мышечной деятельности у тренированных людей легчеи быстрее ликвидируются с помощью так называемых буферных систем кровиблагодаря более совершенному механизму восстановления.

Кровьв организме под воздействием работы сердца находится в постоянном движении.Этот процесс происходит под воздействием разности давления в артериях и венах.Артерии – кровеносные сосуды, по которым кровь движется от сердца. Они имеютплотные упругие мышечные стенки. От сердца отходят крупные артерии (аорта,легочная артерия), которые, удаляясь от него, ветвятся на более мелкие. Самыемелкие артерии разветвляются на микроскопические сосуды-капилляры. Они в 10 –15 раз тоньше человеческого волоса и густо пронизывают все ткани тела.Например, в 1 мм2 работающей скелетной мышцы действует около 3000 капилляров.Если все капилляры человека уложить в одну линию, то ее длина составит 100 000км. Капилляры имеют тонкие полупроницаемые стенки, через которые во всех тканяхорганизма осуществляется обмен веществ. Из капилляров кровь переходит в вены –сосуды, по которым она движется к сердцу. Вены имеют тонкие и мягкие стенки иклапаны, которые пропускают кровь только в одну сторону – к сердцу.

Двигательнаяактивность человека, занятия физическими упражнениями, спортом оказываютсущественное влияние на развитие и состояние сердечно-сосудистой системы.Пожалуй, ни один орган не нуждается столь сильно в тренировке и не поддается ейстоль легко, как сердце. Работая с большой нагрузкой при выполнении спортивныхупражнений, сердце неизбежно тренируется. Расширяются границы его возможностей,оно приспосабливается к перекачке количества брови намного большего, чем этоможет сделать сердце нетренированного человека. В процессе регулярных занятийфизическими упражнениями и спортом, как правило, происходит увеличение массысердечной мышцы и размеров сердца. Так, масса сердца у нетренированногочеловека составляет в среднем около 300 г, у тренированного – 500 г.

Показателямиработоспособности сердца являются частота пульса, кровяное давление,систолический и минутный объем крови.Систолическийобъем в покое у нетренированного – 50 – 70 мл, у тренированного 70 – 80 мл; приинтенсивной мышечной работе соответственно – 100 – 130 мл и 200 мл и более.

Физическаяработа способствует расширению кровеносных сосудов, снижению тонуса их стенок;умственная работа, так же как и нервно-эмоциональное напряжение, приводит ксужению сосудов, повышению тонуса их стенок и даже спазмам. Такая реакцияособенно свойственна сосудам сердца и мозга. Длительная напряженная умственнаяработа, частое нервно-эмоциональное напряжение, не сбалансированные с активнымидвижениями и с физическими нагрузками, могут привести к ухудшению питания этихважнейших органов, к стойкому повышению кровяного давления, которое, какправило, является главным признаком гипертонической болезни. Свидетельствует озаболевании также и понижение кровяного давления в покое (гипотония), что можетбыть следствием ослабления деятельности сердечной мышцы. В результатеспециальных занятий физическими упражнениями и спортом кровяное давлениепретерпевает положительные изменения. За счет более густой сети кровеносныхсосудов и высокой их эластичности у спортсменов, как правило, максимальное;давление в покое оказывается несколько ниже нормы. Однако предельная частотасердечных сокращений у тренированных людей при физической нагрузке можетнаходиться на уровне 200 – 240 удар/мин, при этом систолическое давлениедовольно долго находится на уровне 200 мм рт. ст. Нетренированное сердце такойчастоты сокращений достигнуть просто не может, а высокое систолическое идиастолическое давление даже при кратковременной напряженной деятельности,,могут явиться причиной предпатологических и даже патологических состояний.

Систолическийобьем крови – это количество крови, выбрасываемое левым желудочком сердца прикаждом его сокращении. Минутный объем крови – количество крови, выбрасываемоежелудочком в течение одной минуты. Наибольший систолический объем наблюдаетсяпри частоте сердечных сокращений от 130 до 180 удар/мин. При. частоте сердечныхсокращений выше 180 удар/мин систолический объем начинает сильно снижаться.Поэтому наилучшие возможности для тренировки сердца имеют место при физическихнагрузках, когда частота сердечных сокращений находится в диапазоне от 130 до180 удар/мин.

