Содержимое. Лекция Социальнобиологические основы физической культуры Основные понятия Естественнонаучные
 Скачать 216.5 Kb.
|
|
1.3.2. Обеспечение устойчивости к физической и умственной нагрузке В связи с активизацией учебного труда при возрастающих нагрузках требуется оздоровление условий и режима учебы, быта и отдыха студентов, в том числе с использованием средств физической культуры - физических упражнений, оздоровительных сил природы (солнце, воздух и вода), гигиенических факторов и других составляющих здорового образа жизни. Использование оздоровительных сил природы (закаливание) укрепляет и активизирует защитные силы организма, стимулирует обмен веществ, деятельность сердца и кровеносных сосудов, благотворно влияет на состояние нервной системы. Важное значение для сохранения и повышения уровня физической и умственной работоспособности отводится комплексу оздоровительно- гигиенических мероприятий, к числу которых относятся разумное сочетание труда и отдыха, нормализация сна и питания, отказ от вредных привычек, пребывание на свежем воздухе, достаточная двигательная активность. Систематическая физическая тренировка, занятия физическими упражнениями в условиях напряженной учебной деятельности студентов являются важнейшим способом разрядки нервного напряжения и сохранения здоровья. Разрядка психической (нервной) напряженности через движение является наиболее эффективной. Без активной мышечной работы невозможно нормальное функционирование организма. Роль физических упражнений не ограничивается только благоприятным воздействием на здоровье. Наблюдение за людьми, которые регулярно занимаются физическими упражнениями, показало, что систематическая мышечная деятельность повышает психическую, умственную и эмоциональную устойчивость организма. 1.4. Совершенствование обмена веществ под воздействием направленной физической тренировки Обмен веществ и энергии в организме человека характеризуется сложными биохимическими реакциями. Питательные вещества (белки, жиры и углеводы), поступающие во внутреннюю среду организма с пищей, расщепляются в органах пищеварения. Продукты расщепления переносятся кровью к клеткам и усваиваются ими. Кислород, проникающий из воздуха через легкие в кровь, принимает участие в процессах окисления, про- исходящих в клетках. Обмен веществ и энергии - это взаимосвязанные процессы, распределение которых связано лишь с удобством изучения. Ни одного из этих процессов в отдельности не существует. Продукты распада, образующиеся в результате биохимических реакций обмена веществ (двуокись углерода, вода, мочевина и др.), удаляются из организма через легкие, почки, кожу. В результате обмен веществ выделяется энергия необходимая для всех жизненных процессов и функций организма. При расщеплении сложных органических веществ содержащаяся в них потенциальная химическая энергия превращается в другие виды энергии (биоэлектрическую, механическую, тепловую и др.). Обмен веществ и энергии осуществляется с помощью двух противоположных процессов: ассимиляции и диссимиляции: Ассимиляция - это образование в клетках организма свойственных ему веществ из других, которые поступают из внешней среды. При ассимиляции организм не только усваивает органические соединения, но и накапливает находящуюся в них энергию. Диссимиляция - это окисление и распад органических соединений в клетках организма, при котором происходит образование и превращение энергии, перенос её к участкам клеток, где она расходуется. Диссимиляция обусловливает различные виды деятельности органов и систем организма, в том числе и процесс ассимиляции. Процессы ассимиляции и диссимиляции неотделимы друг от друга и определяют рост, развитие и все другие проявления жизнедеятельности организма. Интенсивность протекания процесса обмена веществ в организме человека очень велика. Каждую секунду разрушается огромное количество молекул различных веществ и одновременно образуются новые вещества, необходимые организму. За 3 месяца половина всех тканей тела человека обновляется. В процессе жизнедеятельности, с одной стороны, человек с пищей получает энергию, с другой, тратит ее на работу внутренних органов, поддержание постоянной температуры тела, на умственную и физическую работу. Энергетический баланс - равенство между количеством энергии, получаемым организмом с пищей, и величиной энергетических затрат организма в сутки. 