Социально-биологические основы физической культуры

Гуморальная регуляция осуществляется с помощью биологически активных химических веществ, вырабатываемых в организме. Многие из этих веществ оказывают значительное физиологическое действие даже в очень малых концентрациях. Часть этих веществ очень быстро разрушается, действие других биологически активных веществ более продолжительное.

В организме имеются специальные органы — железы, вырабатывающие биологически активные вещества. Существует два типа желез. Одни имеют протоки, через которые вещества выделяются в полости тела, органов или на поверхность кожи. Их называют железами внешней секреции. Это слезные, потовые, слюнные железы, железы желудка и др.

Железы, не имеющие специальных протоков и выделяющие вещества в протекающую через них кровь, называют железами внутренней секреции. К ним относятся гипофиз, щитовидная и вилочковая железы, надпочечники и другие железы.

Биологически активные вещества, выделяемые железами внутренней секреции, называют гормонами. Гормоны разносятся кровью по всему организму и оказывают влияние на функции многих систем органов и на жизнедеятельность организма в целом. Гормоны регулируют процессы обмена веществ, роста и развития.

Работа всех желез внутренней секреции строго согласована. Повышенная или пониженная выработка гормона какой-либо одной железой стимулирует или угнетает функцию другой.

Гуморальная регуляция является древней формой взаимодействия клеток и органов. Она имеет особенно большое значение для низших организмов. В процессе эволюции животных гуморальная регуляция постепенно дополняется наиболее совершенными механизмами нервной регуляции.

Нервная регуляция физиологических процессов заключается во взаимодействии органов с помощью нервной системы. Нервные влияния всегда предназначаются определенным органам и тканям и распространяются во много раз быстрее химических веществ.

Нервная система осуществляет регуляцию деятельности организма посредством биоэлектрических импульсов. Основными нервными процессами являются возбуждение и торможение, возникающие в нервных клетках. Возбуждение — деятельное состояние нервных клеток. Торможение — состояние нервных клеток, когда их активность направлена на восстановление; Сон, например, является состоянием нервной системы, когда подавляющее большинство нервных клеток заторможено.

Нервная система состоит из центрального и периферического отделов. Центральный отдел представлен головным и спинным мозгом. К периферическому отделу относятся нервы и нервные узлы.

Часть нервной системы, которая регулирует работу скелетных мышц, называется соматической (от греч. soma — тело). Посредством соматической нервной системы человек может управлять движениями, произвольно вызывать или прекращать их.

Часть нервной системы, регулирующую деятельность внутренних органов, называют автономной. Работа автономной нервной системы не подчиняется воле человека. В автономной нервной системе различают два отдела: симпатический и парасимпатический. Большинство внутренних органов снабжено нервами этих двух отделов. Как правило, они оказывают противоположное влияние на органы.

Изменение функций организма определяется условиями внешней и внутренней среды. Мозг постоянно получает информацию об изменении условий. Между мозгом и всеми органами существуют двусторонние связи: от органов к мозгу и от мозга к органам. Благодаря двусторонним связям мозг обеспечивает соответствие работы органов потребностям организма.

Нервная и гуморальная регуляции обеспечивают взаимосвязь и согласованную работу всех систем органов, поэтому организм функционирует как единое целое.

Нервный и гуморальный способы регуляции тесно между собой связаны. На деятельность нервной системы постоянно оказывают влияние приносимые с током крови химические вещества. Однако само образование большинства химических веществ и выделение их в кровь находятся под постоянным контролем нервной системы. Поэтому регуляция физиологических функций в организме не может осуществляться ни чисто нервным, ни исключительно гуморальным путем.

Регулируемое постоянство внутренней среды было названо У. Кенноном гомеостазисом3. Основным механизмом поддержания постоянства показателей деятельности разных систем организма является саморегуляция функций.

Отдельные группы клеток, органы и системы органов взаимно влияют друг на друга и обеспечивают важнейшее свойство организма — саморегуляцию всех его физиологические процессов. Только надежность процессов саморегуляции обеспечивает поддержание постоянства химического состава и физико-химических свойств клеток тела. Без этого невозможно нормальное существование и даже жизнь организма.

 

2. Физиологические особенности и закономерности совершенствования отдельных систем организма под воздействием направленной физической тренировки

 

Установлено, что активная мышечная деятельность вызывает усиление деятельности всех систем организма, особенно сердечно-сосудистой и дыхательной. При любой деятельности человека все его органы и системы действуют согласованно в тесном единстве. Главнейшая роль в регуляции отводится нервной системе.