Впокое кровь совершает полный кругооборот за 21 – 22 с, при физической работе –за 8 с и менее, при этом объем циркулирующей крови способен возрастать до 40л/мин. В результате такого увеличения объема и скорости кровотока значительноповышается снабжение тканей организма кислородом и питательными веществами.Особенно полезна тренировка для совершенствования сердечно-сосудистой системы вциклических видах спорта на открытом воздухе.

Присасывающиедействия в кровообращении и мышечный насос. Гравитационный шок. При переходе кровииз капилляров в вены давление падает до 10 – 15 мм рт. ст., что значительнозатрудняет возврат крови к сердцу, так как ее движению препятствует еще и силагравитации. Венозному кровообращению способствует присасывающее действие сердцапри расслаблении и присасывающее действие грудной полости при вдохе. Приактивной двигательной деятельности циклического характера воздействиеприсасывающих факторов повышается. При малоподвижном образе жизни венознаякровь может застаиваться (например в брюшной полости или в области таза придлительном сидении). Вот почему движению крови по венам способствуетдеятельность окружающих их мышц (мышечный насос). Сокращаясь и расслабляясь,мышцы то сдавливают вены, то прекращают этот пресс, давая им расправиться и темсамым способствуют продвижению крови по направлению к сердцу, в сторонупониженного давления, так как движению крови в противоположную от сердцасторону препятствуют клапаны, имеющиеся в венозных сосудах. Чем чаще и активнеесокращаются и расслабляются мышцы, тем большую помощь сердцу оказывает мышечныйнасос. Особенно эффективно он работает при локомоциях (ходьбе, гладком беге,беге на лыжах, на коньках, при плавании и т.п.). Мышечный насос способствуетболее быстрому отдыху сердца и после интенсивной физической нагрузки.

Следуетупомянуть и о феномене гравитационного шока, который может наступить послерезкого прекращения длительной; достаточно интенсивной циклической работы(спортивная ходьба, бег). Прекращение ритмичной работы мышц нижних конечностейсразу лишает помощи систему кровообращения: кровь под действием гравитацииостается в крупных венозных сосудах ног, движение ее замедляется, резкоснижается возврат крови к сердцу, а от него в артериальное сосудистое русло,давление артериальной крови падает, мозг оказывается в условиях пониженногокровоснабжения и гипоксии. Как результат этого явления – головокружение,тошнота, обморочное состояние, Об этом необходимо помнить и не прекращать резкодвижения циклического характера сразу после финиша, а постепенно (в течение 3 –5 минут) снижать интенсивность.

Особенностидыхания. Затраты энергиина физическую работу обеспечиваются биохимическими процессами, происходящими вмышцах в результате окислительных реакций, для которых постоянно необходимкислород. Во время мышечной работы для увеличения газообмена усиливаютсяфункции дыхания и кровообращения. Совместная работа систем дыхания, крови икровообращения по газообмену оцениваются рядом показателей: частотой дыхания,дыхательным объемом, легочной вентиляцией, жизненной емкостью легких,кислородным запросом, потреблением кислорода, кислородной емкостью крови и т.д.

Частотадыхания. Средняя частотадыхания в покое составляет 15 – 18 циклов в мин. Один цикл состоит из вдоха,выдоха и дыхательной паузы. У женщин частота дыхания на 1 – 2 цикла больше. Успортсменов в покое частота дыхания снижается до 6 – 12 циклов в мин за счетувеличения глубины дыхания и дыхательного объема. При физической работе частотадыхания увеличивается, например у лыжников и бегунов до 20 – 28, у пловцов до36 – 45 циклов в мин.

Дыхательныйобъем – количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле(вдох, выдох, пауза). В покое дыхательный объем (объем воздуха, поступающего влегкие за один: вдох) находится в пределах 200 – 300 мл. Величина дыхательногообъема зависит от степени адаптации человека к физическим нагрузкам. Приинтенсивной физической работе дыхательный объем может увеличиваться до 500 мл иболее.

