Учебное пособие В. Ф. Кошелев О. Ю. Малозёмов Ю. Г. Бердникова А. В. Минаев С. И. Филимонова физическое воспит ание сту
 Скачать 4.59 Mb.
|
|
2.4. Совершенствование обмена веществ под воздействием направленной физической тренировки Обмен веществ и энергии в организме человека характеризуется сложными биохимическими реакциями. Питательные вещества (белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины), поступающие с пи- Электронный архив УГЛТУ 52 щей во внутреннюю среду организма, расщепляются в органах пищеваре- ния. Продукты расщепления переносятся кровью к клеткам и усваиваются ими. Кислород, поступающий из воздуха через лѐгкие в кровь, принимает участие в процессах окисления, происходящих в клетках. Продукты распада, образующиеся в результате биохимических реак- ций обмена веществ, удаляются из организма через лѐгкие, почки, кожу, пищеварительный тракт. Обмен веществ и энергии осуществляется с по- мощью двух противоположных процессов – ассимиляции и диссимиляции, которые неотделимы друг от друга и определяют рост, развитие и все дру- гие проявления жизнедеятельности организма. Обмен веществ между организмом и внешней средой сопровождается обменом энергии и является источником энергии для всех жизненных про- цессов и функций организма. Интенсивность процессов обмена веществ на всех этапах очень высока. Каждую секунду в организме разрушается огром- ное количество молекул различных соединений, и одновременно образуют- ся новые необходимые вещества. При расщеплении сложных органических веществ содержащаяся в них потенциальная химическая энергия превраща- ется в другие виды энергии (биоэлектрическую, механическую, тепловую и др.). Каждый взрослый человек должен стремиться не нарушать энергетиче- ский баланс, т.е. должно быть равное соотношение между количеством по- ступающей в организм энергии и величиной энергетических трат. Энергетический баланс – равенство между количеством энергии, по- лучаемой организмом с пищей, и величиной энергетических трат организ- ма в сутки. Для сохранения энергетического баланса, поддержания нор- мальной массы тела, обеспечения высокой умственной и физической ра- ботопособности и профилактики заболеваний необходимо при достаточ- ном и полноценном питании увеличить расход энергии за счѐт повышения двигательной активности. 2.5. Воздействие физической тренировки на кровеносную систему 2.5.1. Кровь Кровь – это жидкая ткань, циркулирующая в кровеносной системе и обеспечивающая жизнедеятельность клеток и тканей организма, выполне- ние ими различных физиологических функций. Количество крови у чело- века составляет 7–8 % от массы тела. У человека массой 70 кг имеется 5– 6 л крови. В покое 30–50 % крови выключается из кровообращения и находится в «кровяных депо»: в печени, селезѐнке, сосудах кожи, мышц, лѐгких. Выход крови из депо и еѐ перераспределение, например, при мы- шечной работе, в организме регулируется ЦНС. Электронный архив УГЛТУ 53 Кровь, циркулирующая в кровеносной системе, выполняет следующие основные функции: транспортную, в процессе обмена веществ переносит к тканям тела кислород, питательные вещества, а из тканей к органам выделения транс- портирует продукты распада, образующиеся в результате жизнедеятельно- сти клеток; регуляторную – переносит гормоны и другие вещества, изменяю- щие «настройку» отдельных органов и целых систем; воздействует своим гидростатическим давлением на определѐнные чувствующие нервные окончания, расположенные в стенках кровеносных сосудов; теплообменную – «охлаждает» работающие мышцы и другие «пе- регретые» ткани и нагревает недостаточно тѐплые ткани, т.е. участвует в поддержании постоянной температуры тела; защитную – борется с инородными телами и ядовитыми вещества- ми, закупоривает места повреждения тела. Кровь состоит из жидкой части (плазмы) – 55% и взвешенных в ней форменных элементов: красных кровяных телец (эритроцитов), белых кро- вяных телец (лейкоцитов), кровяных пластинок (тромбоцитов) и др. – 45%. Кровь имеет слабую щелочную реакцию. Эритроциты участвуют в переносе кислорода к тканям и углекислого газа из тканей в легкие. Они заполнены гемоглобином, который способен об- разовывать соединение с кислородом (оксигемоглобин) и транспортировать его к тканям, а из тканей переносить углекислый газ к лѐгким, таким образом, осуществляя дыхательную функцию. В 1 мм 3 крови у мужчин содержится в среднем 5 млн. эритроцитов, у женщин – 4,5 млн. У людей, занимающихся спортом, эта величина достигает 6 млн. и более. Общая