Анализируя факторы, определяющие физические тренировочные эффекты упражнений можно выделить:
1) функциональные эффекты тренировки;
2) пороговые нагрузки для возникновения тренировочных эффектов;
3) обратимость тренировочных эффектов;
4) специфичность тренировочных эффектов;
5) тренеруемость.
Систематическое выполнение определенного рода физических упражнений вызывает следующие основные положительные функциональные эффекты:
1. Усиление максимальных функциональных возможностей всего организма , определяется ростом максимальных показателей при выполнении тестов.
2. Повышение экономичности, эффективности деятельности всего организма , проявляется в уменьшении функциональных сдвигов в деятельности систем организма при выполнении определенной работы.
В основе этих положительных эффектов лежат:
1. Структурно-функциональные изменения ведущих органов жизнедеятельности при выполнении определенной работы.
2. Совершенствование клеточной регуляции функций в процессе выполнения физических упражнений.
Величина нагрузок может характеризоваться, с одной стороны, внешними, внутренними и комбинированными параметрами, а с другой стороны, абсолютными и относительными значениями.
Внешние параметры нагрузки характеризуют величину выполненной спортсменом механической работы или ее продолжительность. А внутренние показатели нагрузки иллюстрируют величину ответной реакции организма на выполненную механическую работу.
Величина нагрузки определяется параметрами:
1) объем – определяется длительностью работы, длиной повторяемых отрезков;
2) интенсивность – результат, величина повторений с максимальным усилием;
3) интервал отдыха;
4) характер отдыха;
5) число повторений.
При этом направленность воздействия тренировочных нагрузок на организм спортсмена определяется соотношением следующих показателей:
интенсивностью выполнения упражнений;
объемом (продолжительностью) работы;
продолжительностью и характером интервалов отдыха между отдельными упражнениями;
характером упражнений.
Каждый из этих параметров играет самостоятельную роль в определении тренировочной эффективности, однако, не менее важны их взаимосвязь и взаимное влияние.
Интенсивность нагрузки тесно взаимосвязана с развиваемой мощностью при выполнении упражнений, со скоростью передвижения в видах спорта циклического характера, плотностью проведения тактико-технических действий в спортивных играх, поединков и схваток в единоборствах. Изменяя интенсивность работы, можно способствовать преимущественной мобилизации тех или иных поставщиков энергии, в различной мере интенсифицировать деятельность функциональных систем, активно влиять на формирование основных параметров спортивной техники.
Появляется следующая зависимость – увеличение объема действий в единицу времени, или скорости передвижения, как правило, связано с непропорциональным возрастанием требований к энергетическим системам, несущим преимущественную нагрузку при выполнении этих действий.
Существует несколько физиологических методов для определения интенсивности нагрузки. Прямой метод заключается в измерении скорости потребления кислорода (л/мин) – абсолютный или относительный (% от максимального потребления кислорода). Все остальные методы – косвенные, основанные на существовании связи между интенсивностью нагрузки и некоторыми физиологическими показателями.
Одним из наиболее удобных показателей служит частота сердечных сокращений. В основе определения интенсивности тренировочной нагрузки по частоте сердечных сокращений лежит связь между ними, чем больше нагрузка, тем больше частота сердечных сокращений.
Относительная рабочая частота сердечных сокращений (%ЧССmax) – это выраженное в процентах отношение частоты сердечных сокращений во время нагрузки и максимальной частоты сердечных сокращений для данного человека. Приближенно ЧССmax можно рассчитать по формуле:
ЧССmax = 220 – возраст человека (лет) уд/мин.
При определении интенсивности тренировочных нагрузок по частоте сердечных сокращений используется два показателя: пороговая и пиковая частота сердечных сокращений. Пороговая частота сердечных сокращений – это наименьшая интенсивность, ниже которой тренировочного эффекта не возникает. Пиковая частота сердечных сокращений – это наибольшая интенсивность, которая не должна быть превышена в результате тренировки. Примерные показатели частоты сердечных сокращений у здоровых людей, занимающихся спортом могут быть пороговая – 75% и пиковая – 95% от максимальной частоты сердечных сокращений. Чем ниже уровень физической подготовленности человека, тем ниже должна быть интенсивность тренировочной нагрузки.
Зоны работы по частоте сердечных сокращений уд/мин.
1. до 120 – подготовительная, разминочная, основной обмен;
2. до 120–140 – восстановительно-поддерживающая;
3. до 140–160 – развивающая выносливость, аэробная;
4. до 160–180 – развивающая скоростную выносливость;
5. более 180 – развитие скорости.
Объем работы . Для повышения алактатных анаэробных возможностей наиболее приемлемыми являются кратковременные нагрузки (5–10 с) с предельной интенсивностью. Значительные паузы (до 2–5 мин) позволяют обеспечить восстановление. К полному исчерпанию и к повышению резерва лактатных анаэробных источников во время нагрузки приводит работа максимальной интенсивности, которая является высокоэффективной для совершенствования процесса гликолиза. Работа преимущественно за счет гликолиза обычно продолжается в течение 60–90 с. Паузы отдыха при такой работе не должны быть продолжительными, чтобы величина лактата существенно не снижалась. Это будет способствовать совершенствованию мощности гликолитического процесса и увеличению его емкости. Продолжительная нагрузка аэробного характера приводит к интенсивному вовлечению жиров в обменные процессы, и они становятся главным источником энергии.
Комплексное совершенствование различных составляющих аэробной производительности может быть обеспечено лишь при довольно продолжительных однократных нагрузках или при большом количестве кратковременных упражнений.
По мере выполнения длительной работы различной интенсивности происходят не столько количественные, сколько качественные изменения в деятельности различных органов и систем.
Соотношение интенсивности нагрузки (темп движений, скорость или мощность их выполнения, время преодоления тренировочных отрезков и дистанций, плотность выполнения упражнений в единицу времени, величина отягощений, преодолеваемых в процессе воспитания силовых качеств и т.п.) и объема работы (выраженного в часах, в километрах, числом тренировочных занятий, соревновательных стартов, игр, схваток, комбинаций, элементов, прыжков и т.д.) изменяется в зависимости от уровня квалификации, подготовленности и функционального состояния спортсмена, его индивидуальных особенностей, характера взаимодействия двигательной и вегетативной функций. Например, одна и та же по объему и интенсивности работа вызывает различную реакцию у спортсменов разной квалификации.
Более того, предельная (большая) нагрузка, предполагающая, естественно, различные объемы и интенсивность работы, но приводящая к отказу от ее выполнения, вызывает у них различную внутреннюю реакцию. Проявляется это, как правило, в том, что у спортсменов высокого класса при более выраженной реакции на предельную нагрузку восстановительные процессы протекают интенсивнее.
Продолжительность и характер интервалов отдыха необходимо планировать в зависимости от задач и используемого метода тренировки. Например, в интервальной тренировке, направленной на преимущественное повышение аэробной производительности, следует ориентироваться на интервалы отдыха, при которых ЧСС снижается до 120-130 уд./мин. Это позволяет вызвать в деятельности систем кровообращения и дыхания сдвиги, которые в наибольшей мере способствуют повышению функциональных возможностей мышцы сердца.
Одним из основных вопросов при занятии физической подготовкой является выбор оптимальных нагрузок, таких, в результате которых после восстановления происходит наибольший адаптационный эффект. Кроме того нагрузка может быть привычной, которая не вызывает адаптационных сдвигов, или максимальной, при выполнении которой происходят функциональные сдвиги до предела адаптации.
В процессе тренировки повышение функциональных возможностей отдельных органов и всего организма происходит в том случае, если систематические нагрузки значительны. По своей величине они достигают или превышают пороговую нагрузку, которая должна быть выше повседневной.
Основное правило в выборе пороговых нагрузок заключается в том, что они должны соответствовать текущим функциональным возможностям человека. Принцип индивидуализации в значительной мере опирается на принцип пороговых нагрузок.
Тренировочные нагрузки определяются задачами, стоящими перед спортсменами. Это может быть:
1. Реабилитация после всевозможных перенесенных заболеваний, в том числе и хронических.
2. Восстановительно-оздоровительная деятельность для снятия психологического и физического напряжения после работы.
3. Поддержание тренированности на имеющемся уровне.
4. Повышение физической подготовки. Развитие функциональных возможностей организма.
Тренировочные нагрузки подразделяются:
1. по характеру:
тренировочные;
соревновательные;
2. по степени сходства с соревновательным упражнением:
специфические;
неспецифические;
3. по величине нагрузки:
околопредельные;
предельные;
4. по направленности:
совершенствующие двигательные качества;
совершенствующие компоненты двигательных качеств (алактатных или лактатных анаэробных возможностей, аэробных возможностей);
совершенствующие технику движений;
совершенствующие компоненты психической подготовленности
совершенствующие тактическое мастерство;
5. по координационной сложности
не требующих значительной мобилизации координационных способностей;
связанные с выполнением движений высокой координационной сложности;
6. по психической напряженности
напряженные;
менее напряженные.
7. по величине воздействия на организм:
развивающие;
стабилизирующие;
восстановительные.
Специфические нагрузки это нагрузки существенно сходные с соревновательными по характеру проявляемых способностей и реакциям функциональных систем.
Развивающие нагрузки – характеризующиеся высокими воздействиями на основные функциональные системы организма и вызывающие значительный уровень утомления. Такие нагрузки требуют восстановительный период для наиболее задействованных функциональных систем 24–96 ч.
Стабилизирующие нагрузки , воздействуют на организм спортсмена на уровне 50–60% по отношению к большим нагрузкам и требуют восстановления наиболее утомленных систем от 12 до 24 ч
Восстановительные нагрузки это нагрузки на уровне 25–30% по отношению к большим и требующие восстановления не более 6 ч.
К признакам эффективности тренировочных нагрузок можно отнести:
1) специализированность, т.е. меру сходства с соревновательным упражнением;
2) напряженность, которая проявляется при задействовании определенных механизмов энергообеспечения;
3) величину нагрузки, как количественную меру воздействия упражнения на организм спортсмена.
Классификация тренировочных нагрузок дает представление о режимах работы, в которых должны выполняться различные упражнения, используемые в тренировке, направленной на воспитание различных двигательных способностей.
В классификации тренировочных и соревновательных нагрузок выделяют пять зон, имеющих определенные физиологические границы.
Эти зоны имеют следующие характеристики.
Аэробная восстановительная зона . Ближайший тренировочный эффект нагрузок этой зоны связан с повышением ЧСС до 140–145 уд./мин. Лактат в крови находится на уровне покоя и не превышает 2 ммоль/л. Потребление кислорода достигает 40–70% от МПК. Обеспечение энергией происходит за счет окисления жиров (50% и более), мышечного гликогена и глюкозы крови. Работа обеспечивается полностью медленными мышечными волокнами которые обладают свойствами полной утилизации лактата, и поэтому он не накапливается в мышцах и крови. Верхней границей этой зоны является скорость (мощность) аэробного порога (лактат 2 ммоль/л). Работа в этой зоне может выполняться от нескольких минут до нескольких часов. Она стимулирует восстановительные процессы, жировой обмен в организме совершенствует аэробные способности (общую выносливость).
Нагрузки, направленные на развитие гибкости и координации движений, выполняются в этой зоне. Методы упражнения не регламентированы.
