Срочная адаптация организма к физическим нагрузкам

2) адаптированности;

3) дизадаптации; 

4) деадаптации.

Каждой из них присущи свои функционально-структурные изменения и регуляторно-энергетические механизмы. Естественно, основными, имеющими принципиальное значение в спорте, следует считать две первые стадии. Применительно к общей схеме адаптации такие стадии, очевидно, свойственны людям в процессе приспособления к любым условиям деятельности.

У спортсменов в стадии напряжения организма преобладают процессы возбуждения в коре головного мозга, возрастают функции коры надпочечников, увеличиваются показатели вегетативных систем и уровень обмена веществ; спортивная работоспособность неустойчива. В эндокринном фоне преобладают продукция катехоламинов и глюкокортикоидов, которым принадлежит ведущая роль в адаптивных сдвигах углеводного обмена. Одновременно эти гормоны повышают активность гормоночувствительной липазы жировой ткани. Возросший жиромобилизующий эффект подготавливает следующую метаболическую фазу приспособительных изменений − фазу усиления липидного обмена, что соответствует преимущественно стадии адаптированности организма.  Физиологическую основу этой стадии составляет вновь установившийся уровень функционирования различных органов и систем для поддержания гомеостаза в конкретных условиях деятельности.  Определяемые в это время функциональные показатели в состоянии покоя не выходят за рамки физиологических колебаний, а работоспособность спортсменов стабильна и даже повышается.  Следовательно, в процессе долговременной адаптации спортсменов к физическим нагрузкам гормоны играют ведущую роль в механизмах переключения энергетического обмена с углеводного типа на жировой. При этом если катехоламины (адреналин и норадреналин) подготавливают такое переключение, то глюкокортикоиды (наиболее важен кортизол) его реализуют.

При длительном воздействии на организм интенсивных и больших по объему тренировочных и соревновательных нагрузок может происходить нарушение нейроэндокринной регуляции, уменьшение содержания катехоламинов и глюкокортикоидов и снижение уровня энергетического обмена, в результате чего в организме спортсменов могут возникать различные расстройства, характеризующие наступление третьего периода адаптационных изменений − стадии дизадаптации. В это время наблюдаются неблагоприятно направленные изменения функций организма, существенное снижение общей и специальной работоспособности спортсмена, его адаптивных возможностей, а также могут развиваться тяжелые состояния и профессионально обусловленные заболевания.

После длительного перерыва в систематических тренировках или их прекращения совсем возникает стадия деадаптации, которая характеризуется приобретением других свойств и качеств организма. Физиологический смысл этой стадии − снижение уровня тренированности и возвращение некоторых показателей функций организма к исходным значениям. Спортсменам, систематически тренировавшимся многие годы и оставляющим большой спорт, требуются специальные, научно обоснованные оздоровительные мероприятия для возвращения организма к нормальной жизнедеятельности.

Следует иметь в виду, что возникшие в процессе длительных и интенсивных физических нагрузок структурные изменения в миокарде, костях и скелетных мышцах, нарушенный уровень обмена веществ, гормональные и ферментативные перестройки, как правило, не возвращаются. За систематические чрезмерные физические нагрузки, а затем за их прекращение организм спортсменов платит определенную биологическую цену, что может проявляться развитием кардиосклероза, ожирением, снижением резистентности клеток и тканей к различным неблагоприятным воздействиям и повышением уровня общей заболеваемости.

О системных механизмах адаптации к физическим нагрузкам можно судить только на основе всестороннего учета совокупности реакций целостного организма, включая реакции со стороны центральной нервной системы, двигательного и гормонального аппаратов, органов движения и кровообращения, системы крови, анализаторов, обмена веществ. Поэтому не может быть какого-то одного показателя, отражающего адаптационные изменения в организме, а для этой цели может оказаться пригодным лишь комплекс показателей, характеризующих деятельность различных функциональных систем. Следует также подчеркнуть, что выраженность изменений функций организма в ответ на физическую нагрузку зависит, прежде всего, от индивидуальных особенностей человека и уровня его тренированности.

Процесс адаптации связан с неодинаковой биологической значимостью различных функциональных систем организма. При экстремальных воздействиях на человека они изменяются различным образом в зависимости от того, какую роль играет каждая из них в общей приспособительной реакции. Адаптация основана на согласованных реакциях отдельных органов и систем, которые изменяются хотя и неодинаково, но в целом обеспечивают оптимальное функционирование целостного организма. Этим, например, обусловлено торможение деятельности органов пищеварения и выделения у спортсменов при интенсивной физической работе, в результате чего сохраняются резервные возможности организма для усиления функций дыхания и кровообращения, непосредственно обеспечивающих организм кислородом.

