Саморегуляція систем організму при фізичних навантаженнях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

біологічний кровообіг дихальний фізичний

Вступ

1. Організм людини як єдина саморегулююча та саморозвиваюча складна біологічна система

2. Особливості адаптаційних, морфологічних та функціональних змін, які відбуваються в організмі людини підчас систематичних занять фізичними вправами та спортом

3. Кров та система кровообігу. Дихальна система, система травлення , органи виділення, нервова та гуморальна регуляція

Висновки

Література

Вступ

Аналіз передової наукової і науково-методичної літератури вказує на необхідність звернути увагу особливо на раціональність навантаження на уроках фізичної культури. Головним фактором впливу на розвиток фізичних якостей є фізичне навантаження, яке одержує людина при виконанні фізичних вправ. Фізичне навантаження - це певна міра впливу рухової активності людини на організм, що супроводжується підвищенням (відносно стану спокою) рівнем його функціонування. Досягнути ефективності при вдосконаленні фізичних якостей можна лише за умови чіткого дозування навантаження. Тобто, у кожному конкретному випадку необхідно забезпечити такий його обсяг і інтенсивність, які дадуть найкращий приріст якості, що розвивається. Таке навантаження називають впливом.

Для встановлення оптимального співвідношення інтенсивності та обсягу тренувального навантаження необхідно керуватися метою, з якою виконується та чи інша вправа, а також враховувати вікові т а статеві особливості т а рівень фізичної підготовленості тих, кому вона пропонується. У дітей та підлітків постерігається велика неузгодженість відновлення окремих функцій, тому досить важливим є коригування навантажень в тренувальному процесі.

1. Організм людини як єдина саморегулююча та само розвиваюча складна біологічна система

Кожна структурна одиниця організму виконує безліч специфічних для неї життєво необхідних функцій, сукупність яких формує загальні властивості організму. Зрозуміти кожну функцію окремої структурної одиниці організму, органа чи тканини можна лише в тому випадку, коли чітко уявляєш загальні властивості організму в цілому.

Обмін речовин і енергії - сукупність перетворень речовин і енергії у живих системах, а також обмін речовинами та енергією між живою системою та навколишнім середовищем, що є головною умовою і ознакою життя. Обмін речовин полягає у надходженні із зовнішнього середовища різних речовин, засвоєнні їх, використанні організмом і виділенні продуктів розпаду. Складається він із двох пов'язаних між собою процесів: асиміляції і дисиміляції. Засвоєння клітинами речовин, що надходять ззовні і стають складовою частиною їх структур, називають асиміляцією, тоді як розщеплення складових органічних сполук на більш прості - дисиміляцією. Внаслідок дисиміляції звільняється та потенціальна енергія, яка знаходиться у міжатомних зв'язках складних органічних сполук. Вона використовується клітинами для своїх потреб.

Коли йдеться про обмін якихось речовин, то використовують термін метаболізм. Метаболізм складається з анаболізму - утворення і катаболізму - руйнування певних молекул. Для визначення різних сторін обміну речовин існують ще поняття: пластичний обмін - утворення специфічних для клітин речовин із продуктів, що надходять з навколишнього середовища; енергетичний обмін - звільнення енергії внаслідок розпаду органічних сполук.

Подразливість - чутливість клітин відповідати на подразнення шляхом переходу зі стану фізіологічного спокою в стан активної діяльності. Це одна з форм прояву загальної властивості матерії - відображення. Воно забезпечує цілісність організму і йог пристосування до умов життя. Подразливість пов'язана з особливостями будови клітинної мембрани, а саме з окремими білками-рецепторами її поверхневого шару, які мають стереохімічну спорідненість до певних хімічних або фізичних факторів навколишнього середовища. Фізико-хімічні зміни на мембрані клітини викликають відповідні зміни в органелах цитоплазми, проявами яких є специфічні реакції клітини. Вони починаються зміною конформації (форми молекули) білків-рецепторів у місці дії подразника і проявляються іонними рухам на мембрані, які передаються на внутрішньоклітинні структури. Останні відповідно реагують на інформацію, яка надійшла з мембрани. Таким чином, розрізняють подразнення як місцеву реакцію на зміни, що виникли під дією подразника, і збудження, тобто реакцію всієї клітини на дію подразника.

Отже, відповіддю на будь-яке подразнення завжди буде зміна форми молекул білків - їхньої конформації. Вона може проявитися у вигляді тропізмів, тобто однобічного руху цитоплазми клітини або всієї клітини у бік подразнення, і таксисів, тобто руху всього тіла або рефлекторної рухової реакції.

У процесі еволюції на рівні організму ускладнюються форми збудливості, з'являються специфічні апарати відображення - аналізатори і, як наслідок, удосконалюються інформаційні процеси і активна діяльність. На клітинному рівні збудливість проявляється у формі тропізмів і таксисів, на рівні організму - у формі рухових рефлексів, доцільності поведінки - інстинктів і розумової поведінки.

