ФИЗКУЛЬТУРА. уфимский государственный нефтяной технический университет
 Скачать 6.36 Mb.
|
|
ТЕМА 2 СОЦИАЛЬНО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АДАПТАЦИИОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА К ФИЗИЧЕСКОЙ И УМСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, ФАКТОРАМ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ Введение Социально – биологические основы физической культуры – это принципы взаимодействия социальных и биологических закономерностей в процессе овладения человеком ценностями физической культуры. Человек подчиняется биологическим закономерностям, присущим всем живым существам. Однако от представителей животного мира он отличается не только строением, но развитым мышлением, интеллектом, речью, особенностями социально-бытовых условий жизни и общественных взаимоотношений. Труд и влияние социальной среды в процессе развития человечества повлияли на биологические особенности организма современного человека и его окружение. Организм человека представляет собой сложноорганизованную, целостную систему многочисленных и тесно связанных элементов (клеток, тканей, органов, систем), строение и функции которых наследуются, но в процессе жизнедеятельности зависят и изменяются под влиянием условий внешней среды. Функциональное состояние организма определяется деятельностью всех его систем и аппаратов (М.Ф. Иваницкий, 1962). Самое большое богатство, которое есть у человека – это здоровье. Мудрость гласит: «Ничего не даётся так дёшево и не спрашивается так дорого, как здоровье». К сожалению, большинство из нас осознаёт это только тогда, когда возникают проблемы – болезни, не позволяющие жить полноценно и счастливо. И тогда мы начинаем горстями глотать таблетки, бегать по врачам и разным процедурам. Но лишь единицы задумываются над тем, что для поддержания здоровья нужно совсем немного – вести правильный образ жизни: качественно питаться, предпочтительно натуральной растительной пищей с достаточным количеством витаминов и минералов; ежедневно выполнять физические упражнения; полноценно отдыхать и не иметь вредных привычек. Всего 4 правила здорового образа жизни (ЗОЖ) могут значительно улучшить вашу жизнь.
как единая саморазвивающаяся биологическая система Организм человека развивается под влиянием наследственности, а также факторов постоянно изменяющейся внешней природной и социальной среды. Без знания строения организма человека, особенности процессов жизнедеятельности отдельных его органов, систем органов нельзя обучать, воспитывать и лечить, нельзя также обеспечить его физическое развитие и совершенствование. Познание самого себя является важным шагом в решении проблемы формирования физической культуры личности будущего специалиста, который при изучении данной темы получает возможности: - изучить особенности функционирования человеческого организма и отдельных его систем под влиянием занятий физическими упражнениями в различных условиях внешней среды; - уметь диагностировать состояние своего организма и отдельных его систем; -уметь рационально соотносить физкультурно-спортивную деятельность и индивидуальные особенности организма. Человеческий организм – сложная биологическая система. Все органы человеческого тела взаимосвязаны, находятся в постоянном взаимодействии и являются единой саморегулируемой и саморазвивающейся системой. В организме человека насчитывается более 100 триллионов клеток. Каждая клетка представляет собой одновременно: фабрику по переработке веществ, поступающих в организм; компьютер с большим объемом хранения и выдачи информации. Наиболее сложное строение имеют клетки центральной нервной системы (ЦНС) – нейроны. Их насчитывается в организме 10…15 миллиардов. Все нейроны головного мозга могут накапливать свыше 10 миллиардов единиц информации в секунду, т.е. в несколько раз больше, чем самая совершенная ЭВМ. Организм человека состоит из отдельных органов, выполняющих свойственные им функции. Различают группы органов, выполняющие совместно общие функции – это система органов. В своей функциональной деятельности системы органов связаны между собой. Многие функциональные системы в значительной степени обеспечивают двигательную деятельность человека. К ним относятся: кровеносная система, система органов дыхания, опорно-двигательная, пищеварительная системы, а также органы выделения, железы внутренней секреции, сенсорные системы, нервная система и др..
