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.
|
|
2.5.4. «Мышечный насос» После прохождения через капилляры кровь попадает в вены и по ним возвращается к сердцу. Движение крови по венам затруднено по причине их удалѐнности от сердца и падения в них кровяного давления, а также в большинстве случаев кровь движется по венам вверх против силы тяжести. Электронный архив УГЛТУ 59 В венах имеются клапаны, обеспечивающие движение крови только по направлению к сердцу. Движению крови по венам способствует деятельность окружающих мышц («мышечный насос»). «Мышечный насос» – физиологическое поня- тие, связанное с мышечной функцией и еѐ влиянием на собственное крово- снабжение, механизм принудительного продвижения венозной крови к сердцу с преодолением сил гравитации под воздействием ритмических со- кращения и расслабления скелетных мышц. Когда участок вены между двумя клапанами наполнен кровью, со- кращение расположенных рядом с ним мышц, сопровождаемое их утол- щением, сдавливает вену и проталкивает порцию крови вверх, к сердцу, так как движению крови вниз в противоположную от сердца сторону, пре- пятствует закрывшийся клапан. При последующем расслаблении мышц данный участок вены расправляется и засасывает снизу через открывший- ся клапан новую порцию крови. Сверху участок вены перекрывается кла- паном, и кровь в обратном направлении не поступает в данный участок ве- ны. 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 в обеспечении циркуляции крови в сосудистой системе. Чем чаще мышцы сокращаются и расслабляются, чем полнее их со- кращение и расслабление, тем большую помощь сердцу оказывает «мы- шечный насос». Особенно эффективно он работает при ходьбе, беге, беге на лыжах и коньках. «Мышечный насос» способствует более быстрому от- дыху сердца после интенсивной мышечной работы. 2.6. Дыхательная система Дыхание – комплекс физиологических процессов, осуществляемый дыхательным аппаратом и системой кровообращения, обеспечивающий питание тканей организма кислородом и выведение из них углекислого га- за. Различают внешнее (легочное) и внутриклеточное (тканевое) дыхание. Внешним дыханием называется обмен воздухом между легкими и окру- жающей средой, внутриклеточным – обмен кислородом и углекислым га- зом между кровью и клетками тела. Переход кислорода и углекислого газа из одной среды в другую про- исходит по законам диффузии – под воздействием разницы парциального давления этих газов в сторону из среды с большим в среду с меньшим пар- циальным давлением. Дыхательную систему человека составляют: воздухоносные пути: носовая полость, носовая часть глотки, гортань, трахея, бронхи, которые ветвятся на более мелкие бронхиолы, заканчиваю- Электронный архив УГЛТУ 60 щиеся альвеолами (легочными пузырьками). Стенки альвеол густо перепле- тены сетью капиллярных кровеносных сосудов, через стенки которых проис- ходит насыщение крови кислородом и удаление из нее углекислого газа; лѐгкие – пассивная эластичная ткань, в которой насчитывается от 200 до 600 млн. альвеол, в зависимости от роста человека; грудная клетка – герметически закрытая полость; плевра – пленка из специфической ткани, которая покрывает лѐгкие снаружи и грудную клетку изнутри. Между этими двумя листами плевры образуется герметично закрытая плевральная полость; дыхательные мышцы – межреберные, диафрагма и ряд других мышц, принимающих участие в дыхательных движениях, но имеющих иные основные функции. Дыхательная система человеческого организма выполняет важней- шую функцию – газообмен, без которого невозможны жизнь, ибо превра- щение энергии в организме происходит в результате окислительного рас- пада питательных веществ с участием кислорода. Удаление углекислого газа – одного из конечных продуктов дыхательного обмена – ещѐ одна важная функция газообмена. Перенос кислорода в организме включает следующие этапы: лѐгочное (внешнее) дыхание – поступление кислорода в альвеолы (лѐгочная вентиляция) и диффузия кислорода из альвеол в кровь капилля- ров малого круга; транспорт кислорода кровеносной системой; тканевое дыхание – диффузия кислорода из капилляров в ткани. Удаление и выведение углекислого газа из организма происходит