Саморегуляція - це здатність організму автоматично підтримувати свій хімічний склад, цілісність структур і функції на всіх рівнях організації організму.

На клітинному рівні регулюється ступінь перетворення макромолекул, органел, а також включення процесів відновлення. Необхідно пам'ятати, що процеси катаболізму і анаболізму різні не лише за напрямом, а й за своїми механізмами. Саморегуляція - це те, що їх пов'язує в єдиний процесс, який ми ще не знаємо досконало. Добре відомі механізми анаболічних процесів, що полягають у біологічному синтезі органічних сполук, які спрямовуються ферментами. Ферменти за своїм походженням є білками. Тому регуляція кількості білків, необхідних у даний час, зводиться до регуляції синтезу певних ферментів та їхньої діяльності. Біосинтез ферментів здійснюється клітинними механізмами регуляції, загальна схема яких ДНК>РНК>білок. Суть йог полягає у тому, що у необхідний час запускається дію весь ланцюг, а коли необхідного білка буде досить, робота ланцюга припиняється.

На рівні фізіологічних систем органів і цілісного організму підтримання хімічної сталості тканин, їхньої структурної будови і функцій здійснюється нервовими і гуморальними механізмами регуляції. Для регуляторних механізмів організму будь-якого рівня організації загальний принцип дії однаковий. Він полягає у прямому впливі на механізм, що запускає реакцію, і в зворотному - на механізм, що зупиняє або пригнічує її.

Саморепродукція. Живі системи на будь-якому рівні організації мають здатність до самовідновлення, або розмноження. На рівні організму цей процес має перервний характер, бо тільки через деякий час дорослий організм народжує новий - молодий. Так продовжується життя виду як одиниці біосистеми. Самовідновлення в самому організмі носить безперервний характер і відбувається на молекулярному та клітинному рівнях.

Однією з особливостей живих тіл є їх надзвичайна нестійкість.

Руйнуються і розпадаються органічні молекули і насамперед білки, органели клітин і цілі клітини. Так, період напіврозпаду деяких білків печінки - кілька хвилин, окремі клітини крові живуть лише півгодини, клітини травного каналу - близько доби. За таких умов життя організму можливе лише у тому випадку, коли буде таке ж швидке відновлення зруйнованих структур. Це явище називають фізіологічною регенерацією.

Такі властивості організму, як спадковість і мінливість, вивчаються окремими біологічними дисциплінами (генетика, селекція та ін..). тому немає потреби розкривати їхній зміст. Але, вивчаючи курс фізіології, необхідно пам'ятати, що генетичний апарат клітини спрямовує утворення всіх її структур, а отже, і всі її багатогранні функції. Виходячи з цього будь-яка діяльність організму, будь-яка фізіологічна функція - це функціональна реалізація генетичного коду клітин, генофонду організму.

Гомеостаз. Клітина може існувати і нормально функціонувати лише тоді, коли середовище, що її оточує, буде мати певну концентрацію солей, активних іонів водню, певну температуру і ряд інших фізико-хімічних показників.

Середовище, що оточує клітину, - це міжклітинна рідина, яка утворюється з крові. Для клітин міжклітинна рідина і кров є зовнішнім середовищем, а для організму в цілому - внутрішнім. Поняття про сталість хімічного складу і фізико-хімічних властивостей внутрішнього середовища організму дістало назву гомеостазу. Коли показники гомеостазу, наприклад рН або осмотичний тиск, виходять за певні межі, суттєво порушуються окремі структурні елементи клітини та її функції. Тому діяльність усіх механізмів, що регулюють фізіологічні процеси, зводиться насамперед до підтримання гомеостазу. Вільне існування організму в умовах зовнішнього середовища,параметри якого мінливі, можливе тільки завдяки сталості власного внутрішнього середовища - гомеостазу.

2. Особливості адаптаційних, морфологічних та функціональних змін, які відбуваються в організмі людини підчас систематичних занять фізичними вправами та спортом

Провідна роль у розвитку рухових якостей відіграє адаптація організму, які проявляються в його пристосовній реакції на неодноразово застосований подразник. Процес адаптації дозволяє досягнути не тільки вищого рівня розвитку фізичних якостей, але й розширює фізичні й психічні можливості переносити навантаження. Попередні навантаження долаються легше, ніж раніше і викликають меншу втому. Їх тренувальний вплив спочатку зменшується. Знижується і подальший розвиток рухових якостей, а потім і зовсім припиняється. Чим одноманітніше тренувальне навантаження, чим воно монотонніше, чим частіше застосовується, тим швидше організм звикає до нього і тим меншою буде ефективність розвитку рухових якостей, тому навіть найефективніша тренувальна програма не повинна застосовуватись понад півтора місяця.

Закономірний процес адаптації ставить вимоги щодо систематичного підвищення навантаження та обновлення засобів і методів удосконалення фізичних якостей, яке полягає у : зростанні обсягу вправ і інтенсивності їх виконання; застосуванні нових вправ; зміні співвідношення інтенсивності й обсягу роботи та відпочинку тощо.