и основные физиологические функции организма Занятия физическими упражнениями и спортом вызывают в организме человека многосторонние и глубокие изменения в соответствии с общими биологическими принципами. Поэтому, естественнонаучную основу физического воспитания составляют медико-биологические науки: биология, анатомия, физиология, морфология и др.. Организм человека является целостной открытой саморегулирующейся живой системой, реагирующей на изменения внешней и внутренней среды, имеет автономную систему регуляции и управления жизненными функциями при различных ситуациях. Современная наука рассматривает организм человека как единое целое, в котором все органы находятся в тесной взаимосвязи и взаимодействии и образуют сложную саморегулирующую, саморазвивающуюся систему. Жизнедеятельность организма можно рассматривать как согласованную активность его анатомо-физиологических систем: нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, выделительной, а также опорно-двигательного аппарата. Организм может существовать только при постоянном взаимодействии с окружающей средой и обновляться за счёт такого взаимодействия. Выработанное в процессе эволюции важнейшее свойство живого организма – поддерживать постоянство внутренней среды, получило название гомеостаз. Явление гомеостаза состоит в том, что живые организмы при изменении факторов внешней и внутренней среды стремятся обеспечить оптимальные условия своего существования (температура, артериальное и осмотическое давление и т.д.). Жизнедеятельность всех частей организма человека возможна только при условии сохранения относительного физико-химического постоянства его внутренней среды, которая включает три компонента: кровь, лимфу и межтканевую жидкость. Важную роль в сохранении гомеостаза играет гуморальная и нервная регуляция функций (В.И. Ильинич, 2003; В.А.Коваленко, 2000). В процессе приспособления в животном мире создавались доминирующие нервные и гуморальные реакции, которые постепенно трансформировались в соответствующие механизмы регуляции функций организма. Нервный механизм регулирования осуществляется через нервные импульсы, идущие по определённым нервным волокнам к строго определённым органам или частям организма. Основным нервным механизмом регуляции функций является рефлекс – ответная реакция организма на раздражение, поступающее из внешней или внутренней среды. Он реализуется по рефлекторной дуге: пути, по которому идёт возбуждение от рецепторов до исполнительных органов (мышцы, железы и т.д.). Различают два вида рефлексов: а) безусловные – врождённые и б) условные – приобретённые. Нервная регуляция функций складывается из сложнейших взаимоотношений двух видов рефлексов. При любом отклонении состояния среды организм реагирует физиологической реакцией, направленной на его восстановление. Регуляция функций организма осуществляется посредством нервной системы, а также гуморальным (в том числе гормональным) путём. В обеспечении взаимодействия между органами и тканями ведущая роль принадлежит нервной регуляции: её действие в 250-300 раз выше, она всегда строго направлена к определённому эффектору и может быстро прекращаться (Д.Н. Давиденко, 2001). Гуморальный механизм регулирования осуществляется за счёт химических веществ, которые содержатся в циркулирующих в организме жидкостях (кровь, лимфа, тканевая жидкость). Выделяемые железами внутренней секреции химические вещества (гормоны), попадая в кровоток, поступают по всем органам и тканям, независимо от того, участвуют они в регуляции функций или нет. Нервная и гуморальная функции тесно взаимосвязаны и образуют единую нейрогуморальную регуляцию. При двигательной деятельности сокращаются мышцы, изменяет свою работу сердце, железы выделяют в кровь гормоны, которые, в свою очередь, оказывают усиливающее или ослабляющее действие на те же мышцы, сердце и другие органы. Основным свойством организма, как биологической системы, является саморегуляция. Под влиянием занятий физическими упражнениями и спортом в мышечной, костной, сердечно-сосудистой и других системах происходят прогрессивные морфофункциональные изменения, которые обеспечивают приспособляемость организма человека к тренировочным и соревновательным нагрузкам. Без знания закономерностей функционирования органов и систем организма, особенностей сложных процессов жизнедеятельности нельзя правильно организовать процесс физического воспитания, определить объём и интенсивность физических упражнений, обеспечить оздоровительный эффект занятий. Разберём подробнее эти изменения. 2.1 Мышечная система и её функции Мышечная система (рис. 1) человека объединяет около 400 различных мышц, которые составляют до 40% веса тела. У спортсменов этот показатель может достигать 50%. При помощи мышц осуществляется опорная роль скелета и движение человека. Они способствуют более полному дыханию и кровообращению, поддерживают внутренние органы в определённом положении, защищают их от воздействия внешней среды и т.