9 В современных условиях жизни при достаточном и полноценном питании и малоподвижном образе жизни для сохранения энергетического баланса, поддержания нормальной массы тела, обеспечения высокой умственной и физической работоспособности и профилактики заболеваний возникает необходимость увеличивать расход энергии за счет повышения двигательной активности, и прежде всего с помощью регулярных занятий физическими упражнениями, что существенно стимулирует обменные процессы. 1.5. Воздействие физической тренировки на кровь, кровеносную систему Кровь в организме человека выполняет следующие функции: -транспортную - переносит к тканям тела питательные вещества, а из тканей к органам выделения транспортирует продукты распада, образующиеся в результате жизнедеятельности клеток тканей; -регуляторную - осуществляет гуморальную (гумор -жидкость) регуляцию организма с помощью гормонов и других химических веществ и создает гидростатическое давление крови на нервные окончания (барорецепторы), расположенные в стенках кровеносных сосудов; -защитную - совместно с иммунной и другими процессами оказывает противодействие неблагоприятным факторам внешней и внутренней среды организма, обеспечивает свертываемость при повреждении тканей и заживлении ран; -теплообменную - участвует в поддержании постоянной температуры тела. Количество крови в организме равно, примерно, 7-8% от массы тела. В покое 20-50% крови может быть выключено из кровообращения и находиться в, так называемых, «кровяных депо» - в печени, селезенке, мышцах и сосудах кожи. При необходимости, например, при физической работе, запасной объем крови в соответствии с интенсивностью этой работы включается в кровообращение. Регуляция осуществляется вегетативным отделом нервной системы. Кровь состоит из жидкой части (плазмы) - 55% и взвешенных в ней форменных элементов (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и др.) - 45%. Кровь имеет слабую щелочную реакцию. Эритроциты - красные кровяные клетки, носители дыхательного пигмента - гемоглобина. Эритроциты переносят кислород из легких к тканям и углекислый газ из тканей в легкие. В 1 куб. мм крови у мужчин в среднем 5 млн. эритроцитов, у женщин - 4,5 млн. У людей, занимающихся спортом, эта вели чина достигает 6 млн. и более. Общее количество эритроцитов в крови человека - 25 триллионов. Общая поверхность эритроцитов очень велика, она примерно, в 1500 раз больше поверхности тела. Лейкоциты - белые кровяные клетки, их имеется несколько видов. В 1 куб. мм крови содержится 6-8 тыс. лейкоцитов. Они способны проникать через стенки кровеносных сосудов в ткани тела и уничтожать болезнетворные микробы и инородные тела, попавшие в организм. Это явление называется фагоцитозом. Тромбоциты - их содержится в крови 100-300 тыс. в 1 куб. мм. Они защищают организм от потери крови. При повреждении ткани тела и кровеносных сосудов тромбоциты способствуют свертыванию крови, образованию сгустка (тромба), который закупоривает сосуд и прерывает ток крови. При регулярных занятиях физическими упражнениями или спортом: -увеличивается количество эритроцитов и количество гемоглобина в них, в результате чего повышается кислородная емкость крови; -повышается сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям, благодаря повышению активности лейкоцитов; -ускоряются процессы восстановления после значительной потери крови. У тренированного человека за счет повышенных резервных возможностей, включая буферные системы, обменные и восстановительные процессы осуществляются значительно интенсивнее, по сравнению с нетренированным. Так, например, после интенсивной физической нагрузки ресинтез (восстановление) энергообеспечения при которой осуществлялся в анаэробном (бескислородном) режиме, нетренированный человек долгое время ощущает боли в мышцах, выполнявших данную работу. Это происходит за счет образования лактата (молочной кислоты). При регулярных тренировках болевой синдром не наблюдается. Отметим, что концентрация лактата в крови 18-20 ммоль/л у спортсменов, специализирующихся в видах спорта, связанных с проявлением скоростно-силовой выносливости, (бег на 400, 800, 1500 м.; плавание - 100, 200 м. и т.