в обратном порядке. Общая поверхность лѐгочных пузырьков очень велика. Она в 50 раз превышает поверхность кожи тела человека, составляя более 100 кв. м. Во время мышечной работы увеличивается газообмен, усиливаются функции органов дыхания и кровообращения. Их совместная работа по га- зообмену оценивается: частотой дыхания (ЧД), дыхательным объѐмом, лѐ- гочной вентиляцией, ЖЕЛ, кислородным долгом и суммарным запросом потребления кислорода. Средняя частота дыхания составляет 14–16 циклов в минуту. Дыхательный цикл – это вдох, выдох и пауза. У спортсменов частота дыхания может снижаться до 8–10 циклов/мин за счѐт увеличения глубины дыхания. У женщин частота дыхания на 1–2 цикла больше, чем у мужчин. При больших физических нагрузках частота дыхания увеличивается и мо- жет составлять, например, у лыжников и бегунов 25–28 циклов, у вальщи- ков леса 32–36, у пловцов – 36–45 циклов в минуту. Дыхательный объѐм – количество воздуха, проходящее через лѐгкие при одном дыхательном цикле. Величина дыхательного объема находится в прямой зависимости от степени тренированности к физическим нагруз- Электронный архив УГЛТУ 61 кам, пола и возраста и колеблется в состоянии покоя от 350 мл (у нетрени- рованных) и до 800 мл и более – у тренированных. При интенсивной мы- шечной работе он может увеличиваться до 2500 мл. Резервный объѐм вдоха – количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после нормального вдоха. Резервный объѐм выдоха – количество воздуха, которое человек мо- жет выдохнуть после спокойного выдоха. Остаточный объѐм – количество воздуха, остающегося в лѐгких по- сле максимального выдоха. Резерв вдоха – максимальное количество воздуха, которое человек может вдохнуть после спокойного выдоха. Функциональная остаточная ѐмкость – количество воздуха, остаю- щееся в лѐгких после спокойного выдоха. Общая ѐмкость лѐгких – количество воздуха, содержащееся в лѐгких на высоте максимального вдоха. Общая ѐмкость лѐгких равна сумме ЖЕЛ и остаточного объема. Лѐгочные объѐмы измеряются с помощью спирометра. Лѐгочная вентиляция – объѐм воздуха, который проходит через лѐгкие за 1 минуту. Величина лѐгочной вентиляции определяется умножением дыхательного объѐма на частоту дыхания. Лѐгочная вентиляция в покое составляет 5–9 л. При интенсивной физической работе у квалифицирован- ных спортсменов она может достигать больших величин, например, при дыхательном объѐме 2,5 л и частоте дыхания 45 циклов в минуту лѐгочная вентиляция составит 112,5 л, т.е. увеличится в 15 раз по сравнению с со- стоянием покоя. Кислородный запрос – количество кислорода, необходимого организму в 1 мин для окислительных процессов в покое или для обеспечения работы различной интенсивности. В покое для обеспечения процессов жизнедея- тельности организму требуется 250–300 мл кислорода. При беге на 5 км, например, кислородный запрос увеличивается в 20 раз и становится равным 5–6 л. При беге на 100 м за 12 с при пересчѐте 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 использо- ванного организмом в покое или при выполнении какой-либо работы за 1 мин. В состоянии покоя человек потребляет 250–300 мл кислорода в минуту. Общие энергетические ресурсы организма определяются объѐмом аэробной и анаэробной производительности – объѐмом потребляемого кислорода. Максимальное потребление кислорода (МПК) является важным крите- рием функционального состояния органов дыхания и кровообращения. У незанимающихся физическими упражнениями и спортом МПК находится на уровне 2–3,5 л/мин., у спортсменов высокого класса, особенно занимаю- щихся циклическими видами спорта, максимальное потребление кислорода может достигать 6–7 л/мин. И более у мужчин, у женщин – 4 л/мин. Электронный архив УГЛТУ 62 Абсолютная величина максимального потребления кислорода зависит от массы тела, поэтому для более точного определения высчитывается от- носительное значение МПК в расчете на 1 кг массы тела. Для сохранения здоровья человек должен обладать способностью по- треблять кислород на 1 кг массы тела как минимум 42 мл (для женщин) и не менее 50 мл/кг – для мужчин. У высококвалифицированных спортсме- нов величина МПК может составлять 80–90 мл/кг. Способность