Легочнаявентиляция – объем воздуха, который проходит через легкие за одну минуту.Величина легочной вентиляции определяется умножением величины дыхательногообъема на частоту дыхания. Легочная вентиляция в покое может составлять 5 – 9л. При интенсивной физической работе у квалифицированных спортсменов она можетдостигать значительно больших величин (например, при дыхательном: объеме до 2,5л и частоте дыхания до 75 дыхательных циклов в минуту легочная вентиляциясоставляет 187,5 л, т.е. увеличится в 25 раз и более по сравнению с состояниемпокоя).

Жизненнаяемкость легких (ЖЕЛ) – максимальный объем воздуха, который может выдохнутьчеловек после максимального вдоха. Средние значения ЖЕЛ составляют у мужчин3800 – 4200 мл, у женщин 3000 – 3500 ил. ЖЕЛ зависит от возраста, массы, роста,пола, состояния физической тренированности человека и от других факторов. Улюдей с недостаточным физическим развитием и имеющих заболевания эта величинаменьше средней; у людей, занимающихся физической культурой, она выше, а успортсменов может достигать 7000 мл и более у мужчин и 5000 мл и более уженщин. Широко известным методом определения ЖЕЛ является спирометрия(спирометр – прибор, позволяющий определить ЖЕЛ).

Кислородныйзапрос – количество кислорода; необходимое организму в 1 минуту дляокислительных процессов в покое или для обеспечения работы различнойинтенсивности. В покое для обеспечения процессов жизнедеятельности организмутребуется 250 – 300 мл кислорода. При интенсивной физической работе кислородныйзапрос может увеличиваться в 20 и более раз. Например, при беге на 5 км кислородныйзапрос у спортсменов достигает 5 – 6 л.

Суммарный(общий кислородный) запрос – количество кислорода, необходимое для выполнениявсей предстоящей работы. Потребление кислорода – количество кислорода,фактически использованного организмом в состоянии покоя или при выполнениикакой-либо работы. Максимальное потребление кислорода (МПК) – наибольшееколичество кислорода, которое может усвоить организм при предельно напряженнойдля него работе.

Способностьорганизма к МПК имеет предел, который зависит от возраста, состояниясердечно-сосудистой системы, от активности протекания процессов обмена веществи находится в прямой зависимости от степени физической тренированности. У незанимающихся спортом  предел МПК находится на уровне 2 – 3,5 л/мин. У спортсменоввысокого класса, особенно занимающихся циклическими видами спорта, МПК можетдостигать: у женщин – 4 л/мин и более; у мужчин – 5 л/мин и более. Абсолютнаявеличина МПК зависит также от массы тела, поэтому для более точного ееопределения относительное МПК рассчитывается на 1 кг массы тела. Для сохраненияздоровья необходимо обладать способностью потреблять кислород как минимум на 1кг – женщинам  не менее 42 мл/мин, мужчинам – не менее 50 мл/мин.

МПКявляется показателем аэробной (кислородной) производительности организма.

Когдав клетки тканей поступает меньше кислорода, чем нужно для 'полного обеспеченияпотребности в энергии, возникает кислородное голодание, или гипоксия.

Гипоксия наступает поразличным причинам. Внешние причины – загрязнение воздуха, подъем на высоту (вгоры, полет на самолете) и др. В этих случаях падает парциальное давлениекислорода в атмосферном и альвеолярном воздухе и снижается количествокислорода, поступающего в кровь для доставки к тканям. Если на уровне моряпарциальное давление кислорода в атмосферном воздухе равно  159 мм рт. ст., тона высоте 3000 м оно снижается до 110 мм, а на высоте 5 000 м – до 75 – 80 ммрт. ст.

Внутренниепричины возникновения гипоксии зависят от состояния дыхательного аппарата исердечно-сосудистой системы, проницаемости стенок альвеол и капилляров,количества эритроцитов в крови и процентного содержания в них гемоглобина, отстепени проницаемости оболочек клеток тканей и их способности усваиватьдоставляемый кислород.