п.), вызывает запредельное торможение, из-за сдвига РН крови в кислую сторону. Тогда как подобное явление у нетренированных людей наблюдается при концентрации лактата в крови 8-10 ммоль/л. Кровь в организме находится в постоянном движении, которое осуществляется по кровеносной системе. Кровеносная система состоит из сердца и кровеносных сосудов. Кровеносные сосуды составляют два круга кровообращения - малый и большой. Функциональным центром кровеносной системы является сердце, выполняющее роль двух насосов. Один (правая сторона сердца) - продвигает кровь по малому кругу кровообращения, второй (левая сторона сердца) - по большому кругу кровообращения. В каждом круге кровообра- щения сеть кровеносных сосудов состоит из крупных сосудов -артерий, по которым кровь движется в сторону от сердца. По мере удаления артерии ветвятся на более мелкие сосуды - артериолы, которые, в свою очередь, делятся на тончайшие кровеносные сосуды - капилляры. Стенки капилляров полупроницаемые, через них питательных вещества, растворенные в плазме крови, просачиваются в тканевую жидкость, из которой переходят в соответствующие органы. Отработанные продукты жизнедеятельности проникают сквозь стенки капилляров в обратном направлении из тканевой жидкости в кровь. Важность развития капиллярной системы весьма значима для функционирования всего организма. Многие специалисты капиллярную систему называют вторым сердцем человека. По их мнению физкультура будущего будет основана на постепенном развитии индивидуальных двигательных способностей каждого. И, конечно, на тренировке капиллярной системы, от которой напрямую зависит здоровье. Установлено, что в результате физических нагрузок начинают прорастать новые капилляры в работающих скелетных мышцах и самом сердце. Известно, что в спокойном состоянии функционирует только небольшая часть имеющихся капилляров, а при выполнении физических упражнений с повышением частоты сердечных сокращений количество их значительно возрастает. Систематические физические нагрузки неизменно приводят к повышению числа «работающих» капилляров в спокойном состоянии организма, а, следовательно, к лучшему обмену веществ, 11 повышению умственной и физической выносливости. Далее из капилляров кровь переходит в венулы - мельчайшие венозные сосуды, из них - в вены и возвращается в сердце. Сеть сосудов большого круга кровообращения пронизывает ткани всех органов и частей тела человека. Продвигаясь по капиллярам большого круга кровообращения, кровь превращается из артериальной в венозную; она отдает тканям кислород и питательные вещества, одновременно насыщаясь углекислым газом и продуктами распада, которые переносит к органам выделения, а также выполняет другие функции. Сосудистая сеть малого круга кровообращения проходит только через легкие, где кровь превращается из венозной в артериальную, т.е. отдает в полость легких углекислый газ и насыщается кислородом. Физическая работа способствует общему расширению кровеносных сосудов, повышению эластичности их мышечных стенок, улучшению питания и повышению обмена веществ в стенках кровеносных сосудов. При работе окружающих сосуды мышц происходит массаж стенок сосудов. Кровеносные сосуды, не проходящие через мышцы (головного мозга, внутренних органов, кожи), массируются за счет гидродинамической волны от учащения пульса и за счет ускоренного тока крови. Все это способствует сохранению эластичности стенок кровеносных сосудов и нормальному функционированию сердечнососудистой системы без патологических отклонений. Напряженная умственная работа, не сбалансированная физической деятельностью, Малоподвижный образ жизни, особенно при высоких нервно-эмоциональных напряжениях, вредные привычки (курение, потребление алкоголя) вызывают ухудшение питания стенок артерий, потерю их эластичности, что может привести к стойкому повышению в них кровяного давления и, в конечном итоге, к заболеванию, называемому гипертонией. Поэтому для сохранения здоровья и работоспособности необходимо регулярно активизировать кровообращение с помощью физических упражнений, в том числе и в режиме учебного дня студента (физкультминутки, физкульт-паузы). В покое кровь совершает полный кругооборот за 21-22 с, при физической работе за 8 с. и менее, при этом объем циркулирующей крови способен возрастать до 40 л/мин. В результате такого увеличения объема и скорости кровотока значительно повышается снабжение тканей организма кислородом и питательными веществами. Особенно полезное влияние на кровеносные сосуды и прежде всего на расширении капиллярной сети, оказывают занятия циклическими видами упражнений: бег, плавание, бег на лыжах, на коньках, езда на велосипеде и т.