Объем работы в течение макроцикла в этой зоне в разных видах спорта составляет от 20 до 30%.
Аэробная развивающая зона . Ближний тренировочный эффект нагрузок этой зоны связан с повышением ЧСС до 160–175 уд./мин. Лактат в крови до 4 ммоль/л, потребление кислорода 60–90% от МПК. Обеспечение энергией происходит за счет окисления углеводов (мышечного гликогена и глюкозы) и в меньшей степени жиров. Работа обеспечивается медленными мышечными волокнами и быстрыми мышечными волокнами, которые включаются при выполнении нагрузок у верхней границы зоны – скорости (мощности) анаэробного порога.
Вступающие в работу быстрые мышечные волокна способны в меньшей степени окислять лактат, и он медленно постепенно нарастает от 2 до 4 ммоль/л.
Соревновательная и тренировочная деятельность в этой зоне может проходить также несколько часов и связана с марафонскими дистанциями, спортивными играми. Она стимулирует воспитание специальной выносливости, требующей высоких аэробных способностей, силовой выносливости, а также обеспечивает работу по воспитанию координации и гибкости. Основные методы: непрерывного упражнения и интервального упражнения.
Объем работы в этой зоне в макроцикле в разных видах спорта составляет от 40 до 80%.
Смешанная аэробно-анаэробная зона . Ближний тренировочный эффект нагрузок в этой зоне связан с повышением ЧСС до 180–185 уд./мин, лактат в крови до 8–10 ммоль/л, потребление кислорода 80-100% от МПК. Обеспечение энергией происходит преимущественно за счет окисления углеводов (гликогена и глюкозы). Работа обеспечивается медленными и быстрыми мышечными единицами (волокнами). У верхней границы зоны – критической скорости (мощности), соответствующей МПК, подключаются быстрые мышечные волокна (единицы), которые не способны окислять накапливающийся в результате работы лактат, что ведет к его быстрому повышению в мышцах и крови (до 8–10 ммоль/л), что рефлекторно вызывает также значительное увеличение легочной вентиляции и образование кислородного долга.
Соревновательная и тренировочная деятельность в непрерывном режиме в этой зоне может продолжаться до 1,5–2ч. Такая работа стимулирует воспитание специальной выносливости, обеспечиваемой как аэробными, так и анаэробно-гликолитическими способностями, силовой выносливости. Основные методы: непрерывного и интервального экстенсивного упражнения. Объем работы в макроцикле в этой зоне в разных видах спорта составляет от 5 до 35%.
Анаэробно-гликолитическая зона. Ближайший тренировочный эффект нагрузок этой зоны связан с повышением лактата крови от 10 до 20 ммоль/л. ЧСС становится менее информативной и находится на уровне 180–200 уд./мин. Потребление кислорода постепенно снижается от 100 до 80% от МПК. Обеспечение энергией происходит за счет углеводов (как с участием кислорода, так и анаэробным путем). Работа выполняется всеми тремя типами мышечных единиц, что ведет к значительному повышению концентрации лактата, легочной вентиляции и кислородного долга. Суммарная тренировочная деятельность в этой зоне не превышает 10–15 мин. Она стимулирует воспитание специальной выносливости и особенно анаэробных гликолитических возможностей.
Соревновательная деятельность в этой зоне продолжается от 20 с до 6–10 мин. Основной метод – интервального интенсивного упражнения. Объем работы в этой зоне в макроцикле в разных видах спорта составляет от 2 до 7%.
Анаэробно-алактатная зона . Ближний тренировочный эффект не связан с показателями ЧСС и лактата, так как работа кратковременная и не превышает 15 – 20 с в одном повторении. Поэтому лактат в крови, ЧСС и легочная вентиляция не успевают достигнуть высоких показателей. Потребление кислорода значительно падает. Верхней границей зоны является максимальная скорость (мощность) упражнения. Обеспечение энергией происходит анаэробным путем за счет использования АТФ и КФ, после 10 с к энергообеспечению начинают подключаться гликолиз и в мышцах накапливается лактат. Работа обеспечивается всеми типами мышечных единиц. Суммарная тренировочная деятельность в этой зоне не превышает 120–150 с за одно тренировочное занятие. Она стимулирует воспитание скоростных, скоростно-силовых, максимально-силовых способностей. Объем работы в макроцикле составляет в разных видах спорта от 1 до 5%.
В циклических видах спорта, связанных с преимущественным проявлением выносливости, для более точного дозирования нагрузок смешанную аэробно-анаэробную зону в отдельных случаях делят на две подзоны.
Первую составляют соревновательные упражнения продолжительностью от 30 мин до 2 ч
Вторую – упражнения продолжительностью от 10 до 30 мин.
Анаэробно-гликолитическую зону делят на три подзоны:
В первой – соревновательная деятельность продолжается примерно от 5 до 10 мин; во второй – от 2 до 5 мин; в третей – от 0,5 до 2 мин.
При планировании длительности отдыха между повторениями упражнения или разными упражнениями в рамках одного занятия следует различать три типа интервалов.
1. Полные (ординарные) интервалы, гарантирующие к моменту очередного повторения практически такое восстановление работоспособности, которое было до его предыдущего выполнения, что дает возможность повторить работу без дополнительного напряжения функций.
2. Напряженные (неполные) интервалы, при которых очередная нагрузка попадает на состояние некоторого недовосстановления работоспособности.
3. «Минимакс» интервал. Этот наименьший интервал отдыха между упражнениями, после которого наблюдается повышенная работоспособность (суперкомпенсация), наступающая при определенных условиях в силу закономерностей восстановительного процесса.
При воспитании силы, быстроты и ловкости повторные нагрузки сочетаются обычно с полными и «минимакс» интервалами. При воспитании выносливости используются все типы интервалов отдыха.
По характеру поведения спортсмена отдых между отдельными упражнениями может быть активным и пассивным. При пассивном отдыхе спортсмен не выполняет никакой работы, при активном – заполняет паузы дополнительной деятельностью. Эффект активного отдыха зависит прежде всего от характера утомления: он не обнаруживается при легкой предшествующей работе и постепенно возрастает с увеличением ее интенсивности. Мало интенсивная работа в паузах оказывает тем большее положительное воздействие, чем выше была интенсивность предшествующих упражнений.
По сравнению с интервалами отдыха между упражнениями интервалы отдыха между занятиями более существенно влияют на процессы восстановления, долговременной адаптации организма к тренировочным нагрузкам.
Гетерохронность (неодновременность) восстановления различных функциональных возможностей организма после тренировочных нагрузок и гетерохронность адаптационных процессов позволяют в принципе тренироваться ежедневно и не один раз в день без каких-либо явлений переутомления и перетренировки.
Эффект этих воздействий непостоянен и зависит от продолжительности нагрузки и ее направленности, а также величины.
В связи с этим различают ближний тренировочный эффект (БТЭ), следовой тренировочный эффект (СТЭ) и кумулятивный тренировочный эффект (КТЭ).
БТЭ характеризуется процессами, происходящими в организме непосредственно при выполнении упражнений, и теми изменениями функционального состояния, которые возникают в конце упражнения или занятия. СТЭ является последствием выполнения упражнения, с одной стороны, и ответным реагированием систем организма на данное упражнение или занятие – с другой.
По окончании упражнения или занятия в период последующего отдыха начинается следовой процесс, представляющий собой фазу относительной нормализации функционального состояния организма и его работоспособности. В зависимости от начала повторной нагрузки организм может находиться в состоянии недовосстановления, возвращения к исходной работоспособности или в состоянии суперкомпенсации, т.е. более высокой работоспособности, чем исходная.
При регулярной тренировке следовые эффекты каждого тренировочного занятия или соревнования, постоянно накладываясь друг на друга, суммируются, в результате чего возникает кумулятивный тренировочный эффект, который не сводится к эффектам отдельных упражнений или занятий, а представляет собой производное от совокупности различных следовых эффектов и приводит к существенным адаптационным (приспособительным) изменениям в состоянии организма спортсмена, увеличению его функциональных возможностей и спортивной работоспособности.
Продолжительность и степень изменения отдельных параметров нагрузки в различных фазах ее волнообразных колебаний зависит от:
абсолютной величины нагрузок;
уровня и темпов развития тренированности спортсмена;
особенностей вида спорта;
этапов и периодов тренировки.
На этапах, непосредственно предшествующих основным соревнованиям, волнообразное изменение нагрузок обусловлено в первую очередь закономерностями «запаздывающей трансформации» кумулятивного эффекта тренировки. Внешне феномен запаздывающей трансформации проявляется в том, что пики спортивных результатов как бы отстают во времени от пиков объема тренировочных нагрузок: ускорение роста результата наблюдается не в тот момент, когда объем нагрузок достигает особенно значительных величин, а после того как он стабилизировался или снизился. Отсюда в процессе подготовки к соревнованиям на первый план выдвигается проблема регулирования динамики нагрузки с таким расчетом, чтобы их общий эффект трансформировался в спортивный результат в намеченные сроки.
Из логики соотношений параметров объема и интенсивности нагрузок можно вывести следующие правила, касающиеся их динамики в тренировке:
1) чем меньше частота и интенсивность тренировочных занятий, тем продолжительнее может быть фаза (этап) неуклонного нарастания нагрузок, но степень их прироста каждый раз незначительна;
2) чем плотнее режим нагрузок и отдыха в тренировке и чем выше общая интенсивность нагрузок, тем короче периоды волнообразных колебаний в их динамике, тем чаще появляются в ней «волны»;
3) на этапах особенно значительного увеличения суммарного объема нагрузок (что бывает необходимо для обеспечения долговременных адаптации морфофункционального характера) доля нагрузок высокой интенсивности и степень ее увеличения лимитированы тем больше, чем значительнее возрастает суммарный объем нагрузок, и наоборот;
4) на этапах особенно значительного увеличения суммарной интенсивности нагрузок (что необходимо для ускорения темпов развития специальной тренированности) их общий объем лимитирован тем больше, чем значительнее возрастают относительная и абсолютная интенсивность.
Физиология – биологическая наука, изучающая функции человеческого организма в различных их проявлениях. Возраст 18–25 лет – это заключительный этап естественного физиологического развития организма человека. Под влиянием этих нагрузок в организме происходит целый ряд перестроечных приспособительных процессов, повышающих функциональные возможности организма, его способности противостоять внешним воздействиям. В результате происходит существенный рост уровня основных двигательных качеств: быстроты, силы, выносливости, гибкости, ловкости.
Адаптация – это приспособление органов чувств и организма к новым, изменившимся условиям существования. Адаптации способствуют адекватные по объёму и интенсивности нагрузки. После периода необходимого для отдыха израсходованные ресурсы восстанавливаются. Эффект сверхвосстановления после однократной нагрузки (одного тренировочного занятия) удерживается недолго, всего несколько дней.
Гипокинезия – это недостаток двигательной активности
В результате систематических занятий физическими упражнениями мышечная масса сердца может увеличится в 2–3 раза. В результате систематических занятий физическими упражнениями лёгочная вентиляция может увеличится в 20–30 раз.
Социальная адаптация и, в частности, адаптация студента к учебному процессу в высшем учебном заведении и к условиям, его сопровождающим, – это проблема в основном психологическая, но в конечном счёте, она так же замыкается на физиологии, на физиологических процессах, происходящих преимущественно в центральной нервной системе.