У підлітковому і юнацькому віці адаптаційні зміни протікають швидше, ніж у дорослих людей.

Вчитель повинен також враховувати, що адаптація організму проходить завжди у напрямку, обумовленому структурою навантаження. Так, наприклад, тренувальні впливи великого обсягу і малої або середньої інтенсивності сприяють розвитку, насамперед, загальної витривалості. Навантаження відносно малого обсягу, але субмаксимальної і максимальної інтенсивності сприяють розвитку переважно силових і швидкісних якостей.

В осіб з низьким рівнем фізичної підготовленості кожне навантаження комплексно впливає на адаптаційні процеси.

Поняття «методика» щодо вдосконалення фізичних якостей означає раціональне застосування відповідних фізичних вправ і адекватних методів їх виконання з метою ефективного вирішення конкретного педагогічного завдання в окремому занятті та системі занять.

Принципова схема побудови алгоритму методики розвитку рухових якостей повинна включати такі операції:

1. Постановка педагогічного завдання, яка полягає в аналізі стану фізичної підготовленості конкретних учнів та визначенні на цій основі рухової якості, яку слід розвивати і до якого рівня.

2. Добір найефективніших для вирішення поставленого завдання фізичних вправ.

3. Добір адекватних методів виконання вправ стосовно підготовленості учнів та якості, що підлягає вдосконаленню.

4. Визначення місця вправ в окремому занятті і системі суміжних занять відповідно до закономірностей переносу рухових здібностей.

5. Визначення тривалості впливу на розвиток рухових здібностей та необхідної кількості тренувальних занять.

6. Визначення загальної величини тренувальних навантажень та їх динаміки відповідно до закономірностей адаптації до тренувальних впливів.

Якщо простежити за діяльністю кожної з функціональних систем організму, то можна помітити, що під час виконання фізичної роботи вони зазнають багатьох закономірних змін, причому ці зміни мають адаптивний характер.

Адаптація організму під час м'язової роботи в першу чергу спрямована на забезпечення відповідної сталості внутрішнього середовища - гомеостазу.

Функції нашого організму протікають нормально тільки при постійній температурі тіла. При фізичній роботі температура тіла підвищується тим більше, чим інтенсивніша і триваліша робота. При легкій роботі, наприклад при ходьбі середньої інтенсивності, вона підвищується на 0,5-0,6° С, тоді як після тривалого і інтенсивного бігу - до 39-40° С.

Систематичні заняття фізкультурою і спортом підвищують адаптацію організму учнів до перегрівання. Фізичні вправи тренують однаковою мірою як механізм хімічної, так і фізичної теплорегуляції. У тренованих дітей при фізичних навантаженнях значно краще, ніж у нетренованих, поліпшується тепловіддача через шкіру завдяки більшому розкриванню капілярів. До шкіри збільшується приплив теплої крові, температура її підвищується, а тому посилюються такі способи тепловіддачі, як випромінювання, проведення і випаровування.

Яскравим прикладом адаптації теплорегуляційних механізмів до фізичного навантаження є те, що при напруженій м'язовій діяльності різко підвищується віддача тепла шляхом випаровування і зменшується виведення води через нирки. Біологічна цінність цього механізму регуляції видільних процесів характеризується збільшенням припливу крові до працюючих м'язів і шкіри, а також до нирок, оскільки функція їх певний час може замінятися роботою потових залоз.

Клітини організму нормально функціонують лише при відносно постійному осмотичному тиску, який визначається постійним вмістом в них електролітів і води. При напруженій і тривалій фізичній роботі, особливо при високих температурах повітря, організм людини за 1 год. може втрачати більше 1 л поту, а з ним вимивається до 3-5 г солей. Тривале і значне потовиділення призводить до порушення водно-сольової рівноваги. В цих умовах м'язову роботу без зниження її інтенсивності може продовжувати лише той організм, який добре адаптований до різкого підвищення осмотичного тиску.

Інтенсивна м'язова робота призводить до підвищення концентрації водневих іонів, оскільки під час її виконання в кров надходять кислі продукти (наприклад молочна кислота) і зміщують реакцію крові в кислу сторону. Під впливом систематичних тренувань в організмі посилюються функції буферних систем, які перешкоджають зрушенням активної реакції крові в кислу сторону. Буферні системи створюють лужний резерв, який у адаптованих людей до м'язової роботи вищий на 10-15%, ніж у тих, які не займаються напруженою фізичною роботою. Завдяки цьому люди, які мають великий лужний резерв (до 80 мл), можуть виконувати фізичну роботу навіть тоді, коли в крові накопичується до 300 мг молочної кислоти на кожні 100 мл. В результаті цього рН крові зміщується в кислу сторону і може дорівнювати 6,9 проти 7,35-7,47 у стані спокою. Звичайно, виконувати фізичну роботу без помітного зменшення її інтенсивності при такому ацидозі крові може лише та людина, тканини якої добре пристосовані до нестачі кисню і низького значення рН. Така адаптація тканин до м'язової роботи є одним з головних факторів, що забезпечують високу анаеробну продуктивність.

