Тренировка человека.
Изменения в организме человека под влиянием физической нагрузки

Тренировка человека и тренированность его организма:

Красота и сила тренированного тела всегда привлекали живописцев и ваятелей. Это проявлялось уже в наскальной пещерной живописи наших предков, достигло совершенства во фресках древней Эллады, скульптурах Микеланджело. В то же время не всегда тренированность человека сопровождается повышением выносливости, а за рекорды в большом спорте организм нередко расплачивается дорогой ценой.

Тренированность организма человека - это возможность выполнять большие физические нагрузки, обычно наблюдается у людей, чей образ жизни или профессия связаны с напряженной мышечной деятельностью: у лесорубов, шахтеров, такелажников, спортсменов. Тренированный организм, приспособленный к физическим нагрузкам, способен не только осуществлять интенсивную мышечную работу, но и оказывается более устойчивым к ситуациям, вызывающим болезни, к эмоциональным нагрузкам, экологическим воздействиям.

Особенности тренированного тела человека:

Существуют две основные черты тренированного тела человека, привыкшего к большим физическим нагрузкам. Первая черта заключается в возможности выполнять мышечную работу такой продолжительности или интенсивности, которая не под силу нетренированному организму. Не приученный к физическим нагрузкам человек не в состоянии пробежать марафонскую дистанцию или поднять штангу весом, значительно превышающим его собственный. Вторая черта заключается в более экономном функционировании физиологических систем в покое и при умеренных нагрузках, а при максимальных нагрузках - способности достигать такого уровня функционирования, который невозможен для нетренированного организма.

Так, в условиях покоя у постоянно выполняющего большие физические нагрузки человека частота пульса может составлять всего 30-50 ударов в минуту, частота дыхания - 6-10 в минуту. Живущий физическим трудом человек осуществляет мышечную работу при меньшем увеличении потребления кислорода и с большей эффективностью. При предельно напряженной работе в тренированном организме происходит значительно большая мобилизация систем кровообращения, дыхания, обмена энергии по сравнению с нетренированным.

Изменения в организме человека под влиянием физических нагрузок:

В организме каждого человека под влиянием тяжелого физического труда в клетках органов и тканей, на которые падает физическая нагрузка, активируется синтез нуклеиновых кислот и белков. Эта активация приводит к избирательному росту клеточных структур, ответственных за адаптацию к физической нагрузке. В результате, во-первых, возрастают функциональные возможности такой системы, а во-вторых, временные сдвиги переходят в постоянные прочные связи.

Изменения в организме человека вследствие интенсивной мышечной деятельности во всех случаях представляют собой реакцию целого организма, направленную на решение двух задач: обеспечения мышечной деятельности и поддержания постоянства внутренней среды организма (гомеостаза). Эти процессы запускаются и регулируются центральным управляющим механизмом, имеющим два звена: нейрогенное и гуморальное.

Рассмотрим первое звено, управляющее процессом тренировки организма на физиологическом уровне, - нейрогенное звено.

Формирование двигательной реакции и мобилизация вегетативных функций в ответ на начинающуюся мышечную работу обеспечиваются у человека центральной нервной системой (ЦНС) на основе рефлекторного принципа координации функций. Этот принцип эволюционно обеспечен строением ЦНС, а именно тем, что рефлекторные дуги связаны между собой большим количеством вставочных клеток, а количество сенсорных в несколько раз превышает количество двигательных нейронов. Преобладание вставочных и сенсорных нейронов - морфологическая основа целостного и координированного реагирования организма человека на физическую нагрузку, другие воздействия внешней среды.

В реализации различных движений у человека могут принимать участие структуры продолговатого мозга, четверохолмия, подбугровой области, мозжечка, других образований головного мозга, в том числе высшего центра - моторной зоны коры больших полушарий. В ответ на мышечную нагрузку (благодаря многочисленным связям в ЦНС) происходит мобилизация функциональной системы, ответственной за двигательную реакцию организма.

Весь процесс начинается с сигнала, чаще всего условнорефлекторного, побуждающего к мышечной деятельности. Сигнал (афферентная импульсация от рецепторов) поступает в кору головного мозга в центр управления. «Управляющая система» активирует соответствующие мышцы, воздействует на центры дыхания, кровообращения, другие обеспечивающие системы. Поэтому соответственно физической нагрузке возрастает легочная вентиляция, увеличивается минутный объем сердца, происходит перераспределение регионального кровотока, тормозится функция органов пищеварения.

Совершенствование управления и периферического аппарата двигательной системы достигается в процессе многократного повторения сигнала и ответной мышечной работы (то есть во время тренировки человека). В результате этого процесса «управляющая система» закрепляется в виде динамического стереотипа и организм человека приобретает навык двигательной активности.

Расширение числа условных рефлексов в процессе тренировки человека создает условия для лучшей реализации явления экстраполяции в двигательных актах. Примером проявления экстраполяции могут служить движения хоккеиста в сложной, непрерывно меняющейся обстановке игры, поведение шофера-профессионала на незнакомой сложной трассе.

Одновременно с поступлением сигнала о физической нагрузке происходит нейрогенная активация гипоталамо-гипофизарной и симпатоадреналовой систем, что сопровождается интенсивным высвобождением в кровь соответствующих гормонов и медиаторов. Это второе звено механизма регуляции мышечной деятельности, гуморальное. Главными результатами гуморальной реакции в ответ на физическую нагрузку являются мобилизация энергетических ресурсов; перераспределение их в организме человека к органам и тканям, подвергающимся нагрузке; потенциация работы двигательной системы и обеспечивающих ее механизмов; формирование структурной основы долговременной адаптации к физической нагрузке.