организма к максимальному потреблению кислорода за- висит от возраста, пола, состояния сердечно-сосудистой и дыхательной си- стем, от активности протекания обменных процессов и находится в прямой зависимости от степени физической тренированности. По проценту по- требления кислорода и использованием ЧСС можно регулировать интен- сивность тренировочных нагрузок. Подобное сочетание может быть широ- ко использовано для улучшения функций различных органов и систем у лиц разного возраста, а также для повышения уровня тренированности спортсмена. Аэробная производительность измеряется максимальным потреблени- ем кислорода во время испытания нагрузкой. Анаэробная производитель- ность измеряется объемом максимального кислородного долга. Кислородный долг – количество кислорода, необходимое для окисле- ния продуктов обмена веществ, накопившихся при физической работе. При продолжительной и интенсивной работе возникает суммарный кисло- родный долг, который ликвидируется после окончания работы. Величина максимально возможного суммарного кислородного долга имеет предел (потолок). У нетренированных людей он находится в пределах 10 л, у тре- нированных может достигать 20 л и более. Кислородный долг возникает в том случае, когда кислородный запрос человека выше потолка потребления кислорода. Например, при беге на ди- станцию 5000 м (при пробегании спортсменом этой дистанции за 14 мин) кислородный запрос составляет 7 л/мин, потолок потребления кислорода у данного спортсмена равен 5,3 л/мин. Следовательно, кислородный долг, воз- никающий в организме каждую минуту, составляет 1,7л (7л – 5,3л = 1,7л). Наряду с мощностью энергетических систем для оценки здоровья большое значение имеет показатель экономизации расходования энергии. При физических нагрузках она зависит от координации двигательных дей- ствий, т.е. техники исполнения движений. В результате тренировки повы- шается техническое совершенство, культура движений и эффективность физиологических затрат. Средняя величина жизненной ѐмкости лѐгких (ЖЕЛ) составляет у мужчин 3800–4200 мл, у женщин – 3000–3500 мл. У людей, занимающихся физической культурой и спортом, ЖЕЛ выше, чем у незанимающихся и может достигать 6500–7000 мл у мужчин и 4500–5000 мл – у женщин. Как правило, у женщин ЖЕЛ на 20 – 25 % меньше, чем у мужчин. Так, напри- Электронный архив УГЛТУ 63 мер, у «среднего» взрослого здорового мужчины в возрасте 20–30 лет ЖЕЛ составляет 4,8 л, у женщины – 3,6 л, в возрасте 50–60 лет соответственно 3,8 и 3,0 л. У людей с недостаточным физическим развитием или имеющих от- клонения в состоянии здоровья жизненная ѐмкость лѐгких значительно ниже. Помимо основной функции – газообмена в лѐгких – дыхательная си- стема у человека участвует и в создании звуков речи. Различают неречевое (нормальное) и речевое дыхание. Особенность речевого дыхания состоит в том, что оно должно одновременно обеспечивать как легочный газообмен, так и создание звуков речи. Во время речевого дыхания большое значение приобретает регулирующее влияние коры больших полушарий головного мозга. В это время дыхательный центр всецело находится под еѐ контро- лем. При нормальном дыхании объѐм воздуха составляет в среднем 500 мл, а при речевом – 1000 мл, при пении он может достигать 2000–3000 мл. При нормальном дыхании вдох и выдох по длительности почти равны (отношение длительности вдоха к длительности выдоха составляет от 1:1 до 1:1,5). При речевом дыхании это отношение колеблется от 1:10 до 1:40, т.е. длительность выдоха резко увеличивается (Ю.Н. Чусов, 1981). Человек может до некоторой степени произвольно управлять дыха- тельными движениями: задерживать дыхание или усиливать его, изменять при мышечной работе, во время произношения речи или пения. Произ- вольную регуляцию дыхания осуществляет при этом кора больших полу- шарий головного мозга. Некоторое представление о способности организма противостоять не- достатку кислорода можно получить по результатам тестов с задержкой дыхания. Наиболее эффективно функцию дыхания развивают физические упражнения с включением в работу большого количества мышечных групп в условиях чистого воздуха (плавание, гребля, лыжный спорт, бег и др.). Систематические занятия физическими упражнениями не только сти- мулируют развитие сердечно-сосудистой и дыхательной систем, но и спо- собствуют значительному повышению уровня потребления кислорода. В этом заключается фундамент активности, здоровья и устойчивости орга- низма человека к неблагоприятным факторам. 