Говорячи про адаптивний характер змін в крові підчас м'язової роботи, слід відзначити і те, що клітини нашого організму, особливо нервові, дуже чутливі до зміни рівня глюкози. Під час напруженої тривалої роботи (тривалий біг) запаси глюкози в організмі швидко зменшуються, оскільки вона безперервно використовується всіма тканинами організму. При її окисленні звільняється енергія, необхідна для роботи м'язів і внутрішніх органів. У людей, які добре треновані для такої роботи, концентрація глюкози в крові може зменшуватись до 50 мг% і навіть нижче. Не адаптована людина мусить припинити її при зниженні рівня глюкози до 60 мг%.

Одним з проявів адаптації організму до м'язової діяльності є підвищення захисних функцій крові. Під час напруженої і тривалої роботи виникає міогенний лейкоцитоз. Кількість лейкоцитів, порівнюючи із станом спокою, може зростати в 6-8 разів. При м' язовій діяльності збільшується також і число тромбоцитів, які, як відомо, беруть участь у зсіданні крові. Відомо, що навіть при бігу на короткі дистанції (100 і 400 м) швидкість зсідання крові підвищується на 20-30%. Описані вище реакції організму на м'язову роботу мають адаптивний характер, вони біологічно доцільні, тому що будь-яка м'язова робота якоюсь мірою пов'язана з можливістю кровотеч і занесенням інфекції через рани.

Під час м'язової роботи змін адаптивного характеру зазнають і інші системи організму. Зміна частоти серцевих скорочень є одним із фізіологічних механізмів, що забезпечує адаптацію кровообігу до м'язової роботи. У людей, які систематично мають фізичне навантаження, частота серцевих скорочень як в стані спокою, так і при легкій роботі значно нижча, ніж у тих, хто займається лише розумовою діяльністю. Це свідчить про те, що організм перших більш пристосований до фізичної роботи і виконує її при більш економній роботі серця.

При важкій фізичній роботі адаптація серця проходить в основному за рахунок повнішого випорожнення шлуночків, тобто за рахунок використання резервного об'єму крові, який у людей тренованих до м'язової роботи значно більший, ніж у нетренованих. Фізіологічний механізм такої адаптації серця до роботи перш за все зумовлений підвищенням збудливості провідної системи серця, внаслідок чого прискорюються частота серцевих скорочень і їхня сила. Завдяки цьому і проходить більш повне вигнання крові з серця.

Збільшення хвилинного об'єму крові при виконанні фізичної роботи є одним із адаптивних пристосувань організму. При легкій роботі зростання хвилинного об'єму крові проходить переважно за рахунок збільшення систолічного об'єму крові, тоді як важка робота супроводжується збільшенням хвилинного об'єму крові при частіших скороченнях серця. Адаптивний характер змін серцево-судинної роботи залежить також і від виду роботи. При динамічній роботі хвилинний об'єм крові збільшується, тоді як при статичній він змінюється мало або навіть зменшується (В.В.Васильєва). При легкій роботі адаптація серцево-судинної системи до м'язового навантаження проходить переважно за рахунок перерозподілу крові без збільшення загального об'єму циркулюючої в організмі крові. Суть цього фізіологічного механізму полягає в тому, що значна частина крові притікає до працюючих м'язів і органів (серця, легень, мозку та ін.), тоді як кровообіг у менш активно працюючих органах (кишках, шлунку, нирках та ін.) зменшується. Це досягається зміною вазомоторних реакцій: кровоносні судини в працюючих м'язах значно розширюються, а в малоактивних органах звужуються. Приплив крові до працюючих м'язів при дуже важкій роботі може збільшуватись на 88%, тоді як в стані спокою він складає лише 20% від загального хвилинного об'єму крові.

Ступінь і спрямованість перерозподіляючих реакцій, що виникають при м'язовій роботі, в першу чергу зумовлюються функціональним станом великих артерій. Як показали дослідження В.В.Васильєвої, пружність (тонус) стінок артеріальних судин наростає більше в непрацюючих кінцівках, ніж у працюючих. В зв'язку з цим приплив крові до непрацюючих кінцівок набагато менший, ніж до працюючих. Про стан перерозподілу крові в організмі судять за зміною швидкості розповсюдження пульсової хвилі в судинах.

Одним із пристосувань організму до м'язової роботи є зміна загального периферійного опору судин кровотоку. При м'язовій діяльності він знижується і тим більше, чим більш тренована до роботи людина. Звичайно, при меншому загальному периферійному опорові до тканин припливає більше крові, в них посилюються обмінні процеси, а це призводить до підвищення працездатності організму. Характерно, що у людей, які добре адаптовані до фізичної роботи, відновлення загального периферійного опору проходить набагато повільніше, ніж у нетренованих. Це забезпечує відносно кращі умови для діяльності їхнього серця і кровопостачання тканин.