поверхность эритро- цитов примерно в 1500 раз больше поверхности тела человека. Лейкоциты – белые кровяные тельца, выполняющие защитную функ- цию. В 1 мм 3 крови содержится 6–8 тыс. лейкоцитов. Лейкоциты способны проникать через стенки кровеносных сосудов в ткани тела и уничтожать болезнетворные микробы и инородные тела, попавшие в организм. Это яв- ление носит название «фагоцитоз». Тромбоциты играют важную роль в свертывании крови. Их содер- жится 100–300 тыс. в 1 мм 3 крови. При повреждении тела и кровеносных сосудов тромбоциты способствуют образованию сгустка крови (тромба), который закупоривает сосуд и прекращает потерю крови. В плазме крови растворены гормоны, минеральные соли, другие ве- щества, которыми она снабжает ткани, а также содержатся продукты рас- пада, удалѐнные из тканей. В плазме крови находятся и антитела, создаю- щие иммунитет к ядовитым веществам инфекционного или иного проис- хождения, микроорганизмам и вирусам. Плазма крови участвует в транс- портировке углекислого газа к лѐгким. Постоянство состава крови поддер- Электронный архив УГЛТУ 54 живается как химическими механизмами самой крови, так и специальными регулярными механизмами нервной системы. При движении крови по капиллярам, пронизывающим все ткани, че- рез их стенки постоянно просачивается в межтканевое пространство часть кровяной плазмы, которая образует межтканевую жидкость, окружающую все клетки тела. Здесь же расположены мельчайшие лимфатические сосу- ды. Некоторые вещества межтканевой жидкости просачиваются в них и образуют лимфу, которая выполняет следующие функции: возвращает белки из межтканевого пространства в кровь, участвует в перераспределе- нии жидкости в организме, доставляет жиры к клеткам тканей, поддержи- вает нормальное протекание процессов обмена веществ в тканях, уничто- жает и удаляет из организма болезнетворные микроорганизмы. Регулярные занятия физическими упражнениями способствуют уве- личению количества гемоглобина в эритроцитах и общего количества эритроцитов, что повышает кислородную ѐмкость крови. У человека, тре- нированного к физическим нагрузкам, повышается сопротивляемость ор- ганизма к простудным и инфекционным заболеваниям, ускоряются про- цессы восстановления даже после значительной потери крови. Потеря че- ловеком более одной трети объѐма крови опасна для жизни. Вместе с тем при интенсивной мышечной работе в составе крови мо- гут наступать неблагоприятные сдвиги: образующаяся молочная кислота сдвигает реакцию крови в кислую сторону; выделение воды с потом уве- личивает концентрацию солей. Эти недостатки ликвидируются с помощью, так называемых, буфер- ных систем. У спортсменов эти механизмы наиболее хорошо развиты. У нетренированных людей такие изменения ликвидируются медленнее. 2.5.2. Кровеносная система Кровь находится в организме в постоянном движении, которое осу- ществляется по кровеносной системе. Оно называется кровообращением и происходит под воздействием разности давления в артериях и венах, рабо- ты сердца. Кровеносная система состоит из сердца и кровеносных сосудов. Кровеносные сосуды составляют два круга кровообращения – боль- шой и малый. Функциональным центром кровеносной системы является сердце, выполняющее роль двух насосов. Левая половина сердца обслужи- вает большой круг кровообращения, правая – малый. В каждом круге кро- вообращения сеть кровеносных сосудов состоит из крупных сосудов – ар- терий, по которым кровь движется в сторону от сердца. По мере удаления артерии ветвятся на более мелкие – артериолы, которые, в свою очередь, делятся на тончайшие кровеносные микроскопические сосуды – капилля- ры, пронизывающие весь организм. Их толщина в 10–15 раз тоньше чело- веческого волоса, и они густо пронизывают все ткани тела. Электронный архив УГЛТУ 55 В работающей скелетной мышце, например, в 1 мм 3 действует около 3000 капилляров, которые имеют тонкие полупроницаемые стенки и через них во всех тканях осуществляется обмен веществ. Продукты жизнедея- тельности клеток проникают сквозь стенки капилляров в обратном направ- лении из тканевой жидкости в кровь. Обмен веществ между кровью и тка- нями происходит во всех капиллярах, протяжѐнность которых достигает более 100 тыс. км. Из капилляров кровь переходит в венулы – мельчайшие венозные со- суды, из них – в вены и возвращается в сердце. Вены имеют тонкие и мяг- кие стенки и клапаны, которые пропускают кровь только в сторону сердца. Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка, про- ходит через ткани всех органов и возвращается в правое предсердие. Из правого предсердия кровь переходит в правый желудочек, а оттуда начи- нается малый круг кровообращения, который проходит через лѐгкие, где венозная кровь, отдавая углекислый газ и насыщаясь кислородом, превра- щается в артериальную и направляется в левое предсердие. Из левого предсердия кровь переходит в левый желудочек и оттуда снова возвраща- ется в большой круг кровообращения. Дополнением к большому кругу кровообращения является третий (сердечный) круг кровообращения, обслуживающий само сердце. Он начинается выходящими из аорты венечными артериями сердца и заканчи- вается венами сердца, которые сливаются в венечный синус, впадающий в правое предсердие. Большой круг кровообращения служит для доставки всем органам и тканям тела питательных веществ и кислорода. Малый круг кровообраще- ния служит для обогащения крови кислородом. Физическая работа способствует общему расширению кровеносных сосудов, повышению эластичности их мышечных стенок, улучшению пи- тания 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, ко- жи, внутренних органов), массируются за счѐт гидродинамической волны от учащения пульса и за счѐт ускоренного тока крови. Все это способству- ет эластичности стенок кровеносных сосудов и нормальному функциони- рованию ССС. Напряжѐнная умственная работа, несбалансированная физической де- ятельностью, малоподвижный образ жизни, особенно при высоких нерв- но-эмоциональных напряжениях, вредные привычки вызывают ухудшение питания стенок сосудов, потерю их эластичности, что может привести к развитию гипертонической болезни. Особенно благотворное влияние на стенки кровеносных сосудов оказывают занятия циклическими видами упражнений – бег, плавание, ходьба на лыжах, езда на велосипеде и др. Электронный архив УГЛТУ 56 2.5.3. Сердце Сердце – главный орган кровеносной системы, представляющий из себя полый мышечный орган, совершающий ритмические сокращения, благодаря которым происходит процесс кровообращения в организме. Сердце – автономное, автоматическое устройство, однако его работа кор- ректируется многочисленными прямыми и обратными связями, поступа- ющими от различных органов и систем организма. Сердце связано с ЦНС, оказывающей на его работу регулирующее действие. Сердце делится продольно на левую и правую половины непроницае- мой перегородкой. Правая половина перекачивает венозную кровь в малый круг кровообращения, левая – артериальную кровь в большой. Поперѐк сердце разделено на предсердия, которые находятся сверху, и на желудоч- ки. Эти четыре камеры попарно соединены перегородкой, имеющей кла- паны: правое предсердие – с правым желудочком, левое – с левым. Клапа- ны сердца, а также клапаны у выхода крови в аорту и лѐгочную артерию обеспечивают движение крови в одном направлении – из предсердий в же- лудочки, а из желудочков – в артерии. Деятельность сердца заключается в ритмичной смене сердечных рит- мов, состоящих из трѐх фаз – сокращения предсердий, сокращения желу- дочков и общего расслабления сердца. Размеры сердца зависят от возраста, размера тела, пола и физического развития человека. Размеры сердца в среднем у женщин меньше, чем у мужчин (табл. 1). Под воздействием физических нагрузок сердце неизбежно тренирует- ся, расширяются границы его возможностей, и оно приспосабливается к переброске значительно большего количества крови, чем это может сде- лать сердце нетренированного человека. В процессе занятий физическими упражнениями и спортом, как правило, в связи с утолщением стенок про- исходит увеличение массы сердечной мышцы и размеров сердца. Таблица 1 Средние размеры сердца взрослого мужчины(по В.А. Коваленко, 2000) Организм Размеры, см Масса, г Длина Поперечник Нетренированный 14 12 300 Тренированный 18 17 500 При интенсивной физической работе сердце нетренированного чело- века не может проявлять такую работоспособность, которая обеспечивала бы питание работающих органов. Оно не может перекачивать необходимое организму количество крови, поскольку имеет определенный предел. По- этому нетренированный человек не может длительно выполнять интенсив- Электронный архив УГЛТУ 57 ную мышечную работу, и это в результате недостатка кислорода и пита- тельных веществ может привести к обморочному состоянию (табл.2). Таблица 2 Реакция тренированного и нетренированного сердца на некоторые физические нагрузки (по В.А. Головину, В.