2.7. Двигательная активность и функции пищеварения, выделения, терморегуляции, желѐз внутренней секреции Сложная и многогранная жизнь человека связана с расходованием веществ и энергии, поэтому человек (как и другие животные) нуждается в постоянном введении в организм веществ, которые обеспечивают его энергетические и пластические потребности. Электронный архив УГЛТУ 64 Пищеварительная система человека состоит из ротовой полости, глотки, слюнных желѐз, пищевода, желудка, тонкого и толстого кишечни- ка, поджелудочной железы, печени, желчевыводящих путей и желчного пузыря. Она осуществляет механическую и химическую обработку пищи, расщепление пищевых веществ до простых составляющих; всасывание пе- реработанных и выделение непереработанных ингредиентов. Вместе с тем органы пищеварения выполняют важнейшую защитную функцию, преду- преждая проникновение во внутреннюю среду чужеродных веществ. Систематические и оптимальные по интенсивности и длительности фи- зические нагрузки стимулируют обмен веществ и функцию органов пище- варения. С другой стороны, переваривание пищи, особенно обильной, отри- цательно влияет на двигательную деятельность. Наблюдаемые после приѐма пищи возбуждение пищевых нервных центров и отток крови от мышц к ор- ганам брюшной полости снижает эффективность умственной и мышечной работы. Кроме того, наполненный желудок приподнимает диафрагму, что затрудняет деятельность органов дыхания и кровообращения. Именно по- этому приѐм пищи следует производить в оптимальных количествах за 2– 2,5 часа до физических нагрузок и не ранее, чем через 0,5–1 часа после неѐ. Систематическая физическая тренировка, повышая обмен веществ и энергии, увеличивает потребность организма в питательных веществах, стимулирует выделение пищеварительных соков, активизирует перисталь- тику кишечника и тем самым повышает эффективность процессов пищева- рения. Однако положительное влияние мышечной работы на работу желу- дочно-кишечного тракта наблюдается не всегда. При напряжѐнной мы- шечной работе происходит торможение пищевых центров в ЦНС, умень- шается кровоснабжение органов пищеварения и пищеварительных желѐз. При физической работе повышается функция выделительных систем. Важную роль играют почки, потовые железы и лѐгкие. При больших физи- ческих нагрузках потовые железы и лѐгкие, увеличивая активность выде- лительной функции, значительно помогают почкам в выводе из организма продуктов распада, образующихся при интенсивно протекающих процес- сах обмена веществ. Выполнение физических упражнений активизирует систему терморе- гуляции. При интенсивных физических нагрузках температура тела повы- шается на 1–1,5 0 С, что способствует более эффективному протеканию в тканях окислительно-восстановительных процессов и повышению работо- способности организма. Повышение температуры тела при физических нагрузках до 38–38,5 0 С у нетренированного человека может привести к тепловому удару (В.А. Коваленко, 2000). При физической работе у тренированных людей отмечается повыше- ние активности желѐз внутренней секреции – гипофиза, надпочечников, щитовидной и поджелудочной желѐз. Это положительно сказывается на процессе обмена веществ и восстановлении организма после утомления. Электронный архив УГЛТУ 65 2.8. Опорно-двигательный аппарат 2.8.1. Кости, суставы и двигательная активность Опорно-двигательный аппарат человека состоит из костей, связок, мышц, мышечных сухожилий. Большинство сочленяющихся костей, со- единяются между собой связками и мышечными сухожилиями и образуют суставы (конечности, позвоночника и др.), которые обеспечивают движе- ния. У людей с ограниченной двигательной активностью, сочетающейся при некоторых формах труда с необходимостью длительно поддерживать определенную позу, возникают значительные изменения костной, хряще- вой ткани, что особенно неблагоприятно отражается на состоянии позво- ночного столба и межпозвоночных дисков. Отсутствие двигательной ак- тивности мышц, окружающих кости, приводит к нарушению обмена ве- ществ в костной ткани и потере их прочности. Отсюда плохая осанка, уз- кие плечи, впалая грудь и т.