М'язова діяльність збільшує роботу дихального апарату у відповідності до підвищення газообміну. Під час роботи значно зростає легенева вентиляція. Причому вона може збільшуватись як за рахунок збільшення частоти дихання, так і за рахунок поглиблення дихальних рухів. Чим більша у людини життєва ємність легень, тим дихальні рухи у неї будуть глибшими. Численні експериментальні дослідження показали, що більш працездатні ті люди, у яких показники життєвої ємності вищі. У них під час роботи збільшується легенева вентиляція за рахунок поглиблення дихання, а не за рахунок збільшення його частоти. Це, звичайно, доцільніше для організму, оскільки знижуються енерговитрати на роботу дихальних м'язів і, крім того, при поглибленні дихання повітря, що залишається в "мертвому просторі" дихальних шляхів, після кожного вдиху складає відносно меншу частину всього вентильованого повітря. А тому кількість повітря, що бере безпосередню участь у газообміні при такому диханні, стає дещо вищою.

Останніми роками вчені довели, що всі тривалі пристосувальні реакції організму (тренованість, загартування, адаптація до складу їжі, імунітет і навіть пам'ять) мають у своїй основі той же процес - збільшення кількості або зміну якості білків, що утворюють структури організму і виконують ферментативну функцію. Наприклад, тривале примусове тренування щурів у бігу призвело не лише до гіпертрофії м'язів кінцівок, а й до збільшення в них концентрації білка міоглобіну (на 80%), який відповідає за утворення резервів кисню і транспортування його до мітохондрій. Причому активація генетичного апарату клітин організму під впливом фізичної роботи та інших факторів, що тривалий час діють на організм, настає вже в перші години після підвищення їхньої фізіологічної функції. Спочатку проявляються вони у збільшенні синтезу РНК і білка, а пізніше - ДНК. При цьому, як правило, настає фізіологічна гіпертрофія робочих органів.

Таким чином, м'язова робота підвищує надійність біологічної системи. Під надійністю біологічної системи розуміють такий рівень регулювання функцій, коли забезпечується оптимальна діяльність організму і його окремих органів. Надійність біологічної системи людини визначається резервами кожного органу. Чим більші резерви її, тим вища надійність біологічної системи. Так, наприклад, у дітей, які мають вищий рівень максимального споживання кисню (МСК), витрати його при дозованій роботі значно менші, ніж у тих, хто має нижчі величини цього показника. Крім того, існує тісний корелятивний зв'язок між рівнем МСК і тривалістю виконання напруженої роботи. Діти, які мають вищі показники МСК, як правило, мають і вищу аеробну працездатність. Однак у дитячому віці надійність біологічної системи, а також і адаптація організму до м'язової роботи ще не досягли високого рівня. Цей період характеризується інтенсивним вдосконаленням всіх механізмів адаптації.

У дітей шкільного віку спостерігаються деякі відмінності в протіканні таких фізіологічних явищ, як міогенний лейкоцитоз і еритроцитоз. А при тяжкій і тривалій фізичній роботі у підлітків і юнаків значно більше, ніж у дорослих, розпадається лейкоцитів і еритроцитів, що знижує адаптивні можливості крові. Про те, що у дітей при виконанні одних і тих же фізичних навантажень адаптивні механізми крові напружуються більше, ніж у дорослих, свідчить поява другої фази міогенного лейкоцитозу. У дорослих при цій роботі з'являється лише перша фаза. Встановлено, що у дітей як міогенний лейкоцитоз, так і тромбоцитоз при тяжкій і тривалій роботі настають значно раніше, ніж у дорослих. Все це свідчить про значно нижчі адаптивні можливості функції крові дітей при виконанні фізичної роботи, ніж у дорослих.

У дітей спостерігається відмінність і в адаптації їх серцево-судинної системи до м'язової роботи. Адаптація до циклічної тривалої роботи у них проходить значно важче, ніж у дорослих. Це пояснюється тим, що у них ще недостатньо розвинений міокард серця, менший об'єм останнього і значно більша частота серцевих скорочень. Через це енергетична цінність кожного систолічного об'єму крові у дітей нижча, ніж у дорослих. У юних спортсменів нерідко спостерігається гіпертрофія серцевого м'яза, яка-є результатом форсованого тренування в спортивних вправах на витривалість. Частіше це спостерігається у юних лижників і велогонщиків. Слід відзначити, що гіпертрофія серцевого м'яза у дітей за нормальних умов спортивного тренування не досягає таких розмірів, як у дорослих.