д. Мышцы отличаются высокой работоспособностью и экономичностью. Это свойство мышц находится в прямой зависимости от умения человека расслаблять неработающие мышцы. Этой способностью, в большей мере, владеют спортсмены. Своим тонусом мышцы в значительной мере обуславливают форму и способ держания тела. Только благодаря работе мышц возможно удержание тела в вертикальном положении при наличии небольшой площади опоры. М  ышцы делятся на три вида: 1) гладкие, покрывающие стенки кровеносных сосудов и внутренних органов; 2) сердечная мышца; 3) мышцы скелета. Первые два вида мышц работают независимо от воли человека. Работа скелетной мускулатуры контролируется произвольно и осуществляется она за счёт напряжения или сокращения. Скелетная мышца состоит из различного количества мышечных волокон. При выполнении дифференцированных движений число вовлекаемых в работу мышечных волокон невелико, а при нарастании мышечных усилий их число увеличивается. Например, глазные мышцы имеют пять волокон, а мышцы туловища, нижних конечностей имеют до 200 волокон в каждой двигательной единице. Если в активную деятельность вовлекаются свыше 2/3 скелетных мышц, то такую работу называют глобальной. Если во время работы функционируют от 1/3 до 2/3 мышц, то речь идёт о региональной работе, а если меньше 1/3 – локальной мышечной работе. При возбуждении мышцы, не изменяющей длины (изометрический режим), выполняется статическая работа. Сокращение же мышцы при уменьшении её длины (изотонический режим) обеспечивает динамическую работу. Чаще всего мышцы работают в смешанном (ауксотоническом) режиме. Рис. 1 – Строение мышечной системы Мышцы при своём сокращении и напряжении развивают определённую силу, которую можно измерить. Сила отдельной мышцы зависит от количества и толщины мышечных волокон, а также от исходной её длины. Какие же из мышц имеют наибольшее значение и какие мышечные группы следует развивать в первую очередь? У разных людей сила отдельных мышечных групп различна. У людей, не занимающихся спортом, обычно лучше развиты мышцы, противодействующие силе тяжести: разгибатели спины и ног, а также сгибатели рук. У спортсменов увеличение силы отдельных мышц зависит от вида спорта. Так, у штангистов более всего развиты разгибатели рук, ног и туловища; у гимнастов – приводящие мышцы плечевого пояса; у боксёров – мышцы плечевого пояса, шеи, груди, брюшного пресса, передней поверхности бедра; у пловцов – мышцы плеча, груди, живота, боковые мышцы туловища и т.д.. Работоспособность мышц зависит от уровня кровообращения. Количество действующих капилляров в усиленно работающей мышце возрастает в 60-70 раз по сравнению с мышцей, находящейся в покое. При динамической работе мышца в кровообращении выполняет роль «насоса». Во время расслабления мышца наполняется кровью и получает кислород, а также питательные вещества. При сокращении мышцы кровь и продукты обмена выталкиваются. При статической работе мышца напряжена и непрерывно давит на кровеносные сосуды. Она не получает ни кислорода, ни питательных веществ, а использует собственные запасы гликогена, чтобы получить энергию для работы. В этих условиях продукты распада не удаляются, в мышцах накапливается молочная кислота, которая способствует быстрому развитию утомления. При статических нагрузках наряду с возрастанием объёма мышц увеличивается поверхность их прикрепления к костям, удлиняется сухожильная часть. Интенсивные метаболические процессы в мышцах способствуют увеличению количества капилляров, образующих густую сеть, что ведёт к утолщению мышечных волокон. Нагрузки динамического характера меньше, чем статические, способствуют увеличению веса и объёма мышц. В мышцах происходит удлинение мышечной части и укорочение сухожильной. Количество нервных волокон в мышцах, влияющих преимущественно на выполнение динамической функции, в 4-5 раз больше, чем в мышцах, выполняющих статическую функцию. Часть молодых людей, в т. ч. и студенты, увлекаются т.н. атлетизмом, который ставит своей целью развитие мышечной силы и рельефности мускулатуры, используя главным образом, статические упражнения. Действительно, такие упражнения помогают увеличить объёмы мышц, которые отстают в развитии, но они не развивают точности, ловкости, быстроты движений, не помогают ориентироваться и приспосабливаться к изменяющимся условиям. Кроме того, требуют больших нервных усилий, затрудняют дыхание, ограничивают возможности развития выносливости. Статические упражнения могут быть лишь дополнением к динамическим и эффективны лишь тогда, когда не превышают 1/3 общего числа упражнений. 2. 