д., что отрицательно сказывается на функцио- нальном состоянии внутренних органов. Занятия физическими упражнениями и спортом увеличивают проч- ность костной ткани, способствуют более прочному прикреплению к ко- стям мышечных сухожилий, укрепляют позвоночник, ликвидируют в нем нежелательные искривления, способствуют расширению грудной клетки и выработке хорошей осанки. Суставы при систематических занятиях физическими упражнениями и спортом развиваются, повышается эластичность связок и мышечных су- хожилий, увеличивается гибкость. Систематическая физическая трениров- ка увеличивает силу мышц за счѐт роста количества и утолщения мышеч- ных волокон и за счѐт увеличения их эластичности. Различают поперечно- полосатую (скелетные мышцы), гладкую (выстилает внутренние органы) и сердечную мышечную ткань. Известно, что мышцы в ответ на раздражение отвечают движением. При этом если скелетные мышцы можно заставить работать произвольно, то гладкие и «сердечные» не подчиняются прямому волевому воздействию человека, поэтому сокращения этой мускулатуры непроизвольны. Учѐные разделяют работу скелетных мышц на динамическую и стати- ческую. Когда скелетные мышцы производят перемещение тела или его частей в пространстве, то говорят о динамической мышечной деятельно- сти, или о динамической работе. Если же сокращения мышц направлены на поддержание позы или противодействие внешним силам, то говорят о статической мышечной деятельности (статическое напряжение). Главная функция суставов – осуществление движения. Вместе с тем они играют роль своеобразных тормозов, гасящих инерцию движения и позволяющих производить мгновенную остановку после быстрого движе- ния и прыжков. Суставы при систематических занятиях физическими Электронный архив УГЛТУ 66 упражнениями и спортом развиваются, повышается эластичность их свя- зок и мышечных сухожилий, увеличивается гибкость. Отсутствие доста- точной ежедневной двигательной активности приводит к разрыхлению су- ставного хряща и изменению суставных поверхностей сочленяющихся ко- стей, к появлению болевых ощущений, созданию условий для образования в них воспалительных процессов и к другим нежелательным изменениям. Сниженная двигательная активность современного человека (гиподи- намия) порождена особыми условиями жизни современного цивилизован- ного общества – механизацией и автоматизацией производства, ростом удельного веса умственного труда, развитием транспорта, пользованием лифтом, долгим просиживанием у телеэкрана, компьютера и т.д. Достиже- ния современной цивилизации обрекают человека на постоянный «мы- шечный голод», лишая его возможности физической деятельности, столь необходимой для нормальной жизнедеятельности и здоровья. Понижение двигательной активности оказывает неблагоприятное вли- яние на все органы и системы человеческого организма. При этом в орга- низме человека возникают существенные изменения со стороны основных жизненно важных систем (преимущественно центральной нервной системы, кровообращения, опорно-двигательного аппарата, обменных процессов). Гиподинамия приводит к тому, что в условиях функциональной нагрузки снижается снабжение кислородом сердечной мышцы–миокарда. В норме повышенная потребность сердечной мышцы в кислороде компенсируется быстрым расширением коронарных сосудов. Если же эти сосуды не подго- товлены, то даже умеренная нагрузка оказывается непосильной для мышцы сердца. Любая неблагоприятная обстановка, требующая возрастания актив- ности сердца, грозит для нетренированного человека нарушением обмена веществ в его сердечной мышце и может привести к инфаркту. Преодолеть неблагоприятные сдвиги в организме, вызванные гиподи- намией, можно исключительно с помощью рациональной организации двигательного режима, поскольку он обеспечивает необходимый уровень и направленность обмена веществ и энергии; соответствующий уровень ре- акций на воздействие факторов внутренней и внешней среды. |