Содержимое. Лекция Социальнобиологические основы физической культуры Основные понятия Естественнонаучные
 Скачать 216.5 Kb.
|
|
1.7. Значение и функциональные возможности дыхания Дыханием называется процесс, обеспечивающий потребление кислорода и выведение углекислого газа. Различают внешнее (лёгочное) и внутриклеточное (тканевое) дыхание. Внешним дыханием считается обмен воздухом между окружающей средой и легкими, внутриклеточным - обмен кислородом и углекислым газом между кровью и клетками тела. Переход кислорода и углекислого газа из одной среды в другую происходит по законам диффузии под воздействием разницы парциального давления этих газов в сторону из среды с большим парциальным давлением в среду с меньшим парциальным давлением. Дыхание обеспечивается: -воздухоносными путями - носовая и ротовая полости, трахея, бронхи, бронхиолы, заканчивающиеся альвеолами (легочными пузырьками). Стенки альвеол густо переплетены сетью капиллярных кровеносных сосудов, через стенки которых происходит насыщение крови кислородом и удаление из нее углекислого газа; -легкими - эластичная ткань, в которой насчитывается от 200 до 600 млн. альвеол, в зависимости от роста тела; -дыхательными мышцами - межреберные, диафрагма и ряд других 15 мышц, принимающих участие в дыхательных движениях. Наиболее значимыми показателями работоспособности органов дыхания являются дыхательный объем, частота дыхания, жизненная емкость легких, легочная вентиляция, кислородный запрос, потребление кислорода, кислородный долг и др. Дыхательный объем - количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, выдох, дыхательная пауза). Величина дыхательного объема находится в прямой зависимости от степени тренированности к физическим нагрузкам и колеблется в состоянии покоя от 350 до 800 мл в покое. У нетренированных людей дыхательный объем находится на уровне 350-500, у тренированных – 800 мл и более. При интенсивной физической работе дыхательный объем может увеличиваться в 3-4 раза. Частота дыхания - количество дыхательных циклов в 1 мин. Средняя частота дыхания у нетренированных людей в покое 16-20 циклов в 1 мин, у тренированных, за счет увеличения дыхательного объема, частота дыхания снижается до 8-12 циклов в 1 мин. У женщин частота дыхания на 1-2 цикла больше. При спортивной деятельности частота дыхания увеличивается. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - максимальное количество воздуха, которое может выдохнуть человек после полного вдоха (измеряется методом спирометрии). Средние величины ЖЕЛ: у нетренированных мужчин -3500, женщин - 3000 мл; у тренированных мужчин - 4700, женщин 3500 мл. При занятии циклическими видами спорта на выносливость (гребля, плавание, лыжные гонки и т.п.) ЖЕЛ может достигать у мужчин 7000 и более, у женщин 5000 мл и более. Легочная вентиляция - объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин. Легочная вентиляция определяется путем умножения величины дыхательного объема на частоту дыхания. Легочная вентиляция в покое находится на уровне 5000-9000 мл. При физической работе этот объем может увеличиваться до 10 и более раз. Максимальный показатель может достигать до 150 и более литров. Вместе с тем, увеличение легочной вентиляции при выполнении физических упражнений не является достоверным показателем эффективности функционирования дыхательной системы. Чем меньше подготовлен механизм к выполнению физической работы скоростно- силовой направленности, связанной с выносливостью, тем больший наблюдается уровень легочной вентиляции. Это можно объяснить тем обстоятельством, что количество кислорода, необходимое для выполнения работы, организм получает из большого объема пропускаемого через легкие воздуха. Поэтому выполнение одной и той же работы по времени, объему и интенсивности с меньшей величиной легочной вентиляции характеризует более экономичную производительность дыхательной системы. Кислородный запрос - количество кислорода, необходимое организму для обеспечения процессов жизнедеятельности в различных условиях покоя или работы в 1 мин. В покое в среднем кислородный запрос равен 250-300 мл. При беге на 5 км, например, он увеличивается в 20 раз и становится равным 5000-6000 мл. При беге на100 м за 12 с. при пересчете за 1 мин, кислородный запрос увеличивается до 7000 мл. Суммарный, или общий, кислородный запрос - это количество кислорода, необходимое для выполнения всей работы. Потребление кислорода - количество кислорода, фактически использованного организмом в покое или при выполнении какой-либо работы за 1 мин. В состоянии покоя человек потребляет 250-300 мл кислорода в 1 мин. При мышечной работе эта величина возрастает. Наибольшее количество кислорода, которое организм может потребить в минуту при предельно-интенсивной мышечной работе, называется максимальным потреблением кислорода (МПК). МПК зависит от Состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем, кислородной емкости крови, активности протекания процессов