Весьма интересной оказалась зависимость адаптационной способности организма от величины исходных показателей его функций и их колебаний в процессе трудовой деятельности. Так, у людей, которые быстрее и лучше адаптировались к неблагоприятным условиям труда, отмечалось, как правило, относительно низкое исходное содержание эритроцитов в периферической крови – (4,0…4,5)∙1012/л, а их колебания в период работы были недостоверными. У других лиц адаптационный процесс которых протекал медленнее и был неустойчивым, исходное количество эритроцитов чаще составляло (4,5…5,0)∙1012/л и более, а во время продолжительной деятельности их число снижалось на (1,0…1,5)1012/л. Наряду с этим у первой группы обследованных показатели вегетативных функций (частота пульса, уровень артериального давления, величины ударного, минутного объемов крови и скорости кровооттока) колебались в пределах ±(10…20)% от исходных, а у лиц второй группы они выходили за упомянутые границы. Полученные материалы говорят о том, что относительно стабильный исходный уровень показателей функций организма и несущественные их колебания в процессе адаптации свидетельствуют о более высокой функциональной стойкости различных органов и систем.

Из этого теоретического положения следует практически важный вывод о том, что в ускорении адаптации спортсменов к физический нагрузкам, достижении высшего спортивного мастерства и предупреждения у них дизадаптационных расстройств ведущая роль принадлежит методам и средствам повышения общей неспецифической реактивности организма. К числу таких мероприятий, прежде всего, относятся рациональный режим тренировок и отдыха, сбалансированное питание, гипербарическая оксигенация, закаливание, гипоксическая тренировка, ультрафиолетовое облучение, биологические стимуляторы, не относящиеся к допингам и другие. В настоящее время уже доказана высокая эффективность ряда мероприятий, и они должны более широко внедряться в практику спорта.

К увяданию жизненно важных внутренних органов ведет не только полная, но даже частичная обездвиженность. Так, при гипсовании только одной лапы у кролика через 120 дней было зарегистрировано уменьшение его сердца в два раза. Этот эксперимент показывает неблагоприятное влияние гиподинамии − пониженной двигательной активности – на сердечно-сосудистую систему любого живого организма. Так, под влиянием систематических мышечных нагрузок увеличивается количество кровеносных сосудов в сердечной мышце. При повышении потребности сердечной мышцы в кислороде (при повышении частоты и силы сердечных сокращений) увеличивается просвет сосудов, и это позволяет интенсифицировать кровоток. При предъявлении повышенных требований к сердцу человека, ведущего малоподвижный образ жизни, увеличение просвета сосудов выражено меньше, и суммарная пропускная способность их оказывается недостаточной, что довольно часто приводит к нарушению питания сердечной мышцы и инфаркту.

Отрицательно сказывается гиподинамия и на функции нервной системы. Центральная нервная система, посылая по двигательным волокнам нервные импульсы к мышцам и внутренним органам, вызывает их активность. В свою очередь, возбуждение рецепторов, расположенных в этих органах и тканях, вызывает поток импульсов, направляющихся в различные отделы ЦНС, в том числе в кору больших полушарий. Значительно сниженная на длительное время мышечная активность резко ограничивает поток импульсов, поступающих в ЦНС, и снижается ее активность. 

2.2  Влияние физических упражнений  
на отдельные системы и органы 

Двигательная активность человека, занятия физическими упражнениями оказывают выраженное положительное влияние практически на все системы и органы, но наиболее выраженные изменения наблюдаются со стороны системы кровообращения.

Деятельность сердца заключается в ритмичной смене сердечных циклов, состоящих из трех фаз: сокращение предсердий, сокращения желудочков и общего расслабления. Соотношение длительности этих фаз зависит от частоты сокращений. При этом повышение частоты главным образом достигается за счет сокращения фазы расслабления.

Показателями работоспособности сердца являются в первую очередь частота сердечных сокращений и ударный объем.

Под влиянием мышечной нагрузки деятельность сердца существенно усиливается. Так, если в покое за 1 мин сердце выбрасывает около 4–5 л крови, то при мышечной работе этот показатель достигает у тренированных людей до 25–30 л. Увеличение минутного объема кровотока достигается за счет двух параметров – увеличения ЧСС и ударного объема. В нетренированном сердце взрослого человека резервы повышения ударного объема исчерпываются уже при ЧСС 120–130 уд./мин. Дальнейший рост минутного объема происходит только за счет повышения частоты сердечных сокращений. По мере роста тренированности расширяется диапазон ЧСС, при котором увеличение минутного объема связано и с увеличением ударного. Критической частотой является ЧСС 170 уд./мин. Дальнейшее повышение ЧСС не только не приводит к увеличению минутного объема кровообращения, но может даже понижать его.