Длительное использование предельных нагрузок приводит к угнетению иммунитета. Локальный эффект повышения тренированности, который является неотъемлемой частью общего, связан с ростом функциональных возможностей отдельных физиологических систем. При регулярных занятиях физическими упражнениями в крови увеличивается количество эритроцитов (при кратковременной интенсивной работе – за счет выхода эритроцитов из «кровяных депо»; при длительной интенсивной нагрузке – за счет усиления функций кроветворных органов). Повышается содержание гемоглобина в единице объема крови, соответственно увеличивается кислородная емкость крови, что усиливает ее кислородно-транспортную возможность. Вместе с тем в циркулирующей крови наблюдается увеличение содержания лейкоцитов и их активность. Специальными исследованиями было установлено, что регулярная физическая тренировка без перегрузок увеличивает фагоцитарную активность составляющих крови, т.е. повышает неспецифическую сопротивляемость организма к различным неблагоприятным, особенно инфекционным факторам.
Показателями работоспособности сердца являются частота пульса, кровяное давление, систолический объем крови, минутный объем крови. Пульс – волна колебаний, распространяемая по эластичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой в аорту под большим давлением при сокращении левого желудочка. При мышечной работе в артериальной крови повышается содержание молочной кислоты. Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца (ЧСС) и составляет в среднем 60–80 удар/мин. Предельная ЧСС у тренированных людей при физической нагрузке находится на уровне 200–220 удар/мин. В норме у здорового человека в возрасте 18–40 лет в покое кровяное давление равно 120/80 мм рт. ст. После прекращения нагрузки у тренированных людей оно быстро восстанавливается.
Если в покое кровь совершает полный кругооборот за 21–22 с, то при физических нагрузках – за 8 с и менее. Наиболее оптимальными считаются физические нагрузки при частоте сердечных сокращений 130–180 удар/мин. Длительная и интенсивная умственная работа, так же, как и состояние нервно-эмоционального напряжения, может существенно повысить частоту сердечных сокращений до 100 удар/мин и более. Таким образом, длительная напряженная умственная работа, нервно-эмоциональные состояния, не сбалансированные с активными движениями, с физическими нагрузками, могут привести к ухудшению кровоснабжения сердца и мозга, других жизненно важных органов, к стойкому повышению кровяного давления, к формированию «модного» ныне среди студентов заболеванию – вегето-сосудистой дистонии.
Главным регулятором дыхания является дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге. В состоянии покоя дыхание совершается ритмично, причем временное соотношение вдоха и выдоха приблизительно равно 1:2. Частота дыхания (смена вдоха и выдоха и дыхательной паузы) в покое составляет 16–20 циклов. При физической работе частота дыхания увеличивается в среднем в 2–4 раза.
Дыхательный объем (ДО) – количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, дыхательная пауза, выдох).
Легочная вентиляция (ЛВ) – объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин.
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – наибольший объем воздуха, который человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха.
Потребление кислорода (ПК) – количество кислорода, фактически использованного организмом в покое или при выполнении какой-либо работы за 1 мин.
Максимальное потребление кислорода (МПК) – наибольшее количество кислорода, которое может усвоить организм при предельно тяжелой для него работе. МПК служит важным критерием функционального состояния систем дыхания и кровообращения.
Кислородный долг (КД) - количество кислорода, необходимое для окисления продуктов обмена веществ, накопившихся при физической работе.
Гипоксия – это кислородный голод. К видам гипоксии относится анемическая гипоксия.
При регулярных физических нагрузках увеличивается способность организма откладывать в мышцах (и печени) запас углеводов в виде гликогена и тем самым улучшать так называемое тканевое дыхание мышц. Половина тканей тела обновляется или заменяется полностью в течение трёх месяцев.
Белки являются основным строительным материалом, из которого построены клетки всех тканей организма. Белки состоят из разнообразных белковых элементов – аминокислот. Основным источником полноценных белков служат животные белки.
Углеводы, к которым относятся глюкоза, животный крахмал – гликоген, используются организмом преимущественно как основной источник энергии.
Уменьшение концентрации глюкозы в крови до 0,07% (гипогликемия) снижает мышечную и умственную работоспособность.
Жиры обладают высокой энергетической ценностью – 1 г жиров при расщеплении выделяет 9,3 ккал.
Человеческий организм на 60–65% состоит из воды.
Минеральные соли способствуют поддержанию осмотического давления в клетках и биологических жидкостях, участвуют в обеспечении постоянства внутренней среды организма, в протекании химических процессов обмена веществ и энергии.
Значение витаминов состоит в том, что, присутствуя в организме в ничтожных количествах, они регулируют реакции обмена веществ, свертываемость крови, рост и развитие организма, сопротивляемость инфекционным заболеваниям.
Важнейшей физиологической константой организма человека является то минимальное количество энергии, которое человек расходует в состоянии полного покоя. Эта константа называется основным обменом. Потребность организма в энергии оценивается в килокалориях. Минимальная величина суточных энергозатрат в норме составляет 2950–3850 ккал. Соотношение количества энергии, поступившей в организм с пищей и израсходованной, называется энергетическим балансом, и находится он в тесной зависимости от характера жизнедеятельности.
Существует большая группа видов спорта и отдельных упражнений, особенностью которых является нестандартность исполнения – ациклические упражнения.
Для ликвидации молочной кислоты и восстановления АТФ требуется кислород. Анаэробную производительность организма характеризует кислородный долг. Чем выше концентрация лактата, тем сильнее ощущается утомление. Аэробный – это окислительный процесс.
Таблица 1
Зоны относительной мощности в спортивных упражнениях
(по B.C. Фарфелю, Б.С. Гиппенрейтеру)
Эти четыре зоны относительной мощности предполагают деление множества различных дистанций на четыре группы: короткие, средние, длинные и сверхдлинные. Мощность работы прямо зависит от ее интенсивности, а высвобождение и расход энергии при преодолении дистанций, входящих в различные зоны мощности, имеют существенно отличающиеся физиологические характеристики (табл.2).
Таблица 2
Физиологическая характеристика работы в зонах различной мощности
(по B.C. Фарфелю)
| Показатель | Зоны относительной мощности работы | |||
| максимальная | субмаксимальная | большая | умеренная | |
| Предельная длительность | До 25 с | От 25 с до 3 - 5 мин | От 3 - 5 мин до 30 мин | Свыше 30 мин |
| Величина потребления кислорода | Незначительная | Возрастает к максимальной | Максимальная | Пропорциональна мощности |
| Величина кислородного долга | Почти субмаксимальная | Субмаксимальная | Максимальная | Пропорциональна мощности |
| Вентиляция легких и кровообращение | Незначительная | Субмаксимальная | Максимальная | Пропорциональна мощности |
| Биохимические сдвиги | Субмаксимальные | Максимальные | Максимальные | Незначительные |
Зона максимальной мощности. В ее пределах выполняется работа, требующая предельно быстрых движений. Ни при какой другой работе не освобождается столько энергии в единицу времени, сколько при работе с максимальной мощностью. Работа мышц совершается почти полностью за счет бескислородного (анаэробного) распада веществ. Практически весь кислородный запрос (долг) организма удовлетворяется уже после работы. Дыхание ограничено – спортсмен либо не дышит, либо делает несколько коротких вдохов. Из-за кратковременности работы кровообращение не успевает усилиться, частота же сердечных сокращений значительно возрастает к концу работы. Однако минутный объем крови увеличивается ненамного, потому что не успевает вырасти систолический объем крови в сердце. Зона субмаксимальной мощности. В мышцах протекают не только анаэробные процессы, но и процессы аэробного окисления, доля которого увеличивается к концу работы из-за постепенного усиления кровообращения. Интенсивность дыхания также возрастает до самого конца работы. Все время прогрессирует кислородная задолженность. Кислородный долг к концу работы становится даже больше, чем при максимальной мощности. В крови происходят большие химические сдвиги.
Зона большой мощности. Возможности аэробного окисления более высоки, однако они все же несколько отстают от анаэробных процессов, поэтому накопление кислородного долга все же происходит. К концу работы он бывает значителен. Большие сдвиги наблюдаются в химическом составе крови и мочи.
Зона умеренной мощности. Это уже сверхдлинные дистанции. Работа умеренной мощности характеризуется устойчивым состоянием, с чем связаны усиление дыхания и кровообращения пропорционально интенсивности работы и отсутствие накопления продуктов анаэробного распада. При многочасовой работе наблюдается значительный общий расход энергии, что уменьшает углеводные ресурсы организма.
Таким образом, при тренировке на коротких, средних, длинных и сверхдлинных дистанциях и подобных упражнениях должны подбираться такие отрезки (упражнения) и такая интенсивность их преодоления, которые тренировали бы соответствующие этим дистанциям физиологические механизмы энергетического обмена, физиологически и психологически готовили бы тренирующегося к преодолению тех трудностей и неприятных ощущений, с которыми связано возможно более быстрое (качественное) выполнение конкретных упражнений.
Известно, что отношение энергии, полезно затраченной на работу, ко всей израсходованной энергии называется коэффициентом полезного действия (КПД). Считается, что наибольший КПД человека при привычной для него работе не превышает 0,30–0,35.
Работоспособность – это способность человека выполнять конкретную деятельность в рамках заданных временных лимитов и параметров эффективности. Основу работоспособности составляют не только биологические возможности человека, но и определенные знания и умения в сфере конкретной деятельности.
Длительность восстановления, критерием которого является готовность человека к повторным нагрузкам того же объема и интенсивности, находится в зависимости от степени общего или локального утомления организма, от характера и особенностей периода отдыха между нагрузками.
Утомление – это нормальное физиологическое состояние, которое возникает как следствие физической или умственной работы при недостаточности восстановительных процессов.
Утомление крайне многолико. Различают две фазы развития утомления: компенсированную и некомпенсированную. В компенсированной фазе не происходит видимого снижения работоспособности. Работа совершается за счет подключения к напряженной деятельности других систем организма, которые до наступления утомления не принимали активного участия в данной работе.
Невозможность поддержания нужной интенсивности работы даже при подключении резервных систем организма означает начало некомпенсированной фазы утомления.
При работе значительной интенсивности, не соответствующей уровню непосредственной готовности организма к выполнению данной нагрузки, возникает острое утомление.
Накопление различных сдвигов в нервно-мышечной и центральной нервной системе, возникающих при многократной утомительной работе, вызывает хроническое утомление.
При восстановлении работоспособности различают активный и пассивный отдых, а также некоторые дополнительные средства восстановления работоспособности, которые условно можно отнести к пассивному отдыху.
Феномен активного отдыха – Феномен Сеченова. Эффект активного отдыха зависит также от степени величины нагрузки, от степени развития утомления – при возрастании утомления оптимум стимулирующего влияния передвигается в сторону меньших нагрузок. Систематическое продолжение работы в состоянии утомления, длительное выполнение работы, связанной с чрезмерным нервно-психическим перенапряжением или физическим напряжением - все это может привести к переутомлению или перетренировке. При небольшой степени утомления дыхание нормальное.