Приинтенсивной мышечной работе, как правило, наступает двигательная гипоксия.Чтобы полнее обеспечить себя кислородом в условиях гипоксии, организммобилизует мощные компенсаторные физиологические механизмы. Например, приподъеме в горы увеличиваются частота и глубина дыхания, количество эритроцитовв крови, процент содержания в них гемоглобина, учащается работа сердца. Еслипри этом выполнять физические упражнения, то повышенное потреблению кислородамышцами и внутренними органами вызывает дополнительную тренировку физиологическихмеханизмов, обеспечивающих кислородный обмен и устойчивость к недостаткукислорода.

Кислородноеснабжение организма представляет собой слаженную систему. Гиподинамиярасстраивает эту систему, нарушая каждую из составляющих ее частей и ихвзаимодействие. В результате развивается кислородная недостаточность организма,гипоксия отдельных органов и тканей, которая может привести к расстройствуобмена веществ. С этого часто начинается снижение устойчивости организма, егорезервных возможностей в борьбе с утомлением и влиянием неблагоприятныхфакторов окружающей среды. Особенно страдает от гипоксии сердечно-сосудистаясистема, сосуды сердца и мозга. Низкий уровень кислородного обмена в стенкахсосудов не только снижает н тонус и возможность управления ими со сторонырегуляторных механизмов, но меняет и обмен веществ, что в конечном счете можетпри вести к возникновению тяжелых расстройств и заболеваний.

Кислородноепитание мышц имеет свои особенности. Известно, что в ритмически работающеймышце кровообращение также ритмично Сокращенные мышцы сдавливают капилляры,замедляя кровоток поступление кислорода. Однако клетки мышц продолжаютснабжаться кислородом. Доставку его берет на себя миоглобин – дыхательныйпигмент мышечных клеток. Роль его важна еще и потому, что только мышечная тканьспособна при переходе от покоя к интенсивной работе повышать потреблениекислорода в 100 раз.

Такимобразом, физическая тренировка, совершенствуя кровообращение, увеличиваясодержание гемоглобина, миоглобина и скорость, отдачи кислорода кровью,значительно расширяет возможности организма в потреблении кислорода.

Органыпо-разному переносят гипоксию различной длительности. Кора головного мозга –один из наиболее чувствительных к гипоксии органов. Она первой реагирует нанедостаток кислорода. Значительно менее чувствительна к недостаткам кислородаскелетная мускулатура. На ней не отражается даже двухчасовое полное кислородноеголодание.

Большуюроль в регуляции кислородного обмена как в органах и тканях, так и в организмев целом имеет углекислота, являющаяся основным раздражителем дыхательногоцентра, который располагается в продолговатом отделе головного мозга. Междуконцентрацией в крови углекислого газа и доставкой кислорода тканям существуютстрого определенные соотношения. Изменение содержания углекислого газа в кровиоказывает влияние на центральные и периферические регуляторные механизмы,обеспечивающие улучшение снабжения организма кислородом, и служит мощнымрегулятором в борьбе с гипоксией.

Систематическаятренировка средствами физической культуры и орта не только стимулирует развитиесердечно-сосудистой и дыхательной системы, но и способствует значительномуповышению уровня потребления кислорода организмом в целом. Наиболее эффективносовместную функцию взаимоотношения дыхания, крови, кровообращения развиваютупражнения циклического характера, выполняемые на свежем воздухе. Однакоследует помнить, насколько важно повышать возможности организма к потреблениюкислорода, настолько же важно для него вырабатывать устойчивость к гипоксии.Это качество также совершенствуется в процессе тренировки, с помощьюспециальных процедур, путем создания искусственных условий гипоксии. Наиболеедоступный способ – упражнение с задержкой дыхания. Систематические физическиенагрузки определенной мощности, связанные с анаэробной производительностью,обусловливают возникновение в тканях гипоксического состояния, которое спомощью функциональных систем организма при определенных условияхликвидируется, тем самым эти системы, защищая организм, сами тренируются исовершенствуются. В результате положительный тренировочный эффект в борьбе сгипоксией формирует устойчивость тканей организма к гипоксии. 

Итак,физические нагрузки оказывают двойной тренирующий эффект: повышают устойчивостьк кислородному голоданию и, увеличивая мощность дыхательной исердечно-сосудистой систем, способствует лучшей утилизации кислорода.