п. 1.6. Воздействие физической тренировки на сердце Сердце, главный орган кровеносной системы, представляет собой полую мышцу, обильно снабженную кровеносными сосудами, совершающую ритмичные сокращения по типу насоса, благодаря которым происходит движение крови в организме. Сердце работает автоматически под контролем ЦНС. Сердце делится продольно на левую и правую половины непроницаемой перегородкой. Правая половина перекачивает венозную кровь в малый круг кровообращения, левая - артериальную кровь в большой. Поперек сердце разделено на предсердия, которые находятся сверху, и на желудочки. Эти четыре камеры попарно соединены перегородкой, имеющей клапаны: правое предсердие - с правым желудочком, левое - с левым. Клапаны сердца, а также клапаны у выхода крови в аорту (в большой круг кровообращения) и легочную артерию (в малый круг кровообращения) обеспечивают движение крови в одном направлении - из предсердий в желудочки, а из желудочков - в артерии. Размеры сердца зависят от возраста, размера тела, пола и физического развития человека. Средние размеры сердца взрослого мужчины представлены в табл. 1.1. Толщина стенок отдельных камер сердца неодинакова и зависит от мощности производимой работы. Стенки предсердий имеют толщину всего 2-3 мм, так как они без особого напряжения перекачивают кровь в нижележащие желудочки. Толщина стенок правого желудочка доходит до 5- 8 мм, так как при его сокращении преодолевается сопротивление сосудов малого круга кровообращения. Левый желудочек имеет самые толстые стенки до 10-15 мм. Нагнетая кровь в большой круг кровооб- ращения, мышцы левого желудочка при сокращении преодолевают сопротивление разветвленной сосудистой сети всего тела. У женщин все размеры несколько меньше. Размеры и масса сердца увеличиваются в связи с утолщением стенок сердечной мышцы и увеличением его объема в результате естественного роста и систематических занятий физическими упражнениями и спортом. Такие изменения повышают мощность и работоспособность сердечной мышцы. Важным показателем работы сердца является количество крови, выталкиваемое левым желудочком сердца при одном сокращении. Этот показатель называется систолическим объемом крови (систола - сокращение). Таблица 1.1 Организм Размеры, см Масса, г Длинник Поперечник Нетренированный Тренированный 14 18 12 17 300 500 Систолический объем в покое, примерно, равен: у нетренированных - 60 мл; у тренированных - 80 мл; при интенсивной мышечной работе: у нетренированных 100-130, у тренированных-180-200 мл. Вторым важным показателем является минутный объем крови, т.е. количество крови, выбрасываемое левым желудочком сердца в течение одной минуты. В состоянии покоя минутный, объем крови составляет в среднем 4-6 л. При интенсивной мышечной деятельности он повышается до 18-20, у тренированных людей до 30-40л. Показатели работоспособности сердца тренированного и нетренированного человека в покое и при мышечной работе представлены в табл. 1.2. Из таблицы видно, что в положении лежа и при быстрой ходьбе сердце нетренированного человека для того, чтобы обеспечить необходимый минутный объем крови, вынуждено сокращаться с большей частотой, так как систолический объем у него меньше. Поэтому нетренированный человек через несколько минут, а иногда и секунд после начала интенсивного бега, чувствует большое утомление и прекращает бег. Если же человек пытается продолжать его, то наступает запредельное торможение, приводящее к отказу от дальнейшего 13 выполнения упражнения. Следует помнить, что при прекращении выполнения физических упражнений