обмена веществ и других факторов. Величина МПК характеризует функциональное состояние дыхательной и сердечно-сосудистой систем, степень тренированности организма к длительным физическим нагрузкам. У людей, не занимающихся спортом, МПК, как правило не превышает 2,7-3,5 л/мин. У спортсменов- мужчин может достигать 6 л/мин и более, у женщин -4 л/мин и более. Абсолютная величина МПК зависит также от размеров тела, поэтому для ее более точного определения рассчитывают относительное МПК на 1 кг массы тела. Для сохранения оптимального уровня здоровья необходимо обладать способностью потреблять кислород на 1 кг массы тела: женщинам - не менее 42, мужчинам - не менее 50 мл. Максимальное потребление кислорода является показателем аэробной (кислородной) производительности организма, связанной с его способностью выполнять интенсивную физическую работу при достаточном количестве поступающего в организм кислорода для получения необходимого энергообеспечения без образования значительного уровня кислородного долга. Кислородный долг - термин, обозначающий временное недостаточное поступление кислорода в органы. Поскольку органы кислородного снабжения «тяжелы на подъем», они не могут быстро удовлетворить кислородный запрос, образуется кислородный долг. Потребление организмом кислорода возрастает пропорционально величине и эффективности затрачиваемых усилий. При легкой работе достигается стационарное состояние, когда потребление кислорода и его утилизация эквивалентны, но это происходит лишь по прошествии 3-5 мин, в течение которых кровоток и обмен веществ в мышце приспосабливаются к новым требованиям. До тех пор пока не будет достигнуто стационарное состояние, мышца зависит от небольшого кислородного резерва. При тяжелой мышечной работе, даже если она выполняется с постоянным усилием, стационарное состояние не наступает; как и частота сокращений сердца, по- требление кислорода постоянно повышаются, достигая максимума. С началом работы потребность в энергии увеличивается мгновенно, однако для приспособления кровотока и аэробного (кислородного) обмена требуется некоторое время. Таким образом, возникает кислородный долг. При легкой работе величина кислородного долга остается постоянной после достижения стационарного состояния, однако при тяжелой работе она на- растает до самого окончания работы. По окончании работы, особенно в первые несколько минут, скорость потребления кислорода остается выше уровня покоя происходит «выплата» кислородного долга. Однако этот термин не точен, так как увеличение потребления кислорода после завершения работы не отражает непосредственно процессы восполнения запасов кислорода в мышце, а происходит и за счет влияния других факторов, таких, как увеличение температуры тела и дыхательная работа, изменение мышечного тонуса и пополнение запасов кислорода в организме. Поэтому кислородный долг, который будет возвращен, по величине больше, чем возникший во время самой работы. После легкой 17 работы величина кислородного долга достигает 4 л, а после тяжелой может доходить до 20 л. Дыхательная система - единственная внутренняя система, которой человек может управлять произвольно. Поэтому совершенствование работы этой системы напрямую связано с целенаправленной деятельностью человека. Рекомендуется: а) дыхание необходимо осуществлять через нос, и только в случаях интенсивной физической работы допускается дыхание одновременно через нос и узкую щель рта, образованную языком и нёбом. В этом случае воздух очищается от пыли, увлажняется и согревается, прежде чем поступить в полость легких, что способствует повышению эффективности дыхания и сохранению дыхательных путей здоровыми; б) при выполнении физических упражнений целесообразно: -во всех случаях выпрямления тела делать вдох; -при сгибании тела делать выдох; -при выполнении циклических упражнений ритм дыхания приспосабливать к ритму движения с акцентом на выдохе. На- пример, при беге делать на 4 шага вдох, на 5-6 шагов выдох или на 3 шага вдох и на 4-5 шагов выдох и т.д.; - избегать частых задержек дыхания со статическим напряжение. Выполнение таких упражнений приводит к застою венозной крови, что влечет за собой негативные последствия для сердечно-сосудистой системы. Наиболее эффективно функцию дыхания развивают упражнения циклического характера с включением в работу большого количества мышечных групп (плавание, гребля, лыжный спорт, бег и др.) 1.8. Двигательная активность в повышении функций отдельных внутренних органов и систем человека Систематические и оптимальные по интенсивности и длительности физические нагрузки стимулируют функцию органов пищеварения, как одну из составляющих обмена веществ. Значительный по объему прием пищи перед физической работой или интенсивная длительная физическая нагрузка при пустом желудке неблагоприятны для функции органов пищеварения и энергообеспечения мышечного сокращения; в первом случае - по причине перераспределения нервно-мышечной иннервации и крови к работающим органам (т.