Активный отдых не является панацеей: в период значительного утомления эффективность его понижается и может уступать эффективности пассивного отдыха. «Аутогенное погружение» - это состояние глубокой дрёмы. Саморегуляция эмоционального состояния проходит посредством самовнушения. Суть её заключается в проявлении волшебного действия слова(специально подобранных словесных формул).С ростом тренированности эффект активного отдыха увеличивается. Сон - это особое состояние мозга, при котором происходит торможение нервных клеток больших полушарий головного мозга.
К пассивному отдыху относится – массаж.
Гиподинамия – совокупность отрицательных морфофункциональных изменений в организме человека вследствие гипокинезии - хронического недостатка мышечной нагрузки, ослабление организма. Гиподинамия расстраивает эту систему, нарушая каждую из составляющих ее частей и их взаимодействие. В результате развивается кислородная недостаточность организма, гипоксия.
Гипокинезия – это недостаток двигательной активности.
Отсутствие достаточной дозы ежедневных мышечных движений создает особые неестественные условия для жизнедеятельности организма человека, отрицательно воздействует на обмен веществ, на структуру и функции всех тканей, органов.
Минимально необходимый объём ходьбы в день 10–12 тыс. шагов. Наиболее действенной альтернативой гипокинезии и гиподинамии в современных условиях могут и должны выступать разнообразные физические упражнения.
Ритмичное протекание физиологических процессов – это свойство живого организма. Практически все показатели жизнедеятельности – биохимические, физиологические, поведенческие – обнаруживают ритмические колебания в разных диапазонах частоты. Структуры в организме, ответственные за регуляцию ритмов, называют – эндогенными часами. У человека главный внутренний водителем ритма у человека является гипоталамус, ответственный за сохранение постоянства внутренней среды. Однако для большинства ритмов характерна индивидуальная изменчивость. Инфаркты миокарда случаются у «сов» в полтора раза чаще, чем у «жаворонков». Биоритмы отдельных органов и систем взаимодействуют друг с другом и образуют упорядоченную систему ритмических процессов – организацию деятельности организма во времени. Многие биоритмы (суточные, лунные и годовые) сформировались в ходе эволюции как целесообразное приспособление процессов жизнедеятельности организма к окружающей среде. Обычно высокий подъём работоспособности у человека наблюдается примерно с 8 до 12 и с 17 до 19ч.
Центральная нервная система регулирует, управляет и совершенствует двигательную деятельность человека через двигательные единицы. Двигательная единица состоит из двигательной нервной клетки, нервного волокна и группы мышечных волокон. Каждая мышца включает в себя от нескольких сотен до нескольких сотен тысяч двигательных единиц. Чем большее напряжение должна развить мышца, тем большее количество двигательных единиц включается в работу.
Возбуждение – деятельное состояние клеток, когда они трансформируют и передают электрические импульсы другим клеткам.
Торможение – обратный процесс, направленный на снижение биоэлектрической активности и восстановление затраченной энергии.
Безусловными называют унаследованные рефлексы, заложенные от рождения в нервной системе. Примером простейшего двигательного безусловного рефлекса является непроизвольное отдергивание руки при ожоге. Рефлексы, формирующиеся в результате сочетания различных раздражителей с безусловными рефлексами, называются условными.
Нервная клетка с нервным волокном и мышечные клетки, которые активизируются от них, вместе образуют двигательную единицу. Чем большее напряжение должна развивать мышца, тем больше двигательных единиц включается в работу. Физиологической основой формирования двигательных навыков служат уже существовавшие или образующиеся временные связи между нервными центрами (иногда говорят, что у него (нее) хорошая двигательная база).
Двигательный стереотип – это стойкая последовательность автоматического выполнения ряда движений на уровне навыка. То есть образуется стойкая система нервных процессов - строго определенная последовательность рефлексов. Достаточно подействовать только первому раздражителю, как приходит в действие вся цепочка нервных процессов, участвующих в движении.
Фаза генерализации характеризуется расширением возбудительного процесса. При этом происходит вовлечение в работу даже «лишних» групп мышц, неоправданно большое напряжение работающих мышц и т.п. Движения скованны, угловаты, не координированы и неточны, неэкономичны.
В фазе автоматизации навык настолько уточняется и закрепляется, что выполнение необходимых движений становится как бы автоматическим и не требует деятельного контроля сознания. Такой навык отличается высокой экономичностью и стабильностью выполнения всех составляющих его движений.
Весь процесс формирования двигательного навыка в зависимости от его особенностей сопровождается изменением физических нагрузок, а следовательно, и соответствующими физиологическими перестройками в функциях целого ряда внутренних органов и систем.
Глава 5
Основы здорового образа жизни студента. Физическая культура и жизнь студента
Под здоровым образом жизни следует понимать типичные формы и способы жизнедеятельности человека, которые закрепляют и совершенствуют резервные возможности организма, обеспечивая тем самым успешное выполнение индивидуальных, социальных и профессиональных функций.
Составляющими здорового образа жизни являются:
Оптимальное соотношение и чередование (режим) труда и отдыха;
Организация сна;
Оптимальная двигательная активность;
Отказ от вредных привычек;
Соблюдение правил личной гигиены и закаливание;
Культура межличностных отношений.
Правильно организованный режим труда и отдыха, основанный на закономерности протекания биологических процессов в организме, должен всемерно учитывать своеобразие объективных условий учебного труда и быта и индивидуальные особенности и способности человека к выполнению различного вида работ. Лучшие условия для протекания физиологических процессов в организме создаются при чётко организованном образе жизни, при соблюдении постоянной последовательности различных видов труда и отдыха, питания и сна. Рациональное питание – это физиологически полноценный приём пищи людьми с учётом пола, возраста, характера труда и других факторов.
Как известно, пища служит источником энергии для работы всех систем организма, роста и обновления тканей. В среднем суточное потребление энергии у юношей составляет 2700 ккал, у девушек – 2400ккал. Общая калорийность рациона обеспечивается следующим образом: 1400 - 1600 ккал – за счёт углеводов (350–450г), 600–700 ккал – за счёт жиров (80–90г) и 400 ккал – за счёт белков (100г). Количество белков животного происхождения должно составлять 50–60% его суточной нормы, половина которой обеспечивается за счёт молочных продуктов.
При регулярных занятиях физическими упражнениями и спортом, в зависимости от его видов, энерготраты возрастают до 3500–4000 ккал. В связи с этим в рационе должно изменяться соотношение основных пищевых продуктов. При выполнении спортивных упражнений, увеличивающих мышечную массу, в питании следует повысить содержание белка (16-18% по калорийности), при длительных упражнениях на выносливость – содержание углеводов (60-65% по калорийности). При нагрузках, связанных с интенсивным потоотделением, следует несколько увеличить суточную норму потребления поваренной соли.
Сон - своеобразное психофизиологическое состояние человека, форма торможения ЦНС. Сон – обязательная и наиболее полноценная форма ежедневного отдыха для молодых людей студенческого возраста необходимо считать нормой ночного сна 7,5–8 ч. Важное значение для полноценного сна имеет обстановка: тишина, умеренная температура воздуха, чистый воздух, удобная постель. Лучшее время сна – с 23 часов.
Один из обязательных факторов здорового образа жизни студентов - систематическое, соответствующее состоянию здоровья использование физических нагрузок.
Здоровый образ жизни несовместим с вредными привычками. Употребление табака, алкоголя, наркотических средств входит в число важнейших факторов риска многих заболеваний, негативно отражающихся на здоровье любого человека, и совершенно несовместимо с регулярными занятиями физическими упражнениями и спортом.
У курящих студентов также понижается и общая умственная работоспособность. Уменьшаются и силовые показатели. Признаки нездоровья обычно проявляются и во внешнем виде человека. Цвет лица серо–землистый, иногда с желтизной, ранние морщины. Основной удар при постоянном курении берут на себя дыхательная и сердечно-сосудистая системы.
При употреблении алкоголя происходит нарушение работы органов пищеварения и процесса обмена веществ. Раздражая органы желудочно-кишечного тракта, алкоголь вызывает нарушение секреции желудочного сока и выделение необходимых ферментов, что приводит, как и при курении, к развитию гастритов, язвы желудка.
Ухудшается работа выделительной системы – функции почек и потоотделения. В организме лиц, склонных к регулярному приему алкоголя, происходит снижение содержания важнейших для жизнедеятельности витаминов В, РР, С, А, Е, понижается сопротивляемость организма к воздействию инфекций, наблюдается раннее облысение и выпадение зубов.
Характерными признаками наркомании является слезотечение, тошнота, рвота, боли в мышцах, чувство страха, бред преследования, тяжёлый сон. Общая деградация личности при употреблении наркотиков наступает в 15–20 раз быстрее, чем при злоупотреблении алкоголя.
Знание правил и требований личной гигиены обязательно для каждого культурного человека. Гигиена тела предъявляет особые требования к состоянию кожных покровов: при водных процедурах вместе с чешуйками эпидермиса кожи и секретом сальных и потовых желез удаляются различные вpeдныe вещества.
Гигиена одежды требует, чтобы при ее выборе руководствовались не мотивами престижности и стремлением идти в ногу с модой, а ее гигиеническим назначением в соответствии с родом деятельности и сезонными условиями, в которых она используется.
Гигиена обуви требует, чтобы она была легкой, эластичной, хорошо вентилируемой и обеспечивающей правильное положение стопы во время движений.
Гигиенические основы закаливания.
Закаливание – важное средство профилактики негативных последствий охлаждения организма или действия высоких температур. К настоящему времени сложился ряд методических указаний, повышающих эффективность закаливания:
Нужен определенный психологический настрой и мотивация на достаточно долгий процесс закаливания;
Закаливание должно быть систематическим;
Обязательно соблюдать принцип постепенности;
Не забывать об индивидуальном подходе (с учетом возраста, пола, состояния здоровья, уровня физической подготовленности и т.д.);
Для повышения разносторонности и эффективности закаливания рекомендуется использование различных средств: воздушная и водная среда, солнечная радиация;
Проводить закаливание в активном режиме, т.е. выполнять его во время физических упражнений или при физической работе;
Закаливание должно приносить удовольствие.
Закаливание водой - мощное средство, обладающее ярко выраженным охлаждающим эффектом, так как ее теплоемкость и теплопроводность во много раз больше, чем воздуха.
При купании происходит комплексное воздействие на организм воздуха, воды и солнечных лучей. Начинать купание рекомендуется при температуре воды 18–20°
Закаливание солнцем оказывает специфическое действие на организм в зависимости от вида солнечных лучей. Световые лучи усиливают протекание биохимических процессов, повышая иммунобиологическую реактивность организма. Инфракрасные лучи оказывают тепловое воздействие, ультрафиолетовые имеют бактерицидные свойства. Под их влиянием образуется пигмент меланин, в результате чего кожа приобретает смуглый цвет - загар, предохраняющий организм от избыточной солнечной радиации и ожогов. Ультрафиолетовые лучи необходимы для синтеза в организме витамина Д, без которого нарушается рост и развитие костей, нормальная деятельность нервной и мышечной систем. Ультрафиолетовые лучи в малых дозах возбуждают, а в больших угнетают ЦНС, могут привести к ожогу.