Нервная система действует по принципу рефлекса. Ответную реакцию организма на раздражения, поступающие из внешней или внутренней среды, осуществляемую и контролируемую центральной нервной системой, называют рефлексом. Всякое мышечное движение имеет рефлекторную природу. Рефлекторным же путем регулируется деятельность всех внутренних органов и систем. Путь, по которому проводятся нервные импульсы, называют рефлекторной дугой. Рефлекторная дуга состоит из пяти частей: рецептора (воспринимающий «прибор»), чувствительного пути, участка центральной нервной системы, двигательного пути и рабочего органа.

Вся деятельность человека протекает по принципу взаимосвязи условных рефлексов и динамических стереотипов с безусловными рефлексами.

Унаследованные рефлексы, от рождения заложенные в нервной системе, называют безусловными. Примером простейшего двигательного безусловного рефлекса является коленный рефлекс.

И.П. Павлов показал, что существуют рефлексы, которые приобретаются организмом в течение жизни4. Рефлексы, формирующиеся в результате сочетания различных раздражителей с безусловными рефлексами, называют условными.

Двигательный навык — форма двигательных действий, выработанная по механизму условного рефлекса в результате соответствующих систематических упражнений. Формирование двигательного навыка последовательно проходит три фазы: генерализации, концентрации, автоматизации.

Фаза генерализации характеризуется расширением возбудительного процесса. Это расширение происходит за счет вовлечения в работу лишних групп мышц, неоправданно большим напряжением работающих мышц и т. п. Движения скованы, угловаты, некоординированы и неточны, неэкономичны.

Фаза генерализации сменяется фазой концентрации, когда излишне разлитое возбуждение благодаря дифференцировочному торможению концентрируется в нужных зонах головного мозга. Исчезает излишняя напряженность движений; они становятся скупыми, точными, свободными, их выполнение становится значительно более стабильным.

В фазе автоматизации навык настолько уточняется и закрепляется, что выполнение необходимых движений становится как бы автоматическим и не требует деятельного контроля сознания. Такой навык отличается высокой стабильностью выполнения всех составляющих его движений. Автоматизация навыков делает возможным выполнение одновременно нескольких двигательных действий. Например, жонглер удерживает равновесие, стоя на седле скачущей лошади, балансирует поставленной на лоб пирамидой различных предметов и вдобавок жонглирует несколькими булавами.

Координация движения — согласованная деятельность мышечных групп, относящихся к разным сегментам тела. Саморегуляция скелетных мышц осуществляется за счет физиологических механизмов, находящихся непосредственно в мышечных волокнах. Эти механизмы обеспечивают изменение кровообращения в различных участках капиллярного русла, регулируют участие двигательных единиц в сокращениях и т. д.

Двигательная единица состоит из мотонейрона (двигательной нервной клетки), нервного волокна и группы мышечных волокон.

В образовании двигательного навыка участвуют различные анализаторы: двигательный, вестибулярный, слуховой, зрительный, тактильный.

Любые отклонения действительного движения от задуманного плана тотчас же оказываются замеченными (по большей части бессознательно), и нервная система «принимает меры» к компенсации ошибки. Характеристики протекания движения мозг получает, обработав данные, которые поступает от анализаторов (особенно проприоцептивного). Центральная нервная система создает программу движения, а затем сличает, сравнивает с ней действительный ход выполнения этой программы с помощью обратной связи от работающего органа к регулирующим нервным центрам.

Двигательный навык будет наиболее эффективным с точки зрения достижения цели (в труде, спорте, искусстве и т. д.), если он сформирован с оптимальным диапазоном, что обеспечит его наилучшую адаптацию к любым условиям деятельности.

В процессе тренировки (упражнения) различные органы и системы совершенствуются, налаживается их взаимодействие. Цель упражнения составляют физиологические, биохимические и морфологические сдвиги, возникающие под влиянием многократно повторяющейся мышечной работы и отражающие единство расхода и восстановления функциональных и структурных ресурсов в организме человека. Эти изменения оцениваются как прогрессивные, если они способствуют оздоровлению организма и повышают его работоспособность.

Одновременно и в соответствии с формированием двигательного навыка и величиной физических нагрузок изменяется функция внутренних органов и систем.