е. не к желудку и другим органам пищеварения, а к мышцам, выполняющим движения); во втором - в результате возможного отсутствия энергообразующих индигриентов выполнения работы, особенно связанной с проявлением выносливости (при продолжительной интенсивной тренировке или участии в соревнованиях спортсмен, как правило, получает «дополнительное питание». Пищу в оптимальных количествах следует принимать за 2,5-3 часа до физических нагрузок. Физическая тренировка повышает в целом эффективность усвоения пищевых продуктов, активизирует деятельность пищеварительных желез и перистальтику кишечника. При физической работе повышается функция выделительных систем. При больших физических нагрузках потовые железы и легкие значительно помогают почкам в выводе из организма продуктов распада, образующихся при интенсивно протекающих процессах обмена веществ. Физическая работа активизирует систему терморегуляции. При интенсивных физических нагрузках температура тела повышается на 1-1,5 градуса, что способствует более эффективному, протеканию в тканях окислительно-восстановительных процессов и повышению работоспособности организма. У тренированных людей при физической работе отмечается повышение активности желез внутренней секреции - гипофиза, надпочечников, щитовидной и поджелудочной желез. Влияние выделяемых ими гормонов положительно сказывается на процессе обмена веществ и восстановлении организма человека после утомления. 1.9. Опорно-двигательный аппарат Человеческое тело представляет собой совокупность органов, систем и аппаратов, которые действуют слаженно, выполняя жизненно важные функции. Движение является необходимой частью функции связи и взаимодействия, и тело может осуществлять это движение благодаря опорно-двигательному аппарату. Опорно-двигательный аппарат включает кости, мышцы и соединения костей. Кости - это твердые и прочные части, служащие опорой телу, мышцы - мягкие части, покрывающие кости, а соединения костей - это структуры, при помощи которых кости соединяются. Все кости, а их примерно 206, составляют систему костей, или скелет, который придает телу внешнюю конфигурацию, вид и обеспечивает ему жесткое и прочное устройство, защищает внутренние органы, накапливает минеральные соли и вырабатывает клетки крови. Кости состоят в основном из воды и минеральных веществ, образованных на основе кальция и фосфора, и из вещества, именуемого остеином. Кость не является застывшим органом: она находится в постоянном процессе развития и разрушения. Развитие и прочность кости зависят от витаминов группы D (кальциферола), регулирующих обмен кальция, необходимого для работы мышц. Кальциферолом особенно богаты рыбий жир, мясо тунца, молоко и яйца. Также ультрафиолетовые лучи солнца способствуют всасыванию витамина D. У людей с ограниченной двигательной активностью, сочетающейся при некоторых формах труда с необходимостью длительно поддерживать определенную позу, возникают значительные изменения костной и хрящевой ткани, что особенно неблагоприятно отражается на состоянии позвоночного столба и межпозвоночных дисков и суставов. Занятия физическими упражнениями и спортом увеличивают прочность костной ткани, способствуют более надежному присоединению к костям мышечных сухожилий. Суставы играют роль демпферов, своеобразных тормозов, гасящих инерцию движения и позволяющих производить мгновенную остановку после быстрого движения и прыжков. Суставы при систематических занятиях физическими упражнениями и спортом развиваются, повышается эластичность их связок и мышечных сухожилий, увеличивается гибкость. Отсутствие достаточной двигательной активности приводит к разрыхлению суставного хряща и изменению суставных поверхностей сочленяющихся костей, к появлению болевых ощущений, созданию условий для образования в них воспалительных процессов и к другим нежелательным изменениям. Одной из составляющих опорно-двигательного аппарата является мышечная система. Мышцы человека делятся на три вида: гладкая мускулатура внутренних органов и сосудов, характеризующаяся медленными сокращениями и большой выносливостью; 19 поперечнополосатая мускулатура сердца (миокард) и, наконец, основная мышечная масса - скелетная мускулатура. Мышцы, выполняя свою работу, одновременно совершенствуют и функции практически всех внутренних органов. Мышечное волокно характеризуется следующими основными физиологическими свойствами: возбудимостью, сократимостью и растяжимостью. Эти свойства в различном сочетании обеспечивают нервно- мышечные особенности организма и наделяют человека физическими качествами, которые в повседневной жизни и спорте называют силой, быстротой, выносливостью и т. д. Они отлично развиваются под воздействием физических упражнений. Мышечная система функционирует не изолированно. Все мышечные группы прикрепляются к костному аппарату скелета посредством сухожилий и связок. Установлена взаимосвязь мышц и внутренних органов, которая получила название