с большой и максимальной интенсивностью надо продолжать движение постепенно снижая интенсивность. В противном случаи при учащенном сердцебиении и уменьшении скорости потока крови (при отсутствии сокращения мышц) левый желудочек сердца не успевает наполняться кровью, что влечет за собой потерю сознания из-за недостатка питания головного мозга кислородом. Данное явление называется гравитационным шоком. Сердце тренированного человека может показывать удивительную работоспособность. Так, в условиях соревнований сердце лыжника- гонщика перекачивает за относительно короткое время не один десяток тонны крови. Таблица 1.2 Положение и вид мышечной работы Организм Систолический объем, мл ЧСС, уд/мин Лежа Нетренированный Тренированный 60 80 67 50 Быстрая ходьба Нетренированный Тренированный 100 130 90 70 Быстрый бег Нетренированный Тренированный 100 180 200 170 Секрет высокой работоспособности сердца тренированного человека в том, что мышцы его сердца более густо пронизаны кровеносными сосудами. Следовательно, лучше осуществляется питание мышечной ткани и ее работоспособность успевает восстанавливаться во время кратчайших пауз сократительного цикла. Частота сердечных сокращений (ЧСС) или артериальный пульс является весьма информативным показателем работоспособности сердечно- сосудистой системы и всего организма. В процессе регулярных занятий физической культурой и спортивных тренировок частота пульса в покое (утром лежа натощак) со временем становится реже за счет увеличения систолического объема сердечного сокращения. Средние значения ЧСС в покое, уд./мин: для мужчин: • не занимающихся регулярно физической культурой или спортом - 70-80, • занимающихся регулярно физической культурой или спортом - 50-60. для женщин: • не занимающихся регулярно физической культурой или спортом - 75-85, • занимающихся регулярно физической культурой или спортом-45-65. Сердечный цикл сложен, в нем различают несколько фаз. Схематично сердечный цикл можно разделить на три фазы: систола (сокращение), диастола (расслабление) и пауза, отдыха. Урежение пульса, если оно не связано с заболеванием, увеличивает абсолютное время паузы отдыха сердца, что способствует более эффективному его восстановлению. Условно примем, что эти фазы равны по времени. Тогда пауза отдыха сердца у нетренированного человека при ЧСС 80 уд./мин будет равна 0,25 с, а у тренированного человека при ЧСС 60 уд./мин пауза отдыха увеличивается до 0,33 с. Значит сердце тренированного человека в каждом цикле своей работы имеет больше времени для отдыха и восстановления. После прохождения через капилляры кровь попадает в вены и по ним возвращается к сердцу. Движение крови по венам затруднено, во-первых, в связи с падением в них кровяного давления, во-вторых, в большинстве случаев кровь движется по венам в основном вверх против силы тяжести. В венах имеются клапаны, обеспечивающие движение крови только по направлению к сердцу. Мышечный насос - механизм принудительного продвижения венозной крови к сердцу с преодолением сил гравитации под воздействием чередования сокращений и расслабления скелетных мышц. Когда участок вены между двумя клапанами наполнен кровью, сокращение расположенных рядом с ним мышц, сопровождаемое их утолщением, сдавливает вену и проталкивает порцию крови вверх, к сердцу, так как движению крови вниз в противоположную от сердца сторону, препятствует закрывшийся клапан. При последующем расслаблении мышц данный участок вены расправляется и засасывает снизу через открывшийся клапан новую порцию крови. Сверху участок вены перекрывается клапаном, и кровь в обратном от сердца направлении не поступает в данный участок вены. Новое сокращение мышц опять сдавливает данный участок вены и проталкивает новую порцию крови по направлению к сердцу и т.д. Таким образом, скелетные мышцы при циклических движениях, когда ритмично чередуется их сокращение и расслабление, существенно помогают сердцу обеспечивать циркуляцию крови в сосудистой системе. Чем полнее их сокращение и расслабление, тем большую помощь сердцу оказывает мышечный насос. Особенно эффективно он работает при выполнении упражнений циклического характера, таких как бег, плавание, бег на лыжах и т.д. |