Виконання однієї і тієї ж фізичної роботи у дітей супроводжується значно більшою частотою серцевих скорочень і вищим артеріальним тиском, ніж у дорослих (А.А.Маркосян). У дітей гранична робота виконується при значно нижчих показниках систолічного об'єму крові. Цей показник у 12-річних учнів не перевищує 104 мл, у 13-річних він зростає до 112 мл, а у 14-річних - до 116 мл. У дорослих тренованих людей систолічний об'єм крові при граничній роботі може дорівнювати 190 мл і більше. У дітей набагато менший і хвилинний об'єм крові. У 12 років він при граничній фізичній роботі досягає 19 л, у 13 років -21 л, а у 14- 22-23 л. У дорослих спортсменів цей показник може перевищувати 30 л. Ці морфологічні і фізіологічні відмінності серця дітей і дорослих і зумовлюють значно нижчі адаптаційні можливості його до фізичної роботи у перших.

Адаптація дихальної системи дітей до фізичних навантажень теж має деякі свої особливості. В зв'язку з тим, що життєва ємність легень у них значно менша (наприклад, у 10-річних учнів вона складає всього 1700 мл, а у 14-річних - 2250 мл), ніж у дорослих (у них вона знаходиться в межах від 3 тис. до 5 тис. мл), легенева вентиляція при граничній роботі не перевищує 70-80 л у 16-17-річних.У 10-річних дітей вона складає 50-55 л, у 14-річних-70-75 л. Чим молодша дитина, тим значніше збільшується вентиляція легень за рахунок прискорення частоти дихання, а не за рахунок поглиблення дихання. Одним із пристосувань дихальної системи дітей до фізичного навантаження е те, що з віком у них різко підвищується показник максимального споживання кисню. Особливо різко він підвищується в 14-18 років. Встановлено, що як юнаки, так і дівчата цього віку більш чутливі до гіпоксії при м'язовій роботі, ніж дорослі. У них при гіпоксії більше посилюється і більше порушується діяльність головного мозку, ніж у дітей молодшого віку або у дорослих.

Одним із адаптивних механізмів організму дітей до фізичного навантаження є те, що у них значно швидше, ніж у дорослих, відновлюється вихідний рівень споживання кисню. З віком ця здатність організму зменшується. При відносно однаковій потужності роботи у дітей кисневий борг менший, ніж у дорослих.

Фізичні вправи та їх вплив на стійкість організму

Під впливом систематичних занять фізкультурою і спортом відбувається неспецифічна адаптація організму до різних стресових факторів завдяки вдосконаленню нейроендокринного апарату і в першу чергу за рахунок підвищення функції кори надниркових залоз і гіпофіза, а також ретикулярної формації.

Канадський вчений Г.Сельє встановив, що під впливом сильних зовнішніх подразників в організмі виникає напруження, назване стресом. При цьому спостерігається комплекс функціональних змін, які він назвав загальним адаптаційним синдромом. Перша стадія (тривога) і третя (виснаження) при правильному застосуванні фізичних вправ, тобто при дотриманні всіх принципів і гігієнічних норм тренування, не проявляються. Вже після декількох тренувань виникає друга стадія - підвищеної резистентності як до специфічних (м'язових навантажень), так і до неспецифічних (несприятливих) впливів зовнішнього середовища.

Під впливом фізичних вправ в організмі проходять складні біохімічні і гематологічні зміни, які в першу чергу відбиваються на захисних функціях крові. В літературі є дані про те, що систематичні заняття фізичними вправами підвищують імунобіологічні властивості крові і шкіри. Крім того, тренування підвищує стійкість організму до дії гіпоксичних факторів. Це пов'язано із збільшенням еритроцитів і гемоглобіну крові, а також міоглобіну в серцевому і скелетних м'язах, які забезпечують збільшення кисневої ємності крові. Спортсмени швидше пристосовуються до умов зниженого атмосферного тиску внаслідок підвищення резистентності нервових клітин до кисневого голодування.

Фізичні вправи підвищують стійкість організму до дії низьких температур. Досліди, проведені з людьми віком від 16 до 25 років в умовах низьких температур (від 0 до 27° С), показали, що частота серцевих скорочень після кросу зростала у менш тренованих більше, ніж у добре тренованих. У спортсменів діастолічний кров'яний тиск замість зниження при фізичному навантаженні зростав, тоді як у натренованих він знижувався на 6,6-20 г Па. Зниження маси тіла після фізичного навантаження при низьких температурах (від -15 до -27° С) у досліджуваних було більшим, ніж при звичайній (кімнатній) температурі, але у менш тренованих вона знижувалась значно більше. Таким чином, тренування в умовах низьких температур більш напружене, ніж при такому ж фізичному навантаженні в умовах звичайних температур. Треновані люди досить легко адаптуються до фізичної роботи при низьких температурах, чого не можна сказати про нетренованих. Пояснити це можна тим, що фізичні вправи сприяють вдосконаленню рефлекторних судинних реакцій на холод і підвищують стійкість організму до його дії. Але при надмірних фізичних навантаженнях неспецифічна стійкість організму спортсменів до несприятливих факторів зовнішнього середовища знижується в результаті розвитку втоми. Згідно з даними А.Г.Дембо, у спортсменів в основному періоді тренування в зв'язку із значною втомою знижувалась стійкість організму до охолодження.