моторно-висцеральных рефлексов. Работающие мышцы посылают по нервным волокнам информацию о собственных потребностях, состоянии и деятельности внутренним органам через вегетативные нервные центры и таким образом влияют на их работу, регулируя и активизируя ее. Мышцы являются мощной биохимической лабораторией. Они содержат особое дыхательное вещество - миоглобин (сходный с гемоглобином крови), соединение которого с кислородом (оксимиоглобин) обеспечивает тканевое дыхание при экстраординарной работе организма, например, при внезапной нагрузке, когда сердечно-сосудистая система еще не перестроилась и не обеспечивает доставку необходимого кислорода. Большое значение миоглобина заключается в том, что, являясь первейшим кислородным резервом, он способствует нормаль ному протеканию окислительных процессов при кратковременных движениях и статической работе. Происходящие в мышцах разнообразные биохимические процессы в конечном итоге отражаются на функции всех органов и систем. Так, в мышцах происходит активный ресинтез (восстановление) аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), которая служит аккумулятором энергии в организме, причем процесс ресинтеза ее находится в прямой зависимости от деятельности мышц и поддается тренировке. Мышцы играют роль вспомогательного фактора кровообращения. Широко известно, что для стимуляции венозного кровотока у больных варикозным расширением вен полезны дозированные физические упражнения. Они уменьшают отеки, так как сокращающиеся мышцы ног как бы подгоняют, выжимают и подкачивают венозную кровь к сердцу. Наконец, без мышц невозможен был бы процесс познания, так как, согласно исследованиям И.М. Сеченова, все органы чувств так или иначе связаны с деятельностью различных мышц. Установлено, что каждое мышечное волокно постоянно вибрирует даже в состоянии видимого покоя. Эта вибрация, обычно не ощущаемая, не прекращается ни на минуту и способствует лучшему кровотоку. Таким образом, каждая скелетная мышца, а их в организме около 600, является как бы своеобразным микронасосом, нагнетающим кровь. Конечно, допол- нительное участие такого количества периферических «сердец», как их образно называют, значительно стимулирует кровообращение. Самое замечательное при этом состоит в том, что эта система вспомогательного кровообращения великолепно поддается тренировке с помощью физических упражнений и, будучи активно включенной в работу, многократно усиливает физическую и спортивную работоспособность. Не исключено, что мышечные микронасосы наряду с другими факторами играют не последнюю роль в лечебном эффекте, который дают физические упражнения при патологических отклонениях в состоянии здоровья, включая сердечную недостаточность во всех формах ее проявления. Кроме того, известна и прямая функциональная связь работающих скелетных мышц и сердца посредством гуморальной (т.е. через кровь) регуляции. Установлено, что с повышением потребления кислорода мышцами при нагрузке, одновременно наблюдается рост минутного объема сердца. Не исключено, что ритмические сокращения мышц (при равномерной ходьбе и беге) предают свою информацию по моторно-висцеральным путям сердечной мышце и как бы диктуют ей физиологически правильный ритм. Скелетная мускулатура - главный аппарат, при помощи которого совершаются физические упражнения. Хорошо развитая мускулатура является надежной опорой для скелета. Например, три патологических искривлениях позвоночника, деформациях рудной клетки (а причиной тому бывает слабость мышц спины и плечевого пояса) затрудняется работа легких и сердца, ухудшается кровоснабжение мозга и т. д. Тренированные мышцы шины укрепляют позвоночный стол, разгружают его, беря часть нагрузки на себя, предотвращают «выпадение» межпозвоночных дисков, «соскальзывание» позвонков. Физические упражнения действуют на организм всесторонне. Так, под влиянием физических упражнений происходят значительные изменения в мышцах. Если мышцы обречены на длительный покой, они начинают слабеть, становятся дряблыми, уменьшаются в объеме. Систематические же занятия физическими упражнениями способствуют их укреплению. При этом сила мышц увеличивается не за счет изменения их длины, а за счет утолщения мышечных волокон, увеличения их количества и улучшения межмышечной координации, особенно при выполнении движений с участием многих мышц и мышечных групп. Сила мышц зависит не только от их объема, но и от силы 1ервных импульсов, поступающих в мышцы из центральной нервной системы. У тренированного, постоянно занимающегося физическими упражнениями человека эти импульсы заставляют сокращаться мышцы с большей силой, чем у нетренированного. С юношеских лет и до глубокой старости человек в состоянии выполнять физические упражнения, укрепляющие его организм, оказывающие самое разнообразное воздействие на все его системы. Они рождают чувство бодрости и особой радости, знакомое каждому, кто систематически занимается физической культурой или каким-либо видом спорта. |