Глава 6
Психофизиологические основы учебного труда студентов. Средства физической культуры в регулировании работоспособности
Обеспечить высокое качество профессиональной подготовки выпускников вузов невозможно без их собственной активной учебно-трудовой деятельности. Психофизиологические основы ученого труда и интеллектуальной для деятельности студентов тесно связаны с состоянием здоровья и способностью адаптироваться к сложным условиям обучения. Наблюдения показывают, что студенты с ослабленным здоровьем чаще уходят в академический отпуск или вообще прекращают обучение в вузе. Возраст также оказывает определённое влияние на работоспособность при умственной деятельности. Наиболее благоприятными для занятий разными видами творческого умственного труда является возраст от 20 до 30 лет.
К субъективным факторам следует отнести индивидуальную неспособность адаптироваться к социальным условиям обучения в вузе; личностные качества (характер, острота восприятия чужого мнения и др.); мотивацию занятий в данном учебном заведении. К объективным факторам обучения относится пол студента.
Для учебного труда студентов, независимо от его временных параметров (учебный день, неделя, семестры учебного года), изменение умственной работоспособности характеризуется последовательной сменой периодов врабатывания, устойчивой и высокой работоспособности и периода её снижения. Около 35% студентов ощущают дезадаптационный синдром.
Человек проходит как бы три стадии в развитии своих отношений с другими людьми: в подростковом и юношеском возрасте его очень интересует мнение всех о нём; в молодом и зрелом возрасте – мнение людей, которых он уважает; в пожилом и старшем – чужое мнение уже мало его волнует, так как он сам себя знает лучше других. Поэтому желательно, чтобы период адаптации студента совпал с более высоким уровнем его реальной самооценки, что позволит ему, с одной стороны, исправлять свои недостатки, а с другой не попадать под чужое, нередко негативное влияние.
Мотивация обучения играет главную роль в заинтересованности студент при освоении предложенного учебного материала в данном вузе. Критически для студентов всех курсов, и особенно первого, является экзаменационный период.
Пребывания в характерной для лиц умственного труда «сидячей» позе, так как при этом кровь скапливается в сосудах, расположенных ниже сердца, уменьшается общий объем активно циркулирующей крови, что ухудшает кровоснабжение ряда важнейших органов, в том числе мозга. При эмоционально напряженном труде дыхание становится неравномерным, может учащаться и углубляться, наблюдается его кратковременная непроизвольная задержка. При этом насыщение крови кислородом может снижаться на 80%.
Интерес к эмоционально привлекательной учебной работе увеличивает продолжительность её выполнения. Снижение эффективности в одном виде учебного труда, но её сохранение в другом виде называют местным утомлением. До начала учебной работы у студентов частота пульса составляет 70 уд/мин. Рассеянное внимание, частые отвлечения являются характеристиками значительного утомления.
К факторам физиологического характера можно отнести состояние здоровья человека. Хронические заболевания не вызывают утомления, но способствуют его появлению.
Работоспособность студента вначале дня, как правило невысокая. Продолжительность периода оптимальной работоспособности составляет 1,5–3 часа. Период врабатывания характеризуется постепенным повышением работоспособности. Период высокой устойчивой работоспособности наблюдается в середине рабочей недели. Период полной компенсации можно отнести к периодам снижения работоспособности. Период устойчивой работоспособности в первом семестре длится, как правило 2,5 месяца. В период экзаменов работоспособность студентов снижается. Период врабатывания в начале учебного года составляет 3–3,5 недели. В период экзаменов при средней продолжительности самоподготовки интенсивность умственного труда возрастает по отношению к периоду учебных занятий на 85–100%. В экзаменационный период повышается физиологическая «стоимость» учебного труда студентов. Об этом свидетельствует факт снижения массы тела на 3–4 кг.
Наблюдения за студентами в период экзаменов показывают, что частота сердцебиений у них устойчиво повышается до 88 - 92 удар/мин против 76 - 80 удар/мин в период учебных занятий.
Напряжение на экзаменах у студентов со слабой успеваемостью выше, чем у тех, кто имел хорошую успеваемость. Большая величина снижения умственной работоспособности перед сессией наблюдается у студентов первого курса.
Студенты, отнесенные к «утреннему» типу, так называемые «жаворонки», наиболее адаптированы к существующему режиму обучения. Студенты «вечернего» типа – «совы», наиболее работоспособны с 13 до 24 ч. Аритмики - занимает промежуточное положение между рассмотренными двумя группами, но все же они стоят ближе к людям «утреннего» типа. Период спада работоспособности у «жаворонков» и «сов» целесообразно было бы использовать для отдыха и обеда.
Напряженная умственная работа непосредственно перед отходом ко сну затрудняет засыпание, приводит к так называемым ситуационным сновидениям, когда человек даже во сне продолжает решать нерешенную задачу, думать о прочитанном или написанном.
Импульсы, идущие от напряженной мускулатуры в центральную нервную систему, стимулируют деятельность головного мозга, помогают ему поддерживать нужный тонус. Оптимально дозированная мышечная нагрузка повышает общий эмоциональный тонус, создавая устойчивое бодрое настроение, которое служит благоприятным фоном для умственной деятельности и важным профилактическим средством против переутомления.
Мышечная деятельность, вызывающая резкое обострение эмоционального состояния (соревнования, единоборства, ответственные спортивные игры), ведет к угнетению умственной работоспособности. Наиболее благоприятное воздействие на утомленных учебным трудом студентов во время экзаменов оказывают упражнения циклического характера умеренной интенсивности с пульсом до 120–140 удар/мин. Среди разнообразных форм физической активности студентов утренняя гимнастика наименее сложна, но достаточно эффективна для ускоренного включения в учебно-трудовой день. У студентов регулярно выполняющих утреннюю гимнастику период врабатывания короче, чем у остальных в 2,7 раза.
Физкультурная пауза призвана решать задачу обеспечения активного отдыха студентов и повышения их работоспособности в течение учебного дня. Физические упражнения подбираются так, чтобы активизировать работу систем организма, не принимавших участия в обеспечении учебно-трудовой деятельности.
Попутная тренировка заключается в направленном использовании любых возможностей получения дополнительной физической тренировки в течение рабочего дня: частичная замена поездок на транспорте на пешее передвижение при следовании к месту учебы и обратно; подъемов и спусков на лифте.
В первой половине каждого семестра на учебных и самостоятельных занятиях целесообразно использовать физические упражнения с преимущественной (до 70–75%) направленностью на развитие силы, общей и силовой выносливости с интенсивностью ЧСС 120 - 150 удар/мин. Во второй половине – с преимущественной (до 70–75%) направленностью на развитие скоростных, скоростно-силовых качеств и скоростной выносливости с интенсивностью ЧСС 120–180 удар/мин. Нежелательный режим занятий в дни напряжённой учебной деятельности с ЧСС выше 160 уд/мин и моторной плотностью 65–75% Отношение времени, затраченного непосредственно на выполнение физических упражнений ко всей продолжительности занятий физкультурой, называют моторной плотностью урока. Более высокий уровень физической подготовленности обеспечивает рост уровня устойчивости умственной работоспособности к двигательным нагрузкам.
Локальный эффект повышения тренированности, который является неотъемлемой частью общего, связан с ростом функциональных возможностей отдельных физиологических систем.
Изменения в составе крови. Регуляция состава крови зависит от целого ряда факторов, на которые может оказывать свое влияние человек: полноценное питание, пребывание на свежем воздухе, регулярные физические нагрузки и др. В данном контексте мы рассматриваем влияние физических нагрузок. При регулярных занятиях физическими упражнениями в крови увеличивается количество эритроцитов (при кратковременной интенсивной работе - за счет выхода эритроцитов из «кровяных депо»; при длительной интенсивной нагрузке - за счет усиления функций кроветворных органов). Повышается содержание гемоглобина в единице объема крови, соответственно увеличивается кислородная емкость крови, что усиливает ее кислородно-транспортную возможность.
Вместе с тем в циркулирующей крови наблюдается увеличение содержания лейкоцитов и их активность. Специальными исследованиями было установлено, что регулярная физическая тренировка без перегрузок увеличивает фагоцитарную активность составляющих крови, т.е. повышает неспецифическую сопротивляемость организма к различным неблагоприятным, особенно инфекционным, факторам.
Рис. 4.2
Работа сердца в покое (по В.К. Добровольскому)
Тренированность человека способствует и лучшему перенесению повышающейся при мышечной работе концентрации молочной кислоты в артериальной крови. У нетренированных максимально допустимая концентрация молочной кислоты в крови составляет 100-150 мг%, а у тренированных она может возрастать до 250 мг%, что говорит об их больших потенциальных возможностях к выполнению максимальных физических нагрузок. Все эти изменения в крови физически тренированного человека рассматриваются как благоприятные не только для выполнения им напряженной мышечной работы, но и для поддержания общей активной жизнедеятельности.
Изменения в работе сердечно-сосудистой
Сердце. Прежде чем говорить о влиянии физических нагрузок на центральный орган сердечно-сосудистой системы, надо хотя бы представить ту огромную работу, которую он производит даже в покое (см. рис. 4.2). Под влиянием физической нагрузки расширяются границы его возможностей, и оно приспосабливается к переброске намного большего количества крови, чем это может сделать сердце нетренированного человека (см. рис. 4.3). Работая с повышенной нагрузкой при выполнении активных физических упражнений, сердце неизбежно само тренируется, так как в этом случае через коронарные сосуды улучшается питание самой сердечной мышцы, увеличивается ее масса, изменяются размеры и функциональные возможности.
Показателями работоспособности сердца являются частота пульса, кровяное давление, систолический объем крови, минутный объем крови. Наиболее простым и информативным показателем работы сердечно-сосудистой системы является пульс.
Пульс - волна колебаний, распространяемая по эластичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой
Рис. 4.3.
Работа сердца при прохождении
спортсменом-лыжником дистанции 100 км
(по В.К. Добровольскому)
15 л крови в 1 мин 100 мл крови за 1 удар Пульс 150удар/мин
15 л крови в 1 мин 150 мл крови за 1 удар.Пульс 100 удар/мин
Рис. 4.4. Изменение частоты пульса во время проведения теста на велоэр-гометре при работе одинаковой интенсивности дает ценные сведения об экономичности работы сердца. При одинаковой работе у тренированного наблюдается более низкий пульс, чем у нетренированного. Это свидетельствует о том, что тренировка привела к увеличению силы сердечной мышцы и тем самым - ударного объема крови
(по Р. Хедману)
в аорту под большим давлением при сокращении левого желудочка. Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца (ЧСС) и составляет в среднем 60-80 удар/мин. Регулярные физические нагрузки вызывают урежение пульса в покое за счет увеличения фазы отдыха (расслабления) сердечной мышцы (см. рис. 4.4). Предельная ЧСС у тренированных людей при физической нагрузке находится на уровне 200-220 удар/мин. Нетренированное сердце такой частоты достигнуть не может, что ограничивает его возможности в стрессовых ситуациях.
Артериальное давление (АД) создается силой сокращения желудочков сердца и упругостью стенок сосудов. Оно измеряется в плечевой артерии. Различают максимальное (систолическое) давление, которое создается во время сокращения левого желудочка (систолы), и минимальное (диастолическое) давление, которое отмечается во время расслабления левого желудочка (диастолы). В норме у здорового человека в возрасте 18- 40 лет в покое кровяное давление равно 120/80 мм рт. ст. (у женщин на 5-10 мм ниже). При физических нагрузках максимальное давление может повышаться до 200 мм рт. ст. и больше. После прекращения нагрузки у тренированных людей оно быстро восстанавливается, а у нетренированных долго остается повышенным, и если интенсивная работа продолжается, то может наступить патологическое состояние.