Дыхательная система может управляться человеком произвольно.Необходимо иметь в виду некоторые приемы управления. Специалисты рекомендуют вусловиях относительного покоя дышать через нос и только при интенсивнойфизической работе дышать одновременно и  через рот; во всех случаях выпрямлениятела делать вдох, при сгибании – выдох; в процессе выполнения циклическихдвижений ритм дыхания приспосабливать к ритму движения, акцентируя внимание навыдохе; избегать необоснованных задержек дыхания и натуживания.

Двигательнаяфункция и повышение уровня адаптации и устойчивости организма человека кразличным условиям внешней среды

Развитиедвигательных и вегетативных функций организма у детей и совершенствование их увзрослых и пожилых людей связано с двигательной активностью. Оздоровительноезначение физической культуры общеизвестно. Имеется огромное количествоисследований, показывающих положительное влияние физических упражнений наопорно-двигательный аппарат, центральную нервную систему, кровообращение,дыхание, выделение, обмен веществ, теплорегуляцию, органы внутренней секреции.Велико значение физических упражнений и как средства лечения.

Вжизни постоянно возникают ситуации, когда человек, будучи  подготовлен ксуществованию в одних условиях, должен готовить себя (адаптироваться) кдеятельности в других. При этом проблема адаптации связана с тем, чтофизиологические и биологические вопросы сопоставляются с социальными проблемамиразвития человека и общества. Механизмы адаптации впервые описал канадскийученый Ганс Селье. В его представлении адаптация развивается под действиемгуморальных механизмов. Концепция адаптации Селье неоднократно пересматриваласьс более широких представлений и анализа экспериментальных данных, в том числе ороли в процессе адаптации нервной системы. Действие факторов, вызывающихразвитие адаптационных механизмов организма, всегда было комплексным. Так, всеживые организмы в ходе эволюции приспосабливались к земным условиямсуществования: барометрическому давлению и гравитации, уровню космических итепловых излучений, газовому составу воздуха, окружающей атмосфере. Животныймир адаптировался и к смене сезонов – времен года, которые включают измененияосвещенности, температуры, влажности, радиации и т.д. Смена дня и ночиопределенным образом связана с перестройкой организма и изменениямибиологических ритмов деятельности его функциональных систем.

Человекможет мигрировать, оказываться в равнинных или горных условиях, в условиях жарыили холода, при этом он оказывается связан с особенностями питания, обеспеченияводой, различными условиями индивидуального комфорта и цивилизации. Все этосвязано с развитием дополнительных механизмов адаптации, которые достаточноспецифичны. В зависимости от силы воздействия раздражителей окружающей среды,условий и функционального состояния организма адаптивные факторы могут вызыватькак благоприятные, так и неблагоприятные реакции организма.

Систематическаятренировка формирует физиологические механизмы, расширяющие возможностиорганизма, его готовность к адаптации, что обеспечивает в различные периоды(фазы) развертывания приспособительных физиологических процессов. Известныйспортивный физиолог, специалист по адаптации А.В. Коробков выделял несколькотаких фаз: начальная, переходная, устойчивая, дезаптация и повторная адаптация.Под готовностью к адаптации понимается такое морфофункциональное состояниеорганизма, которое обеспечивает ему успешное приспособление к новым условиямсуществования. Для готовности организма к адаптации и эффективности в ееосуществлении значительную роль играют факторы, укрепляющие общее состояниеорганизма, стимулирующие его неспецифическую резистентность (устойчивость): 1)рациональное питание;2) обоснованный режим; 3) адаптирующие медикаментозныесредства; 4) физическая тренировка; 5) закаливание. Из многообразия факторовразвития адаптации особое место отводится физической тренировке. Еще Л.А.Орбели, известный русский физиолог, в развитие учения об упражняемости Ж.Ламарка, Ч. Дарвина и других исследователей 19-го в., отмечал, что физическаятренированность, развивая механизм координации в нервной системе, обусловливаетповышение обучаемости, тренируемости нервной системы и организма в целом.

Литература:

«Физическая культура студента» В.И.Ильинича