Физиологические процессы происходящие в организме спортсмена во время мертвой точки и второго дыхания

     Наряду  с имеющими ведущее значение рефлекторными изменениями при работе вступает в действие целый ряд местных и гуморальных механизмов, также способствующих улучшению функций организма. Например, при сокращении мышц в них увеличивается количество ряда продуктов обмена веществ (аденозин, гистамин, углекислота и др.), вызывающих расширение сосудов этих мышц. Расширению сосудов способствует также повышение температуры в этих мышцах. Вследствие же расширения сосудов через работающие мышцы, при прочих равных условиях, протекает значительно большее количество крови, чем через неработающие.

     Примером  гуморальной регуляции функций  сердца, сосудов, кишечника, мышц и т. д. при врабатывании могут служить изменения их деятельности при увеличении секреции адреналина [3]. 

1.2 Особенности кровообращения и изменений морфологического

состава крови во время мышечной работы при врабатывании 

     Деятельность  сердечно-сосудистой системы при врабатывании варьирует весьма значительно. Если при относительно легких видах физической работы сердечная деятельность не претерпевает резких изменений, то при беге, преодолении полосы препятствий и т. д., безусловно- и условнорефлекторным путем в деятельности сердечно-сосудистой системы происходят весьма значительные сдвиги: пульс учащается с 60 — 70 до 120 — 200 и более ударов в минуту, а систолический объем сердца увеличивается с 60 до 120 мл и более; минутный объем вместо 3 — 5 л в покое достигает 10 — 20 — 30 и более литров в минуту; максимальное артериальное кровяное давление увеличивается со 100 — 120 мм рт. ст. до 130 — 150 мм и более.

     Мышечная  работа, особенно длительная, может вызвать значительные изменения состава крови. Во время врабатывания количество эритроцитов в крови несколько увеличивается. Но особенно характерные изменения при мышечной работе наблюдаются в составе белых кровяных телец. Миогенный (т. е. вызванный самой мышечной работой) лейкоцитоз в зависимости от степени и характера изменений в составе белых кровяных телец характеризуется 3 фазами — лимфоцитарной, нейтрофильной и «интоксикационной».

     Лимфоцитарная фаза, возникающая после кратковременных  физических напряжений, проявляется  в некотором увеличении общего количества лейкоцитов (до 8 — 10 тысяч) и в относительном увеличении процента лимфоцитов.

     Нейтрофильная фаза, возникающая после более  длительных физических упражнений, характеризуется увеличением общего, количества белых кровяных телец до 12 — 16 тысяч в 1 мм³, увеличением процентного содержания палочкоядерных нейтрофилов и уменьшением процентного содержания лимфоцитов и эозинофилов.

     Интоксикационная фаза, наблюдаемая после значительных и длительных физических напряжений, бывает двух типов – тип регенеративный и дегенеративный. Регенеративный тип интоксикационной фазы характеризуется резким увеличением количества белых кровяных телец (до 40—50 тысяч в 1 мм³), причем процент лимфоцитов становится ниже 10, количество эозинофилов падает до 0, среди же нейтрофилов резко возрастает процент юных и палочкоядерных форм. При дегенеративном типе общее число белых кровяных телец, особенно лимфоцитов, падает, происходит выраженный сдвиг влево нейтрофилов, с дегенерированными формами лейкоцитов, причем в их составе появляются промиэлоциты и лейкобласты [9]. 

1.3 Особенности дыхания во время мышечной работы при врабатывании 

     В связи с изменениями величины и характера работы соответственно изменяется и дыхание. Безусловные и условные рефлексы, регулирующие деятельность дыхательного аппарата, способствуют усилению функций дыхания при увеличении физической нагрузки и уменьшению при снижении ее.

     Мышечная  работа вызывает многократное (в 15—20 раз) увеличение объема легочной вентиляции. У спортсменов, тренирующихся преимущественно  на выносливость, минутный объем легочной вентиляции достигает 130—150 л/мин и более, у нетренированных людей увеличение легочной вентиляции при работе является результатом учащения дыхания. У спортсменов при высокой частоте дыхания растет и глубина дыхания. Это наиболее рациональный способ срочной адаптации дыхательного аппарата к нагрузке. Глубокое дыхание сопровождается уменьшением относительного объема так называемого вредного пространства (участков дыхательных путей, в которых не происходит газообмена).