2 Костная система и её функции Костная система (рис. 2) состоит из более 200 костей, соединённых с помощью суставов в подвижные сочленения, с помощью которых могут работать мышцы. Костная ткань представляет собой сложный орган, пронизанный кровеносными и лимфатическими сосудами, нервными волокнами. Кости на 50% состоят из воды, в состав же остальной половины входят органические (12,4%) и неорганические (21,85%) вещества, а также жиры (15,75%). За весь период роста масса костного скелета увеличивается почти в 24 раза. Чем моложе организм, тем больше в его костях органических веществ и тем большей эластичностью они обладают. О  сновной частью твёрдой опоры туловища является позвоночный столб, который состоит из 24 позвонков, крестца и копчика. Шейный отдел позвоночника состоит из 7 позвонков, грудной – из 12, поясничный из 5, крестцовый из 5 и копчиковый из 4 или 5. Позвоночный столб имеет естественные изгибы: шейный и поясничный лордоз, грудной и крестцовый кифоз, которые выполняют роль амортизаторов. Занятия физическими упражнениями способствуют выработке более высоких механических свойств костей. Под влиянием упражнений кости развиваются, делаются крупнее, прочнее и тяжелее, богаче кальцием. Прочность костей, особенно тех, которые выдерживают большую физическую нагрузку, можно проследить на примере бедренной и большой берцовой костей. Бедренная кость может выдержать нагрузку до 1500 кг, а вторая – до 1800 кг. Кости соединяются с помощью суставов, главная функция которых – выполнение движений. Каждый сустав заключён в суставную сумку, укреплённую связками. 2. 3 Сердечно-сосудистая система Сердечно-сосудистая система обеспечивает циркуляцию крови в организме. Кровь транспортирует: а) питательные вещества; б) кислород к клеткам и конечные продукты обмена от них; в) выполняет регуляторную функцию, осуществляя Рис. 2 – Костная система перенос гормонов и других физиологически активных веществ, воздействующих на различные органы и ткани. Объём крови в организме составляет 4-6л, что составляет 7-8% от веса тела. В покое 40-50% крови выключается из кровообращения и находится в кровяных депо: печень, селезёнка, сосуды кожи, мышцы, лёгкие. В случае необходимости запасной объём крови включается в кровообращение. Существует чёткая связь между видом спорта, которым занимается человек, и объёмом его сердца. У здоровых мужчин, не занимающихся спортом, объём сердца в среднем равен 760 куб.см., у лыжников, бегунов на средние и длинные дистанции, пловцов он увеличивается до 1200 куб. см. У гимнастов объём сердца равен 790 куб. см., боксёров – 910 куб. см. У женщин-спортсменок он меньше на 200-300 куб. см. Движение крови по сосудам происходит под воздействием разности давления в артериях и венах по замкнутым кругам: большому и малому. В артериях кровь, насыщенная кислородом, движется от сердца, а в венах кровь, насыщенная углекислотой, движется к сердцу. Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка и заканчивается, возвращая венозную кровь, в правом предсердии. Весь путь кровь по большому кругу проходит за 23 секунды. От правого желудочка начинается малый круг, который заканчивается в левом предсердии. Кровь малого круга в лёгких насыщается кислородом и отдаёт углекислоту.  Сердце (рис. 3) – главный орган кровеносной системы, является полым органом, состоящим из двух предсердий и двух желудочков. Сердце заключено в сумку, предохраняющую его от чрезмерного растяжения. Ритмически сокращаясь, сердце обеспечивает кровообращение в организме. Каждое сокращение имеет 3 фазы: 1-я фаза – сокращение (систола) предсердий – кровь выталкивается в желудочки; 2-я фаза – систола желудочков – кровь выталкивается в аорту (предсердия расслаблены – диастола); 3-я фаза – пауза, когда предсердия и желудочки отдыхают одновременно (диастола). Общая продолжительность цикла – 0,8 с: систола – 0,39 с., диастола – 0,39 с., пауза – 0,02 с. Рис. 3 – строение сердца Такой режим работы даёт возможность сердечной мышце восстанавливать затрачиваемую на сокращение энергию. Ритмические выталкивания левым желудочком крови в аорту вызывают пульсацию артерий. В норме у взрослого мужчины частота сердечных сокращений (ЧСС) в покое равна примерно 70 ударов в минуту. У женщин обычно этот показатель в среднем на 2-5 ударов больше. Сердце тренированного человека сокращается 50-60 раз в минуту, а у пловцов, бегунов, гребцов, лыжников может доходить до 35-40 ударов в минуту. За одно сокращение сердце выталкивает в аорту около 60 мл крови (систолический объём), а за одну минуту в покое – около 5 л крови (минутный объём). Для тренированного сердца систолический объём составляет около 120 мл, а минутный, по мере увеличения нагрузки, может достигнуть 30-40 л. При умеренной нагрузке у нетренированных людей возрастающая потребность работающих органов в крови обеспечивается, главным образом, за счёт увеличения ЧСС, а у тренированных – благодаря увеличению систолического и минутного объёма крови, т.е. за счёт более эффективной работы миокарда. Наибольший систолический объём наблюдается при ЧСС от 130 до 180 ударов в минуту. При ЧСС выше 180 уд/мин систолический объём начинает снижаться. Поэтому наилучший тренировочный эффект достигается при физических нагрузках с ЧСС в диапазоне 150-180 ударов в минуту. |