Г. Щербакову и др., 1983) Вид мышечной работы Степень тренированности сердца Необходимый минутный объѐм кро- ви для питания, л Систоли- ческий объ- ѐм крови, мл ЧСС, уд./мин Покой (поло- жение лежа) Тренированное Нетренированное 4 4 80 60 50 67 Быстрая ходьба Тренированное Нетренированное 9 9 130 100 70 90 Быстрый бег Тренированное Нетренированное 30 25 180 130 170 192 Частота сердечных сокращений (ЧСС) или артериальный пульс счита- ется весьма информативным показателем работоспособности ССС и всего организма. Пульс – волна колебаний, распространяемая по эластичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой в аорту под большим давлением при сокращении левого желудочка. Частоту пульса называют ещѐ ЧСС. В процессе спортивной тренировки ЧСС в покое (утром натощак) со временем становится реже за счѐт увеличения мощности каждого сердеч- ного сокращения. Сокращение частоты пульса увеличивает абсолютное время паузы для отдыха сердца и для протекания процессов восстановле- ния в сердечной мышце. У тренированного молодого человека ЧСС в по- кое составляет 60–65 уд./ мин., у девушек – 65–70 уд./ мин, у нетрениро- ванного человека–на 10–15 уд./ мин. больше. Секрет высокой работоспо- собности тренированного человека – в сохранении строгого ритма работы состоит в том, что мышца тренированного сердца более густо пронизана кровеносными сосудами, а поэтому в сердце лучше осуществляется пита- ние мышечной ткани и ее работоспособность успевает восстанавливаться во время кратчайших пауз сократительного цикла. Кровяное давление создаѐтся силой сокращения желудочков сердца и упругостью стенок сосудов. Оно измеряется в плечевой артерии. Различа- ют максимальное (или систолическое) давление, которое создается во вре- мя сокращения левого желудочка (систолы); и минимальное (диастоличе- ское), которое отмечается во время расслабления левого желудочка (диа- столы). Давление крови поддерживается за счет упругости стенок растяну- той аорты и других крупных артерий. В норме у человека 18–40 лет кровя- ное давление составляет 120/70 мм рт. ст. Наибольшая величина давления наблюдается в аорте. По мере удаления от сердца кровяное давление ока- зывается всѐ ниже. Самое низкое давление отмечается в венах при впаде- нии в правое предсердие. Разность давления обеспечивает непрерывный Электронный архив УГЛТУ 58 ток крови по кровеносным сосудам (в сторону пониженного давления) и называется пульсовым давлением. При физической работе происходит расширение кровеносных сосудов и снижается тонус их стенок. Умственная работа, равно как и нервно- эмоциональное напряжение, приводит к сужению сосудов, повышению то- нуса их стенок и даже к спазмам. Длительная напряженная работа, частые нервно-эмоциональные напряжения, не сбалансированные с активными движениями и физическими нагрузками, могут привести к ухудшению пи- тания важнейших органов – сердца, мозга, к стойкому повышению кровя- ного давления, которое называется гипертонической болезнью. О заболевании свидетельствует также и понижение кровяного давле- ния (гипотония) в покое, что может быть следствием ослабления деятель- ности сердечной мышцы. В результате занятий физическими упражнения- ми и спортом претерпевает изменения и кровяное давление. За счѐт более густой сети кровеносных сосудов и высокой их эластичности у спортсме- нов, как правило, максимальное давление несколько ниже нормы. Важным показателем работы сердца является количество крови, вы- талкиваемое одним желудочком сердца в сосудистое русло при одном со- кращении – систолический объѐм крови. Систолический объѐм (мл) в по- кое у нетренированных людей равен 60 мл, у тренированных – 80 мл; при интенсивной мышечной работе у нетренированных 100–130 мл, у трениро- ванных – 180–200 мл. Наибольший систолический объѐм крови наблюда- ется при ЧСС от 130 до 180 уд./мин. Отмечено, что после ЧСС 180 уд./мин. Систолический объѐм крови начинает снижаться. Вторым важным показателем является минутный объѐм крови, т.е. количество крови, выбрасываемое одним желудочком сердца в течение одной минуты. В состоянии покоя минутный объѐм крови составляет в среднем 4–6 л, а при интенсивной мышечной деятельности он повышается до 18–20 л у нетренированных людей и до 30–40 л – у тренированных. В покое полный кругооборот кровь совершает за 21–22 с, а при физи- ческой нагрузке он может составить 8 с. При малоподвижном образе жизни венозная кровь в различных частях тела или в отдельных органах под влиянием силы тяжести может скапли- ваться, происходит еѐ застой, например, в брюшной полости, в области ор- ганов малого таза при длительном сидении. |