     Достижение  предельных величин легочной вентиляции, что свойственно высококвалифицированным  спортсменам, является результатом  высокой согласованности актов  с сокращением дыхательных мышц, а также с движениями в пространстве и во времени: расстройство координации в работе дыхательных мышц нарушает ритм дыхания и приводит к ухудшению легочной вентиляции.

     Решающая  роль в нарастании объема легочной вентиляции в начале работы принадлежит нейрогенным механизмам. Мощная восходящая проприоцептивная импульсация от сокращающихся скелетных мышц, а также нисходящие нервные импульсы из двигательных зон коры полушарий большого мозга стимулируют дыхательный центр. Дыхание учащается, объем легочной вентиляции растет значительно быстрее, чем идет накопление Н-ионов и повышение напряжения СО₂ в крови.

     Гуморальные факторы регуляции включаются позже, при продолжающейся работе и достижении адекватных ей величин легочной вентиляции. Регуляторная роль СО₂ проявляется в поддержании необходимой частоты дыхания и установлении необходимого соответствия легочной вентиляции величине физической нагрузки.

     Систематическая мышечная деятельность сопровождается увеличением силы дыхательной мускулатуры. Отчетливо растет мощность дыхательных движений. Скорость движения воздушной струи у спортсменов достигает 7—7,5 л/с на вдохе и 5—6 л/с на выдохе. У нетренированных людей мощность вдоха не превышает 5—5,5 л/с, выдоха — 5 л/с.

     Важным  физиологическим механизмом повышения  эффективности внешнего дыхания является закрепление условнорефлекторных связей, обеспечивающих согласование дыхания с длительностью выполнения отдельных частей целостного акта (например, при плавании). В этом отчетливо проявляется системный характер управления физиологическими функциями. В сформировавшейся и закрепленной условнорефлекторным путем системе управления специализированной двигательной функцией оказываются запрограммированными наиболее эффективные способы кислородного обеспечения мышечной деятельности.

     При выполнении упражнений с малыми энергетическими затратами — ходьба по ровной местности со скоростью 4 км в час, гребля со скоростью 50 м в 1 мин., езда на велосипеде со скоростью 3—7 км в час и т. д. (т. е. менее 3 ккал в 1 мин. для человека весом 60 кг) — объем легочной вентиляции у здоровых людей обычно не превышает 10 л. При работах со средними энергетическими тратами (от 3 до 5 ккал в минуту), к которым можно отнести некоторые физические упражнения умеренной интенсивности, например ходьбу со скоростью 6 км в час, греблю со скоростью 70 м в минуту, плавание со скоростью 20 м в 1 мин., езду на велосипеде со скоростью до 10 км в час, езду верхом походным шагом и т. д., величина легочной вентиляции увеличивается до 11—20 л в минуту. При работе со значительными энергетическими затратами (от 6 до 10 ккал в 1 мин.), например при гимнастических упражнениях, фехтовании, плавании со скоростью 30—40 м в минуту, борьбе, боксе, верховой езде галопом и т. д., легочная вентиляция достигает 21—30 л в минуту. Наконец, при работе с весьма значительными энергетическими тратами (превышающими 10 ккал в 1 мин.) — бег со скоростью свыше 200 м в минуту, плавание свыше 60 м в минуту, ходьба в гору, ходьба на лыжах со скоростью свыше 12 км в час и т. д. — это увеличение может доходить до 40 л и больше, достигая при особенно высоких степенях скорости передвижения, например, при беге, плавании, беге на лыжах и т. д., до 60—100 и более литров в минуту. Такое увеличение легочной вентиляции, которое имеет место при работах со значительными и весьма значительными энергетическими затратами, может быть только у тренированных лиц с хорошо развитой дыхательной мускулатурой и с совершенной координацией деятельности дыхательных мышц [8].

     Следует указать, что одна и та же степень  интенсивности мышечной деятельности при выполнении спортивных упражнений может характеризоваться различной  величиной объема легочной вентиляции. Это объясняется тем, что при (выполнении многих спортивных упражнений деятельность дыхательного аппарата не только не ограничивается, но даже облегчается благодаря движениям верхних конечностей и туловища, способствующим то расширению, то уменьшению объема грудной клетки (при плавании, гребле и т. д.).