Систолический объем в покое, который во многом определяется силой сокращения сердечной мышцы, у нетренированного человека составляет 50-70 мл, у тренированного - 70-80 мл, причем при более редком пульсе. При интенсивной мышечной работе он колеблется соответственно от 100 до 200 мл и более (в зависимости от возраста и тренированности). Наибольший систолический объем наблюдается при пульсе от 130 до 180 удар/мин, тогда как при пульсе выше 180 удар/мин он начинает существенно снижаться. Поэтому для повышения тренированности сердца и общей выносливости человека наиболее оптимальными считаются физические нагрузки при частоте сердечных сокращений 130-180 удар/мин.
Кровеносные сосуды, как уже отмечалось, обеспечивают постоянное движение крови в организме под воздействием не только работы сердца, но и разности давлений в артериях и венах. Эта разность возрастает с ростом активности движений. Физическая работа способствует расширению кровеносных сосудов, снижению постоянного тонуса их стенок, повышению их эластичности.
Продвижению крови в сосудах содействует и чередование напряжения и расслабления активно работающих скелетных мышц («мышечный насос»). При активной двигательной деятельности оказывается положительное воздействие и на стенки крупных артерий, мышечная ткань которых с большой частотой напрягается и расслабляется. При физических нагрузках почти полностью раскрывается и микроскопическая капиллярная сеть, которая в покое задействована всего на 30-40%. Все это позволяет существенно ускорить кровоток.
Так, если в покое кровь совершает полный кругооборот за 21 -22 с, то при физических нагрузках - за 8 с и менее. При этом объем циркулирующей крови способен возрастать до 40 л/мин, что намного увеличивает кровоснабжение, а следовательно, и поступление питательных веществ и кислорода во все клетки и ткани организма.
В то же время установлено, что длительная и интенсивная умственная работа, так же, как и состояние, нервно-эмоционального напряжения, может существенно повысить частоту сердечных сокращений до 100 удар/мин и более. Но при этом, как отмечалось в гл. 3, сосудистое русло не расширяется, как это происходит при физической работе, а сужается (!). Повышается, а не снижается (!) также тонус стенок сосудов. Возможны даже спазмы. Подобная реакция особенно свойственна сосудам сердца и мозга.
Таким образом, длительная напряженная умственная работа, нервно-эмоциональные состояния, не сбалансированные с активными движениями, с физическими нагрузками, могут привести к ухудшению кровоснабжения сердца и мозга, других жизненно важных органов, к стойкому повышению кровяного давления, к формированию «модного» ныне среди студентов заболеванию - вегето-сосудистой дистонии.
Изменения в дыхательной системе
Работа системы дыхания (совместно с кровообращением) по газообмену, который усиливается при мышечной деятельности, оценивается частотой дыхания, легочной вентиляцией, жизненной емкостью легких, потреблением кислорода, кислородным долгом и другими показателями. При этом следует помнить о том, что в организме имеются особые механизмы, которые автоматически управляют дыханием. Даже в бессознательном состоянии процесс дыхания не прекращается. Главным регулятором дыхания является дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге.
В состоянии покоя дыхание совершается ритмично, причем временное соотношение вдоха и выдоха приблизительно равно 1:2. При выполнении работы частота и ритм дыхания могут изменяться в зависимости от ритма движения. Но практически дыхание человека может быть различным в зависимости от обстановки. В то же время он может сознательно в некоторой степени управлять своим дыханием: задержка, изменение частоты и глубины, т.е. изменять его отдельные параметры.
Частота дыхания (смена вдоха и выдоха и дыхательной паузы) в покое составляет 16-20 циклов. При физической работе частота дыхания увеличивается в среднем в 2-4 раза. С учащением дыхания неизбежно уменьшается его глубина, изменяются и отдельные показатели эффективности дыхания. Это особенно четко видно у подготовленных спортсменов (см. табл. 4.1).
Не случайно в соревновательной практике в циклических видах спорта наблюдается частота дыхания 40-80 в мин, обеспечивающая наибольшую величину потребления кислорода.
Силовые и статические упражнения широко распространены в спорте. Их продолжительность незначительна: от десятых долей секунды до 1-3 с - удар в боксе, финальное усилие в метаниях, удержание поз в спортивной гимнастике и др.; от 3 до 8 с - штанга, стойка на кистях
В основе жизнедеятельности организма лежит процесс автоматического поддержания жизненно важных факторов на необходимом уровне, всякое отклонение от которого ведет к немедленной мобилизации механизма, восстанавливающих этот уровень (гомеостаз).
Гомеостаз – совокупность реакций, обеспечивающих поддержание или восстановление относительно динамического постоянства внутренней среды и некоторых физиологических функций организма человека (кровообращение, обмен веществ, терморегуляций и др.). Далее рассмотрим строение организма человека.
Организм – единая, целостная, сложно устроенная саморегулирующаяся живая система, состоящая из органов и тканей. Органы построены из тканей, ткани состоят из клеток и межклеточного вещества.
Костная система и её функции. Принято выделять следующие физиологические системы организмы: костную (скелет человека), мышечную, кровеносную, дыхательную, пищеварительную, нервную, систему крови, желез внутренней секреции, анализаторов и др.
Грудная клетка образована 12 грудными позвонками, 12 парами ребер и грудной костью (грудиной), она защищает сердца легкие, печень и часть пищеварительного тракта; объем грудной клетки может изменяться в процессе дыхания при сокращении межреберных мышц и диафрагмы.
Череп защищает от внешних воздействий головной мозг и центры органов чувств. Он состоит из 20 парных и непарных костей, соединенных друг с другом неподвижно, кроме нижней челюсти. Череп соединяется с позвоночником при помощи двух мыщелков затылочной кости с верхним шейным позвонком, имеющим соответствующие суставные поверхности.
Скелет верхней конечности образован плечевым поясом, состоящим из 2 лопаток и 2 ключиц, и свободной верхней конечностью, включающий плечо, предплечье и кисть. Плечо – это 1 плечевая трубчатая кость; предплечье образовано лучевой и локтевой костями; скелет кисти делится на запястье (8 костей, расположенных в 2 ряда), пястье (5 коротких трубчатых костей) и фаланги пальцев (14 фаланг).
Скелет нижней конечности образован тазовым поясом (2 тазовых кости и крестец) и скелета свободной нижней конечности, который состоит из 3 основных отделов – бедра (1 бедренная кость), голени (большая и малая берцовые кости) и стопы (предплюсна-7 костей, плюсна-5 костей и 14 фаланг).
Все кости скелета соединены посредством суставов, связок и сухожилий.
Суставы – подвижные соединения, область соприкосновения костей в которых покрыта суставной сумкой из плотной соединительной ткани, срастающиеся с надкостницей сочленяющихся костей. Полость суставов герметично закрыта, она имеет небольшой объем, зависящий от формы и размеров суставов.
Мышечная система и её функция. Существует 2 вида мускулатуры: гладкая (непроизвольная) и поперечно-полосатая (произвольная). Гладкое мышцы расположены в стенках кровеносных сосудов и некоторых внутренних органах. Они сужают или расширяют сосуды, продвигаю пищу по желудочно-кишечному тракту, сокращают стенки мочевого пузыря. Поперечно-полосатые мышцы – это все скелетные мышцы, которые обеспечивают многообразные движения тела. К поперечно-полосатым мышцам относится также и сердечная мышца, автоматически обеспечивающая ритмическую работу сердца на протяжении всей жизни. Основа мышц – белки, составляющие 80-85% мышечной ткани (исключая воду). Главное свойство мышечной ткани – сократимость, она обеспечивается благодаря сократительным мышечным белкам – актину и миозину.
Мышцы туловища включают мышцы грудной клетки, спины и живота.
Рецепторы и анализаторы. Рецепторы человека делятся на две основные группы: экстеро- (внешние) и интеро- (внутренние) рецепторы. Каждый такой рецептор является составной частью анализирующей системы, которая называется анализатором. Анализатор состоит из трех отделов – рецептора, проводниковой части и центрального образования в головном мозге.
Высшим отделом анализатора является корковый отдел, Перечислим названия анализаторов, о роли которых в жизнедеятельности человека многим известно.
Эндокринная система. Железы внутренней секреции, или эндокринные железы вырабатывают особые биологические вещества – гормоны. К железам внутренней секреции относят: щитовидную, околощитовидные, зобную, надпочечники, поджелудочную, гипофиз, половые железы и ряд других.
Естественное возрастное физическое развитие человека – базовая основа для его совершенства.
От рождения человека до его биологического созревания проходит около 20–22 лет. В течение этого длительного времени происходят сложные процессы морфологического, физического и психологического развития. Первые два процесса объединяются в понятие «физическое развитие».
Физическое развитие – закономерный естественный процесс становления и изменения морфологических и функциональных свойств организма в продолжении индивидуальной жизни. В качестве критериев физического развития выступают, главным образом, основные антропометрические (макроморфологические) показатели: длина тела (рост), масса тела (вес), обхват, периметр (окружность) грудной клетки.
Естественное физическое развитие связано и с возрастной динамикой ряда функциональных показателей. В этом плане при оценке физического развития наиболее часто принимаются во внимание степень соответствия развития основных двигательных качеств (ловкость, быстрота, гибкость, сила, выносливость) усредненным возрастным показателям.
Динамика физического развития отдельного человека тесно связана с его индивидуальными возрастными особенностями, на которые в большей или меньшей степени оказывает свое влияние наследственность.
Свое позитивное или негативное воздействие на физическое развитие могут оказывать постоянно изменяющиеся условия внешней среды – бытового, учебно-трудового, экологического характера и др. Но очень важно, что целый ряд показателей физического развития человека на протяжении всей его жизни может подвергнуться направленному воздействию для их существенной коррекции или совершенствования посредством активных занятий физическими упражнениями.
Возрастные изменения длины тела (рост)
Длина тела существенно отличается у мужчин и женщин. Она имеет достаточно устойчивый наследственный характер от родителей, хотя нередко наблюдаются проявления наследственности от более старших поколений.
В среднем в возрасте 18–25 лет (у женщин раньше, у мужчин позже) происходит окончательное окостеневание скелета и завершается рост тела в длину. Индивидуальные отклонения по времени в этом процессе нередко значительны. Это может быть связано с временными или постоянными эндокринными нарушениями, различными функциональными нагрузками, бытовыми условиями жизни и др.
Степень и условия влияния наследственности на физическое развитие и жизнедеятельность человека.
Весь комплекс становления морфологических функциональных показателей физического развития человека обусловлен внутренними факторами и внешними условиями. Существенным внутренним фактором является генетически заложенная программа наследственности. Однако наследственность по своей структуре не однозначна. Есть наследственные факторы, явно выраженные (иногда и патологические), и факторы «предрасположенности» организма индивида к тем или другим отклонениям при нормальном развитии его естественных морфологических или функциональных свойств. Последние могут проявиться в многолетнем процессе становления и жизнедеятельности только при определенных режимах и в конкретных условиях воздействия внешней среды. Однако и в этом случае нельзя говорить о фатальности проявления этой наследственности.