Це слід враховувати при плануванні відновлюючого режиму, особливо після проведення великих тренувальних навантажень.

У спеціальних дослідах, проведених на щурах, було показано, що фізичні вправи підвищують стійкість організму до проникаючої радіації. Ті щури, з якими систематично протягом 2 місяців проводили м'язове тренування, після опромінювання рентгенівськими променями (доза 0,21-0,25 Кл/кг) виживали більшою мірою, ніж ті, які не тренувалися. Коли тварин опромінювали повторно малими дозами (0,01 Кл/кг щодня), то 15% нетренованих щурів загинули після сумарної дози 0,15 Кл/кг, а стільки ж тренованих щурів загинули тільки після дози 0,62 Кл/кг.

Отже, фізичні вправи при раціональному використанні їх в спортивній практиці підвищують опірність організму до дії багатьох несприятливих факторів зовнішнього середовища. В зв'язку з цим для учнів повинні широко використовуватись найрізноманітніші форми занять фізичними вправами і за будь-яких погодних умов.

3. Кров та система кровообігу. Дихальна система, система травлення , органи виділення, нервова та гуморальна регуляція

Газообмін у дітей шкільного віку під час роботи дещо нижчий, ніж відразу після її закінчення. Кисневий борг після короткочасної роботи може досягати 90% відносно кисневого запиту. Чим молодша дитина, тим менше поглинається кисню в легенях, а тому в спокої менш економне використовуються легенева вентиляція і серцева діяльність для споживання кисню. Ось чому при утрудненому диханні насичення крові киснем у дітей зменшується раніше, ніж у дорослих.

Тренеру і учителю фізичного виховання слід пам'ятати, що діти дихають менш економне, ніж дорослі, не тільки в стані спокою, але і при фізичній роботі. Вже це свідчить про менші можливості в регуляції дихання при тяжкій фізичній роботі і про гірше пристосування їхнього організму до неї. При виконанні важкої роботи діти швидше припиняють її тому, що мають менші запаси глюкози в печінці і м'язах, ніж дорослі люди. Крім того, у юних спортсменів при роботі значно швидше, ніж у дорослих спортсменів, знижується рівень цукру в крові, а це є однією із умов розвитку втоми.

Частота серцевих скорочень при виконанні роботи на велоергометрі у дітей з віком зменшується, що призводить до підвищення кисневого пульсу (кисневий пульс - відношення величини МСК до частоти серцевих скорочень). Це свідчить, що у міру розвитку дитячого організму адаптивні можливості працездатності дихальної і серцево-судинної систем до фізичної роботи підвищуються.

У високоорганізованих тварин і людей взаємозв'язок між різними системами і органами здійснюється за допомогою нервової системи. Крім того, нервова система органічно впливає на залози внутрішньої секреції, які виділяють у кров активно діючі речовини - гормони. Вони діють на функції організму так, як нервова система, і входять в єдину систему регуляції функцій.

Вищим регуляторним органом діяльності всіх систем організму є кора великого мозку. В кору безперервно надходить від м'язів і внутрішніх органів потік нервових імпульсів, який постійно підлягає систематизації, в результаті чого формуються відповідні програми і ефекторні реакції. Кора великого мозку дуже тонко реагує на всі ті подразнення, які надходять до неї з зовнішнього середовища і внутрішніх органів, своєю діяльністю забезпечує пристосування організму до оточуючого середовища і його активний вплив на неї. Всі ці дуже складні процеси протікають в організмі дуже швидко протягом часток секунди.

Координована діяльність організму при виконанні фізичних вправ пов'язана з тим, що на ті чи інші подразнення він реагує скороченням не всіх і неабияких м'язів, а чітко визначеної групи їх. При цьому рухова реакція організму супроводжується зміною діяльності серцево-судинної, дихальної та інших систем, а також зміною обміну речовин і енергії. Вищеназвані фізіологічні процеси забезпечують найкраще протікання рухового акту.

Інтенсивність обмінних процесів в організмі, а також напруженість різних органів при роботі спостерігають за рівнем газообміну. Звільнення енергії при розщепленні енергетичних речовин (білків, жирів, вуглеводів) забезпечується окислюючими процесами. Ось чому поглинання кисню організмом за час роботи точно відповідає витратам енергії. При використанні 1 л кисню звільняється приблизно 21 Дж енергії. Між газообміном і роботою внутрішніх органів існує тісний корелятивний зв'язок.

При малоінтенсивній роботі, наприклад при роботі на ергографі, використовується невелика кількість кисню, а тому внутрішні органи працюють без значного посилення своєї активності. Навіть при максимальній роботі м'язів одного пальця з боку внутрішніх органів не відбувається значних відхилень від рівня спокою.