     При выполнении же некоторых упражнений экскурсии грудной клетки могут  значительно ограничиваться. Например, при фехтовании и борьбе имеется  необходимость сохранять положение тела, при котором экскурсии грудной клетки несколько ограничиваются. Это не дает возможности увеличивать объем легочной вентиляции в той степени, какая имеет место, например, при плавании или гребле.

     При передвижениях путем переползания или в согнутом положении экскурсии  грудной клетки также ограничиваются. Вследствие этого, несмотря на наличие  факторов, способствующих увеличению легочной вентиляции (повышение продукции углекислоты в тканях и увеличение количества ее в альвеолярном воздухе и в артериальной крови), последняя нарастает меньше, чем в условиях свободного движения грудной клетки. В ряде случаев недостаточная глубина дыхания в известной мере компенсируется учащением дыхания.

     Уменьшение  экскурсий грудной клетки при выполнении работы большой интенсивности, ограничивая объем легочной вентиляции, способствует увеличению кислородной задолженности организма. На больших высотах легочная вентиляция значительно увеличивается в результате повышения возбудимости дыхательного центра недостатком кислорода.

     Исходя  из требований, предъявляемых к дыхательному аппарату при интенсивной деятельности в условиях ограничения движений грудной клетки и диафрагмы (борьба, переползание, высокогорные восхождения и т. д.), развитие дыхательной мускулатуры средствами физической культуры приобретает большое практическое значение [13]. 

1.4 Поглощение кислорода  во время мышечной работы при врабатывании 

     Работа, совершаемая мышцами, является результатом возникшего под влиянием нервных импульсов освобождения энергии химических веществ, содержащихся в мышечной ткани. Как известно, биохимические реакции, текущие при мышечном сокращении, разделяются на анаэробные и аэробные. В основе тех и других реакций лежат окислительно-восстановительные процессы.

     Мышечное  сокращение возникает в связи  с анаэробным распадом аденозинтрифосфорной кислоты, что непосредственно и  обеспечивает необходимой энергией мышечное сокращение.

     Одновременно протекают также анаэробные процессы распада креатинфосфорной кислоты и гликогена. Затем при восстановлении распавшихся веществ в аэробной (окислительной) фазе процесса расходуются значительные количества кислорода, приносимого кровью. За счет энергии, образовавшейся при окислительном распаде примерно одной пятой части молочной кислоты, получившейся при разложении углеводов, происходит восстановление (ресинтез) остальных четырех пятых ее в гликоген мышц. Значительная часть кислорода идет на окислительный ресинтез разложившейся при мышечном сокращении креатинфосфорной кислоты.

     Исходя  из этого, количество кислорода, которое  необходимо для окисления оставшейся после работы молочной кислоты (лактатная часть) и расходуемого при окислительном восстановлении креатинфосфорной кислоты (фосфатная часть), получило название кислородного долга. В основе всякого мышечного сокращения лежат названные биохимические процессы, дающие энергию сократительному акту.

     Растущая интенсивность совершаемой работы обеспечивается возникающими под влиянием воздействий нервной системы увеличенными энергетическими тратами и, следовательно, ростом кислородного потребления. Таким образом, мышечная работа всегда связана с окислительными процессами, с поглощением кислорода. При этом, чем интенсивнее мышечная работа, чем больше мышечных групп вовлечено в работу, тем больше потребность организма в кислороде.

     Количество  кислорода, необходимого для окислительных  процессов при данной работе, называется кислородным запросом.

     При работе относительно небольшой интенсивности (умеренной, средней) кислородное потребление полностью покрывает кислородный запрос. Во время врабатывания кислородное потребление возмещает только часть кислородного запроса, и в организме начинает образовываться кислородный долг, который выражает собою разность между кислородным запросом и потреблением кислорода во время работы [11]. 

1.5 Особенности пищеварительных функций во время мышечной работы при врабатывании 

     Физические  упражнения небольшой интенсивности существенно не влияют на пищеварительные процессы. Однако при мышечной работе значительной интенсивности в деятельности пищеварительных желез отмечаются явления угнетения.