Задачи и возможности физической культуры заключаются именно в том, чтобы повысить устойчивость организма к негативным факторам посредством регулярных занятий, направленного подбора физических упражнений и использования других средств физической культуры. Тем самым можно препятствовать проявлению негативной наследственной предрасположенности, включив компенсаторные механизмы организма.
Так, например, генетически заложенная наследственность, проявляющаяся в пониженном содержании гемоглобина в крови, может быть в определенной степени компенсирована тренированностью сердечно-сосудистой и дыхательной систем при обеспечении организма кислородом. Таких примеров можно привести множество.
Подобные задачи физическая культура способна решать в процессе физического воспитания самостоятельно или совместно с медицинскими мероприятиями путем лечения движениями (кинезиотера-пии) в лечебной физической культуре (ЛФК).
Еще раз подчеркнем, что далеко не во всех случаях негативная наследственность носит фатальный характер. С ней можно бороться, в том числе и средствами физической культуры.
Влияние природно-климатических факторов на жизнедеятельность человека
Климат оказывает на человека прямое и косвенное влияние. Прямое влияние весьма разнообразно и обусловлено непосредственным действием климатических факторов на организм человека и прежде всего на условия теплообмена его со средой: на кровоснабжение кожных покровов, дыхательную, сердечно-сосудистую и потооделительную системы.
Большинство физических факторов внешней среды, во взаимодействии с которыми эволюционировал человеческий организм, имеют электромагнитную природу.
Среди климатических факторов большое биологическое значение имеет коротковолновая часть солнечного спектра - ультрафиолетовое излучение (УФИ) (длина волн 295–400 нм).
Температура - один из важных абиотических факторов, влияющих на все физиологические функции всех живых организмов.
Влияние экологических факторов на жизнедеятельность человека.
Все факторы окружающей среды действуют на живые организмы по-разному. Одни из них обеспечивают им жизнь, другие - вредят, третьи - могут быть безразличны для них. Факторы среды, тем или иным образом влияющие на организм, называют экологическими факторами. По происхождению и характеру воздействия экологическими факторами делятся на абиотические, биотические и антропические.
Нарушение природного равновесия приводит к разбалансированию целостной системы «человек - окружающая среда». Загрязнение воздуха, воды, грунта, продуктов питания, шумовые нагрузки, стрессовые ситуации в результате ускоренного ритма жизни, негативно отражаются на здоровье человека как физическом, так и психическом.
Проблема взаимоотношений человека и природы, гармония между обществом и окружающей средой всегда была актуальной. Большинство геронтологов (ученых которые работают над проблемой долголетия), биологов, экологов и врачей-клиницистов считают, что человеческий организм может и должен нормально функционировать более 100 лет. Здоровье, биологическое и моральное совершенство каждого человека в значительной мере зависит от состояния социальной и природной среды его жизни. Комплексное влияние жизненных компонентов должно образовывать оптимальные экологические условия для существования человека.
Биологическое будущее человечества зависит, прежде всего, от того, насколько ему удастся сберечь основные природные параметры, которые обеспечивают полноценную жизнь - определенный газовый состав атмосферы, чистоту пресной и морской воды, грунта, флоры и фауны, благоприятный тепловой режим в биосфере, низкий радиационный фон на Земле.
Влияние сугубо социальных факторов на жизнедеятельность человека.
В настоящее время выбросы и отходы промышленных предприятий и хозяйственной деятельности человека зачастую наносят непоправимый урон природе и человеку. Загрязнение атмосферы, почвы, подземных вод, повышение радиации – все это создает жесткие условия воздействия внешней среды на человека, так как не соответствует наследственным и приобретенным свойствам организма.
Воздействие изменений климата на здоровье человека не является равномерным во всем мире. Считается, что особо уязвимым является население развивающихся стран, особенно малых островных государств, засушливых и высокогорных зон, а также густонаселенных прибрежных районов.
Социальность – специфическая сущность человека, которая, однако, не упраздняет его биологическое начало. Социальные факторы в той или иной степени воздействуют на физическое развитие молодежи и взрослых членов общества, на их взгляды и активность действий в отношении занятий физической культурой для обеспечения своей оптимальной жизнедеятельности.
Общество заинтересовано в укреплении здоровья своих членов и должно предпринимать действенные меры по обеспечению подрастающего поколения и представителей всех возрастных групп надлежащими условиями для биологически необходимых дополнительных занятий физическими упражнениями и различными активными видами спорта.
Адаптация организма – физиологическая основа функционального и двигательного совершенствования человека.
Адаптация - приспособление органов чувств и организма к новым, изменившимся условиям существования. Это одна из важнейших особенностей живых систем. Различают биологическую, в частности психофизиологическую, адаптацию и социальную адаптацию.
Адаптация физиологическая - совокупность физиологических реакций, лежащих в основе приспособления организма к изменению окружающих условий и направляемых к сохранению относительного постоянства его внутренней среды - гомеостаза».
Таким образом, адаптация и гомеостаз - взаимодействующие и взаимосвязанные понятия.
Структура физиологического приспособления носит динамический характер, она постоянно меняется. В нее могут входить различные органы, разные физиологические и функциональные системы.
Общий и локальный эффект воздействия физических нагрузок на организм человека.
Организм каждого человека обладает определенными резервными возможностями в противостоянии воздействиям внешней среды.
Общий эффект регулярных занятий физическими упражнениями (тренированность) заключается в:
Повышении устойчивости ЦНС: в состоянии покоя у тренированных лиц отмечается несколько более пониженная возбудимость нервной системы; во время работы повышаются возможности достижения повышенной возбудимости и увеличивается лабильность периферической нервной системы;
Положительных изменениях в опорно-двигательном аппарате: увеличивается масса и объем скелетных мышц, улучшается их кровоснабжение, укрепляются сухожилия и связочный аппарат суставов и др.;
Экономизации функций отдельных органов и кровообращения в целом; в улучшении состава крови и т.п.;
Уменьшении расхода энергии в состоянии покоя: из-за экономизации всех функций общий расход энергии у тренированного организма ниже, чем у нетренированного, на 10–15%;
Существенном уменьшении периода восстановления после физической нагрузки любой интенсивности.
Как правило, повышение общей тренированности к физическим нагрузкам имеет и неспецифический эффект – повышение устойчивости организма к действию неблагоприятных факторов внешней среды (стрессовых ситуаций, высоких и низких температур, радиации, травм, гипоксии), к простудным и инфекционным заболеваниям.
Локальный эффект повышения тренированности, который является неотъемлемой частью общего, связан с ростом функциональных возможностей отдельных физиологических систем.
Изменения в составе крови. Регуляция состава крови зависит от целого ряда факторов, на которые может оказывать свое влияние человек: полноценное питание, пребывание на свежем воздухе, регулярные физические нагрузки и др. В данном контексте мы рассматриваем влияние физических нагрузок. При регулярных занятиях физическими упражнениями в крови увеличивается количество эритроцитов (при кратковременной интенсивной работе – за счет выхода эритроцитов из «кровяных депо»; при длительной интенсивной нагрузке – за счет усиления функций кроветворных органов). Повышается содержание гемоглобина в единице объема крови, соответственно увеличивается кислородная емкость крови, что усиливает ее кислородно-транспортную возможность.
Человеческий организм на 60% состоит из/ воды. Жировая ткань содержит 20% воды (от ее массы), кости -- 25, печень -- 70, скелетные мышцы -- 75, кровь -- 80, мозг -- 85%. Для нормальной жизнедеятельности организма, который живет в условиях меняющейся среды, очень важно постоянство внутренней среды организма. Ее создают плазма крови, тканевая жидкость, лимфа, основная часть которых это вода, белки и минеральные соли. Вода и минеральные соли не служат питательными веществами или источниками энергии.
Обмен воды и электролитов, по существу, представляет собой единое целое, поскольку биохимические реакции протекают в водных средах, а многие коллоиды являются сильно гидратированными, т.е. соединенными физико-химическими связями с молекулами воды.
Потребность в поступлении питательных веществ напрямую зависит от того, сколько энергии потребляет человек в процессе своей жизнедеятельности.
При занятиях физическими упражнениями происходит адаптация организма к физическим нагрузкам. В её основе лежат изменения метаболизма, происходящие во время самой мышечной деятельности и составляющие его молекулярный механизм. Следует сразу отметить, что для адаптационных процессов как непосредственно в мышечной системе, так и в других органах необходимо многократное применение физических нагрузок.
Обмен энергии. Энергозатраты.
Обмен веществ между организмом и внешней средой сопровождается обменом энергии. Важнейшей физиологической константой организма человека является то минимальное количество энергии, которое человек расходует в состоянии полного покоя. Эта константа называется основным обменом. Величина его зависит от массы тела: чем она больше, тем больше обмен, но эта зависимость не прямолинейна. Потребность организма в энергии оценивается в килокалориях.
Энергетический баланс в жизни современного человека очень часто существенно нарушается. В экономически развитых странах за последние.
Работоспособность. Её восстановление.
Работоспособность проявляется в поддержании заданного уровня деятельности в течение определенного времени и обусловливается двумя основными группами факторов - внешними и внутренними. Внешние -- информационная структура сигналов (количество и форма представления информации), характеристика рабочей среды (удобство рабочего места, освещенность, температура и т.п.), взаимоотношения в коллективе. Внутренние -- уровень подготовки, тренированность, эмоциональная устойчивость. Предел работоспособности -- величина переменная; изменение ее во времени называют динамикой работоспособности.
Утомление. Усталость.
Утомление – физиологическое состояние организма, возникающее в результате чрезмерной умственной или физической деятельности и проявляющееся временным снижением работоспособности.
Усталость – субъективное переживание, чувство, обычно отражающее утомление, хотя иногда оно может возникать без реального утомления.
Гипокинезия. Гиподинамия.
Гипокинезия - особое состояние организма, обусловленное недостаточностью двигательной активности. В ряде случаев это состояние приводит к гиподинамии.
Гиподинамия (понижение; сила) - совокупность отрицательных морфофункциональных изменений в организме вследствие длительной гипокинезии. Это атрофические изменения в мышцах, общая физическая детренированность, детренированность сердечно-сосудистой системы, понижение ортостатической устойчивости, изменение водно-солевого баланса, системы крови, деминерализация костей и т.д.
В условиях гиподинамии снижается сила сердечных сокращений в связи с уменьшением венозного возврата в предсердия, сокращаются минутный объем, масса сердца и его энергетический потенциал, ослабляется сердечная мышца, снижается количество циркулирующей крови в связи с застаиванием ее в депо и капиллярах.
Влияние биоритмов на физиологические процессы и работоспособность.
Повторяемость процессов - один из признаков жизни. При этом большое значение имеет способность живых организмов чувствовать время. С ее помощью устанавливаются суточные, сезонные, годовые, лунные и приливно-отливные ритмы физиологических процессов. Как показали исследования, почти все жизненные процессы в живом организме различны.
Ритмы физиологических процессов в организме, как и любые другие повторяющиеся явления, имеют волнообразный характер. Расстояние между одинаковыми положениями двух колебаний называются периодом, иди циклом.