Под влиянием длительного воздействия мышечных нагрузок увеличиваются размеры полостей сердца и толщина сердечной мышцы, что способствует повышению эффективности работы сердца. При прочих равных одинаковый минутный объем достигается при меньшей величине ЧСС. А поскольку это позволяет сердцу увеличивать фазу расслабления, то такой режим работы является более выгодным. Поэтому у спортсменов в покое ЧСС находится в пределах 50–60 уд./мин тогда как у нетренированных людей среднестатистической считается величина 70 уд./мин. Следует отметить, что у женщин средние величины несколько выше, чем у мужчин. По данным ряда исследователей в настоящее время у физически не активных девушек ЧСС в покое составляет 85–90 уд./мин.

При сокращении сердечной мышцы объем полостей сердца уменьшается, и находящаяся в них кровь выталкивается из предсердий в желудочки, а из желудочков в большой и малый круги кровообращения. При выбросе порции крови из полости левого желудочка в сосудистой системе локально повышается давление на стенки сосудов. Под действием этого давления они могут расширяться. Подобное расширение сосудов после каждого сокращения сердца распространяется по артериям и носит название пульсовой волны. Давление, создаваемое в артериях, или артериальное давление, определяется двумя факторами − силой сердечного сокращения и упругостью стенок артериальных сосудов. При выполнении физических нагрузок артериальное давление возрастает, но это увеличение связано с усилением деятельности сердца и повышением тонуса стенок артерий. По окончании нагрузки оно снижается. Регулярные занятия видами спорта, в которых ведущим качеством является выносливость, приводят к повышению эластичности сосудов и снижению артериального давления в покое. Состояние сосудов подвержено влиянию центральной нервной системы. При стрессовых ситуациях и при интенсивной умственной работе также наблюдается повышение артериального давления, но не за счет усиления активности сердца, а за счет только повышения тонуса сосудов. При сильных стрессовых реакциях это может приводить к спазму сосудов и нарушению кровоснабжения отдельных участков мозга или сердечной мышцы. Следует отметить, что не все кровеносные сосуды могут активно изменять состояние своей стенки, а только те, которые содержат в своем строении мышечные волокна.

Затраты энергии на физическую работу обеспечиваются биохимическими процессами, происходящими в мышцах в результате окислительных реакций, для которых постоянно необходим кислород.

Во время мышечной работы для увеличения газообмена усиливаются функции дыхания и кровообращения. Совместная работа системы дыхания и кровообращения по обеспечению работающих органов кислородом оценивается рядом показателей.

Частота дыхания. Средняя частота дыхания в покое составляет 16–20 циклов в минуту. У женщин частота дыхания несколько выше. У тренированных спортсменов частота дыхания снижается до 8–12 циклов, за счет увеличения глубины дыхания и дыхательного объема.

Дыхательный объем − количество воздуха проходящего через легкие за один цикл. В покое эта величина колеблется от 350 до 800 мл и достигает 2,5 л и более при нагрузке.

Кислородный запрос − количество кислорода, необходимое организму в 1 минуту для окислительных процессов. В покое эта величина составляет 250–300 мл. При выполнении физической работы величина кислородного запроса может достигать 5–6 л/мин.

Потребление кислорода − количество кислорода, фактически использованного организмом за одну минуту. Максимальное потребление кислорода МПК – наибольшее количество кислорода, которое может быть использовано организмом при интенсивной мышечной работе. Величина МПК определяется многими факторами, но основным лимитирующим механизмом выступает ограничение транспорта крови или работы системы кровообращения. Величина МПК при систематических занятиях увеличивается. Так если у не занимающихся спортом МПК находится на уровне  2–3,5 л/мин, то у спортсменов высокого класса она достигает 8 л/мин. С возрастом величина МПК даже у спортсменов снижается.

Если величина кислородного запроса превышает потребление кислорода, то организм в течение некоторого времени может получать энергию за счет без кислородного окисления, но при этом накапливаются недоокисленные продукты распада, которые ограничивают возможность выполнения работы и подвергаются окислению после снижения ее интенсивности или прекращения. Количество кислорода, необходимое для окисления недоокисленных продуктов распада, называется кислородным долгом.

Физические нагрузки, предъявляя повышенные требования к обеспечению организма кислородом, вызывают структурные и функциональные перестройки в организме, способствующие повышению функциональных возможностей при выполнении физических нагрузок и экономизации функции органов и систем в покое.

Влияние физических нагрузок на опорно-двигательный аппарат неоднозначно и зависит от параметров и характера нагрузок.