Двигательная активность, занятия физическими упражнениями, спортом оказывают существенное влияние на состояние и развитие сердечно-сосудистой системы. Пожалуй, ни один орган не нуждается столь сильно в тренировке и не поддается ей столь легко, как сердце. Работая с большой нагрузкой, при выполнении спортивных упражнений сердце неизбежно тренируется. Расширяются границы его возможностей, и оно приспосабливается к переброске намного большего количества крови, чем это может сделать сердце нетренированного человека. В процессе тренировки происходит увеличение массы сердечной мышцы и размеров сердца.

Показателями работоспособности сердца являются частота пульса, кровяное давление, систолический объем крови, минутный объем крови.

Пульс — волна, распространяемая по эластичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой в аорту под большим давлением при сокращении левого желудочка. Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца (ЧСС) и составляет в среднем 60-80 ударов минуту. Регулярные физические нагрузки вызывают урежение пульса в покое. Предельная ЧСС у тренированных людей при физической нагрузке находится на уровне 200-220 уд./мин.. Нетренированное сердце такой частоты достигнуть не может.

Артериальное давление (АД) создается силой сокращения желудочков сердца и силой стенок сосудов. Оно измеряется в плечевой артерии. Различают максимальное (систолическое) давление, которое создается во время сокращения левого желудочка (систолы); и минимальное (диастолическое) давление, которое отмечается во время расслабления левого желудочка (диастолы). В норме в покое кровяное давление равно 120/70 мм ртутного столба. При физических нагрузках максимальное давление может повышаться до 200 мм рт. столба. После прекращения нагрузки у тренированных людей оно быстро восстанавливается, а у нетренированных долго остается повышенным, и если интенсивная работа продолжается, то может наступить обморок.

Наибольшая величина кровяного давления наблюдается в аорте. При удалении от сердца кровяное давление понижается. Самое низкое давление наблюдается в венах при впадении их в правое предсердие. Разность давления обеспечивает непрерывный ток крови по кровеносным сосудам.

Систолический объем крови — количество крови, выбрасываемое левым желудочком сердца при каждом его сокращении.

Минутный объем крови — количество крови, выбрасываемое желудочком в течение одной минуты. Объем крови измеряется в миллилитрах.

Движение крови в организме происходит по двум замкнутым системам сосудов, соединенных с сердцем, — малому и большому кругам кровообращения.

Путь крови от правого желудочка через артерии, капилляры и вены легких до левого предсердия называется легочным или малым кругом кровообращения.

Путь крови от левого желудочка через артерии, капилляры и вены всех органов тела до правого предсердия называют большим кругом кровообращения.

В покое полный кругооборот кровь совершает за 21-22 сек., при физической работе за 8 сек. и меньше. В результате увеличения скорости кровотока значительно повышается снабжение тканей тела кислородом и питательными веществами.

Движению крови по венам способствует сокращение скелетных мышц, окружающих вены (мышечный насос). Кровь по венам продвигается только к сердцу. Движению ее в противоположном направлении препятствуют кармановидные полулунные клапаны, расположенные внутри вен. Мышечный насос способствует более быстрому отдыху сердца после интенсивной мышечной нагрузки.

Снабжение клеток кислородом и удаление из них углекислого газа осуществляется кровью. Обмен газами между кровью и воздухом происходит в легких (рис. 13). Систему органов дыхания составляют легкие, расположенные в грудной клетке, и воздухоносные пути: носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, бронхи.

Во время мышечной работы для увеличения газообмена усиливаются функции дыхания и кровообращения. Совместная работа систем дыхания и кровообращения оценивается следующим рядом показателей работоспособности.

Частота дыхания (смена вдоха и выхода и дыхательной паузы) в покое составляет 16-20 циклов. При физической работе частота дыхания увеличивается в среднем в 2-4 раза.

Жизненная емкость легких (ЖЕП) — наибольший объем воздуха, который человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха. У разных людей жизненная емкость легких неодинакова. Ее определяют при медицинских осмотрах при помощи спирометра. Средние величины Жизненная емкость легких составляет у женщин 3 000-3500 мл, у мужчин — 3800-4200 мл. У людей, занимающихся физической культурой, она значительно увеличивается и достигает у женщин 5 000 мл, у мужчин 7 000 мл.

Потребление кислорода — количество кислорода, фактически использованного организмом в покое или при выполнении какой-либо работы за 1 минуту.