Биологические ритмы или биоритмы – это более или менее регулярные изменения характера и интенсивности биологических процессов. Способность к таким изменениям жизнедеятельности передается по наследству и обнаружена практически у всех живых организмов. Их можно наблюдать в отдельных клетках, тканях и органах, в целых организмах и в популяциях.
Наиболее сильным является воздействие ритмически изменяющегося излучения Солнца. На поверхности и в недрах нашего светила непрерывно идут процессы, проявляющиеся в виде солнечных вспышек.
Физические механизмы формирования и совершенствования двигательных действий.
Центральная нервная система регулирует, управляет и совершенствует двигательную деятельность человека через двигательные единицы. Двигательная единица состоит из двигательной нервной клетки, нервного волокна и группы мышечных волокон.
Посредством изменения силы и частоты биоэлектрических импульсов в нервных клетках возникают процессы возбуждения и торможения. Возбуждение – деятельное состояние клеток, когда они трансформируют и передают электрические импульсы другим клеткам.
Физиологической основой формирования двигательных навыков служат уже существовавшие или образующиеся временные связи между нервными центрами (иногда говорят, что у него (нее) хорошая двигательная база). В целом ряде случаев в быту, в профессиональном труде и, особенно, в различных видах спорта на уровне навыков формируются так называемые двигательные стереотипы.
Спорт. Принципиальное отличие спорта от других видов занятий физическими упражнениями.
Cпорт - обобщенное понятие, обозначающее один из компонентов физической культуры общества, исторически сложившийся в форме соревновательной деятельности и специальной практики подготовки человека к соревнованиям.
Спорт от физической культуры отличается тем, что в нем имеется обязательная соревновательная компонента. И физкультурник, и спортсмен могут использовать в своих занятиях и тренировках одни и те же физические упражнения (например, бег), но при этом спортсмен" всегда сравнивает свои достижения в физическом совершенствовании с успехами других спортсменов в очных соревнованиях. Занятия же физкультурника направлены лишь на личное совершенствование безотносительно к достижениям в этой области других занимающихся. Вот почему мы не можем назвать спортсменом бодрого старичка, передвигающегося по аллеям сквера «джогингом» -- смесью быстрой ходьбы и медленного бега. Этот уважаемый человек не спортсмен, он физкультурник, использующий ходьбу и бег для поддержания своего здоровья и работоспособности.
Массовый спорт
Массовый спорт дает возможность миллионам людей совершенствовать свои физические качества и двигательные возможности, укреплять здоровье и продлевать творческое долголетие, а значит, противостоять нежелательным воздействиям на организм современного производства и условий повседневной жизни.
Цель занятий различными видами массового спорта -- укрепить здоровье, улучшить физическое развитие, подготовленность и активно отдохнуть. Это связано с решением ряда частных задач: повысить функциональные возможности отдельных систем организма, скорректировать физическое развитие и телосложение, повысить общую и профессиональную работоспособность, овладеть жизненно необходимыми умениями и навыками, приятно и полезно провести досуг, достичь физического совершенства.
Задачи массового спорта во многом повторяют задачи физической культуры, но реализуются спортивной направленностью регулярных занятий и тренировок.
К элементам массового спорта значительная часть молодежи приобщается еще в школьные годы, а в некоторых видах спорта даже в дошкольном возрасте. Именно массовый спорт имеет наибольшее распространение в студенческих коллективах.
Спорт высших достижений
Наряду с массовым спортом существует спорт высших достижений, или большой спорт. Цель большого спорта принципиально отличается от цели массового. Это достижение максимально возможных спортивных результатов или побед на крупнейших спортивных соревнованиях.
Всякое высшее достижение спортсмена имеет не только личное значение, но становится общенациональным достоянием, так как рекорды и победы на крупнейших международных соревнованиях вносят свой вклад в укрепление авторитета страны на мировой арене. Поэтому нет ничего удивительного в том, что крупнейшие спортивные форумы собирают у экранов телевизоров всего мира миллиардные аудитории, а среди прочих духовных ценностей столь высоко ценятся и мировые рекорды, и победы на чемпионатах мира, и лидерство на Олимпийских играх.
Для выполнения поставленной цели в большом спорте разрабатываются поэтапные планы многолетней подготовки и соответствующие задачи. На каждом этапе подготовки эти задачи определяют необходимый уровень достижения функциональных возможностей спортсменов, освоение ими техники и тактики в избранном виде спорта. Все это суммарно должно реализоваться в конкретном спортивном результате.
Единая спортивная классификация. Национальные виды спорта в спортивной классификации.
Чтобы сравнить уровень достигнутых результатов как в одной спортивной дисциплине, так и между различными видами спорта, используется единая спортивная классификация.
Действующая спортивная классификация включает в себя почти все культивируемые в стране виды спорта. В ней весьма условно, в единой градации по спортивным званиям и разрядам представлены нормативы и требования, характеризующие уровень подготовленности спортсменов, их спортивные результаты и достижения».
Локальный эффект повышения тренированности, который является неотъемлемой частью общего, связан с ростом функциональных возможностей отдельных физиологических систем.
Изменения в составе крови. Регуляция состава крови зависит от целого ряда факторов, на которые может оказывать свое влияние человек: полноценное питание, пребывание на свежем воздухе, регулярные физические нагрузки и др. В данном контексте мы рассматриваем влияние физических нагрузок. При регулярных занятиях физическими упражнениями в крови увеличивается количество эритроцитов (при кратковременной интенсивной работе - за счет выхода эритроцитов из «кровяных депо»; при длительной интенсивной нагрузке - за счет усиления функций кроветворных органов). Повышается содержание гемоглобина в единице объема крови, соответственно увеличивается кислородная емкость крови, что усиливает ее кислородно-транспортную возможность.
Вместе с тем в циркулирующей крови наблюдается увеличение содержания лейкоцитов и их активность. Специальными исследованиями было установлено, что регулярная физическая тренировка без перегрузок увеличивает фагоцитарную активность составляющих крови, т.е. повышает неспецифическую сопротивляемость организма к различным неблагоприятным, особенно инфекционным, факторам.
Тренированность человека способствует и лучшему перенесению повышающейся при мышечной работе концентрации молочной кислоты в артериальной крови. У нетренированных максимально допустимая концентрация молочной кислоты в крови составляет 100-150 мг%, а у тренированных она может возрастать до 250 мг%, что говорит об их больших потенциальных возможностях к выполнению максимальных физических нагрузок. Все эти изменения в крови физически тренированного человека рассматриваются как благоприятные не только для выполнения им напряженной мышечной работы, но и для поддержания общей активной жизнедеятельности.
Изменения в работе сердечно-сосудистой системы
Сердце. Прежде чем говорить о влиянии физических нагрузок на центральный орган сердечно-сосудистой системы, надо хотя бы представить ту огромную работу, которую он производит даже в покое (см. рис. 4.2).
Под влиянием физической нагрузки расширяются границы его возможностей, и оно приспосабливается к переброске намного большего количества крови, чем это может сделать сердце нетренированного человека (см. рис. 4.3).
Работая с повышенной нагрузкой при выполнении активных физических упражнений, сердце неизбежно само тренируется, так как в этом случае через коронарные сосуды улучшается питание самой сердечной мышцы, увеличивается ее масса, изменяются размеры и функциональные возможности.
Показателями работоспособности сердца являются частота пульса, кровяное давление, систолический объем крови, минутный объем крови. Наиболее простым и информативным показателем работы сердечно-сосудистой системы является пульс.
Пульс - волна колебаний, распространяемая по эластичным стенкам артерий в- волна колебаний, распространяемая по эластичным стенкам артерий вбрасываемой в аорту под большим давлением при сокращении левого желудочка. Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца (ЧСС) и составляет в среднем 60-80 удар/мин. Регулярные физические нагрузки вызывают урежение пульса в покое за счет увеличения фазы отдыха (расслабления) сердечной мышцы (см. рис. 4.4).
Предельная ЧСС у тренированных людей при физической нагрузке находится на уровне 200-220 удар/мин. Нетренированное сердце такой частоты достигнуть не может, что ограничивает его возможности в стрессовых ситуациях.
Артериальное давление (АД) создается силой сокращения желудочков сердца и упругостью стенок сосудов. Оно измеряется в плечевой артерии. Различают максимальное (систолическое) давление, которое создается во время сокращения левого желудочка (систолы), и минимальное (диастолическое) давление, которое отмечается во время расслабления левого желудочка (диастолы). В норме у здорового человека в возрасте 18- 40 лет в покое кровяное давление равно 120/80 мм рт. ст. (у женщин на 5-10 мм ниже). При физических нагрузках максимальное давление может повышаться до 200 мм рт. ст. и больше. После прекращения нагрузки у тренированных людей оно быстро восстанавливается, а у нетренированных долго остается повышенным, и если интенсивная работа продолжается, то может наступить патологическое состояние.
Систолический объем в покое, который во многом определяется силой сокращения сердечной мышцы, у нетренированного человека составляет 50-70 мл, у тренированного - 70-80 мл, причем при более редком пульсе. При интенсивной мышечной работе он колеблется соответственно от 100 до 200 мл и более (в зависимости от возраста и тренированности). Наибольший систолический объем наблюдается при пульсе от 130 до 180 удар/мин, тогда как при пульсе выше 180 удар/мин он начинает существенно снижаться. Поэтому для повышения тренированности сердца и общей выносливости человека наиболее оптимальными считаются физические нагрузки при частоте сердечных сокращений 130-180 удар/мин.
Кровеносные сосуды, как уже отмечалось, обеспечивают постоянное движение крови в организме под воздействием не только работы сердца, но и разности давлений в артериях и венах. Эта разность возрастает с ростом активности движений. Физическая работа способствует расширению кровеносных сосудов, снижению постоянного тонуса их стенок, повышению их эластичности.
Продвижению крови в сосудах содействует и чередование напряжения и расслабления активно работающих скелетных мышц («мышечный насос»). При активной двигательной деятельности оказывается положительное воздействие и на стенки крупных артерий, мышечная ткань которых с большой частотой напрягается и расслабляется. При физических нагрузках почти полностью раскрывается и микроскопическая капиллярная сеть, которая в покое задействована всего на 30-40%. Все это позволяет существенно ускорить кровоток.
Так, если в покое кровь совершает полный кругооборот за 21-22 с, то при физических нагрузках - за 8 с и менее. При этом объем циркулирующей крови способен возрастать до 40 л/мин, что намного увеличивает кровоснабжение, а следовательно, и поступление питательных веществ и кислорода во все клетки и ткани организма.
В то же время установлено, что длительная и интенсивная умственная работа, так же, как и состояние нервно-эмоционального напряжения, может существенно повысить частоту сердечных сокращений до 100 удар/мин и более. Но при этом, как отмечалось в гл. 3, сосудистое русло не расширяется, как это происходит при физической работе, а сужается (!). Повышается, а не снижается (!) также тонус стенок сосудов. Возможны даже спазмы. Подобная реакция особенно свойственна сосудам сердца и мозга.
Таким образом, длительная напряженная умственная работа, нервно-эмоциональные состояния, не сбалансированные с активными движениями, с физическими нагрузками, могут привести к ухудшению кровоснабжения сердца и мозга, других жизненно важных органов, к стойкому повышению кровяного давления, к формированию «модного» ныне среди студентов заболеванию - вегето-сосудистой дистонии.