При роботі, яка виконується за участю невеликих груп м'язів, але при цьому рухи висококоординовані (наприклад, рухи жонглера), вегетативні функції (кровообіг, дихання, видільні процеси і теплообмін) теж мало змінюються. Функціональні зміни, які мають місце при таких видах м'язової діяльності, пов'язані переважно з процесами, що протікають в іннерваційних механізмах м'язів і беруть безпосередню участь у роботі. В тому випадку, коли робота супроводжується сильним емоційним збудженням, викликаним складністю роботи або іншими причинами, зрушення в діяльності внутрішніх органів можуть бути значними, хоч при цьому і скорочується невелика група м'язів. Поглинання тканинами кисню, витрати енергії, легенева вентиляція, хвилинний об'єм крові та інші показники функціонального стану організму за таких умов можуть підвищуватись відносно спокою у кілька разів.

При таких видах роботи, як біг, плавання, спортивна ходьба, бокс, фехтування, гребля, спортивні ігри, ходьба на лижах, коли скорочується багато великих м'язів, настає активація вегетативних функцій. Під час виконання роботи великої потужності (наприклад, при бігу на 10 км) вегетативні функції досягають максимального напруження. Регуляція внутрішніх органів за цих умов настільки вдосконалена, що вони всі мобілізуються в роботу. Загальні витрати енергії (розраховані за поглинанням кисню) досягають максимальних величин і значною мірою залежать від тривалості роботи.

З таблиці видно, що вправи циклічного характеру (біг, ходіння, плавання та ін.), які виконуються ритмічно, з поперемінним скороченням і розслабленням м'язів, супроводжуються значними витратами енергії, тоді як вправи ациклічного характеру (бокс, боротьба) і особливо вправи з великою питомою вагою статичних зусиль викликають менші витрати енергії. Статичні вправи спричиняють швидке стомлювання м'язів і виконуються із значно меншою витратою енергії і поглинанням кисню, ніж вправи динамічного характеру. При виконанні їх діяльність внутрішніх органів може досягати високого рівня, але значно нижчого, ніж при динамічній роботі циклічного характеру.

Тривалість роботи помірної інтенсивності визначається не тільки координаційними процесами, що безпосередньо зв'язані з іннерваційними механізмами діяльності м'язів, а й рівнем координації вегетативних функцій і в першу чергу діяльністю дихальної, серцево-судинної і видільної систем. Якщо настає обмеження роботи цієї інтенсивності, то в першу чергу в результаті порушення координації діяльності серця, дихального апарату, нирок і потових залоз. Рухові функції при цьому погіршуються внаслідок зниження окислюючих процесів у м'язах і нервових центрах. Ось чому координація вегетативних функцій при виконанні фізичних вправ має не менш важливе значення, ніж координація рухових функцій. В зв'язку з цим систематичне тренування рефлекторних механізмів координації, які визначають ступінь регуляції роботи серцево-судинної, дихальної і видільної систем, повинно відбуватися поряд із тренуванням координаційних механізмів рухового апарату.

У координації діяльності вегетативних систем значна роль належить умовно-рефлекторним механізмам; завдяки їм під час тренування встановлюються тонкі. взаємовідносини між вегетативними і соматичними функціями. Крім того, при координації як соматичних, так і вегетативних функцій велике значення посідають трофічні впливи на внутрішні органи і м'язи, які надходять з боку симпатичної частини автономної нервової системи.

Висновки

Провідну роль у розвитку рухових якостей відіграє адаптація організму, яка проявляється в його пристосуванні організму до реакції на неодноразово застосований подразник. Процес адаптації дозволяє досягнути не тільки вищого рівня розвитку фізичних якостей, але й розширює фізичні і психічні можливості переносити навантаження.

Систематичні заняття фізкультурою і спортом підвищують адаптацію організму учнів до перегрівання. Фізичні вправи тренують однаковою мірою як механізм хімічної, так і фізичної теплорегуляції.

Під впливом фізичних вправ поліпшуються захисні функції крові завдяки збільшенню лейкоцитів, тромбоцитів і антитіл. При м'язовій діяльності більше в стані спокою виділяється в кров кортикостероїдів і катехоламінів, а також інших гормонів, які підвищують життєдіяльність організму.

Систематичні заняття фізичними вправами призводить до фізіологічної гіпертрофії серцевого м'яза, в результаті чого зростає сила серцевих скорочень, збільшуються систолічний і хвилинний об'єм крові. Добре треноване серце в стані спокою скорочується повільніше, що дає йому можливість більше відпочивати.

Список використаної літератури

1. Завацький В.І. Курс лекцій з фізіології: В 2-х частинах: Навчальний посібник. - Рівне: ППФ "Волинські обереги", 2002.

2. Уилмор Дж.Х., Костилл Д.Л. Физиология спорта и двигательной активности. -Київ: Олімпійська література, 1977.

3. Фізіологія людини (За ред. Кучерова І. С. та ін.). - К.: Вища школа, 1981.

4. Экологическая физиология человека и восстановительная медицина (Под ред. Денисова И.Н.). - М.: ГЭОТАР Медицина, 1999.

Размещено на Allbest.ru