При мышечной нагрузке пропорционально ее величине происходит увеличение секреции глюкагона, возрастает его концентрация в крови. В то же время происходит снижение концентрации инсулина. Закономерно увеличивается выход в кровь соматотропина (СТГ - гормона роста), что обусловлено возрастающей секрецией в гипоталамусе соматолиберина. Уровень секреции СТГ постепенно нарастает и длительное время остается повышенным. В нетренированном организме секреция гормона не может перекрыть возросший захват его тканями, поэтому уровень СТГ у нетренированного человека при тяжелой физической нагрузке существенно снижен.

Физиологическое значение перечисленных выше и других гормональных сдвигов определяется их участием в энергообеспечении мышечной работы и в мобилизации энергоресурсов. Такие сдвиги носят важный активирующий характер и подтверждают следующие положения:

1. Активация моторных центров и гормональные сдвиги, вызванные физической нагрузкой, небезразличны для центральной нервной системы. Малые и умеренные физические нагрузки активируют процессы высшей нервной деятельности, повышают умственную работоспособность. Длительные интенсивные нагрузки, особенно с истощающим последствием, вызывают противоположный эффект, резко снижают умственную работоспособность.

2. Неприспособленный к физическим нагрузкам организм человека не может справиться с интенсивными и длительными воздействиями. Для высокой производительности труда, где весомым является физический компонент, необходимо приобретение как специфических для данной специальности навыков, так и неспецифической физической тренированности.

3. Физическая разминка (гимнастика, разнообразная дозированная нагрузка, рациональные упражнения по снятию усталости сидячей позы и др. виды тренировки человека) служит важным фактором повышения работоспособности, особенно при , .

4. Как в труде, так и в спорте достижения могут быть получены лишь с помощью построенной на основе научных медицинских фактов рациональной системы упражнений и тренировок.

5. Тяжелый физический труд для нетренированного организма, длительное время находившегося без физических нагрузок, точно так же, как резкое прекращение интенсивной физической работы (особенно у спортсменов-марафонцев, лыжников, штангистов), может вызвать грубые сдвиги в регуляции функций, переходящие во временные расстройства здоровья или стойкие заболевания.

– это мера воздействие физических упражнений на организм спортсмена.

Анализируя факторы, определяющие физические тренировочные эффекты упражнений можно выделить:

1) функциональные эффекты тренировки;

2) пороговые нагрузки для возникновения тренировочных эффектов;

3) обратимость тренировочных эффектов;

4) специфичность тренировочных эффектов;

5) тренеруемость.

Систематическое выполнение определенного рода физических упражнений вызывает следующие основные положительные функциональные эффекты:

1. Усиление максимальных функциональных возможностей всего организма , определяется ростом максимальных показателей при выполнении тестов.

2. Повышение экономичности, эффективности деятельности всего организма , проявляется в уменьшении функциональных сдвигов в деятельности систем организма при выполнении определенной работы.

В основе этих положительных эффектов лежат:

1. Структурно-функциональные изменения ведущих органов жизнедеятельности при выполнении определенной работы.

2. Совершенствование клеточной регуляции функций в процессе выполнения физических упражнений.

Величина нагрузок может характеризоваться, с одной стороны, внешними, внутренними и комбинированными параметрами, а с другой стороны, абсолютными и относительными значениями.

Внешние параметры нагрузки характеризуют величину выполненной спортсменом механической работы или ее продолжительность. А внутренние показатели нагрузки иллюстрируют величину ответной реакции организма на выполненную механическую работу.

Величина нагрузки определяется параметрами:

1) объем – определяется длительностью работы, длиной повторяемых отрезков;

2) интенсивность – результат, величина повторений с максимальным усилием;

3) интервал отдыха;

4) характер отдыха;

5) число повторений.

При этом направленность воздействия тренировочных нагрузок на организм спортсмена определяется соотношением следующих показателей:

интенсивностью выполнения упражнений;

объемом (продолжительностью) работы;

продолжительностью и характером интервалов отдыха между отдельными упражнениями;

характером упражнений.

Каждый из этих параметров играет самостоятельную роль в определении тренировочной эффективности, однако, не менее важны их взаимосвязь и взаимное влияние.

Интенсивность нагрузки тесно взаимосвязана с развиваемой мощностью при выполнении упражнений, со скоростью передвижения в видах спорта циклического характера, плотностью проведения тактико-технических действий в спортивных играх, поединков и схваток в единоборствах. Изменяя интенсивность работы, можно способствовать преимущественной мобилизации тех или иных поставщиков энергии, в различной мере интенсифицировать деятельность функциональных систем, активно влиять на формирование основных параметров спортивной техники.

Появляется следующая зависимость – увеличение объема действий в единицу времени, или скорости передвижения, как правило, связано с непропорциональным возрастанием требований к энергетическим системам, несущим преимущественную нагрузку при выполнении этих действий.

Существует несколько физиологических методов для определения интенсивности нагрузки. Прямой метод заключается в измерении скорости потребления кислорода (л/мин) – абсолютный или относительный (% от максимального потребления кислорода). Все остальные методы – косвенные, основанные на существовании связи между интенсивностью нагрузки и некоторыми физиологическими показателями.

Одним из наиболее удобных показателей служит частота сердечных сокращений. В основе определения интенсивности тренировочной нагрузки по частоте сердечных сокращений лежит связь между ними, чем больше нагрузка, тем больше частота сердечных сокращений.

Относительная рабочая частота сердечных сокращений (%ЧССmax) – это выраженное в процентах отношение частоты сердечных сокращений во время нагрузки и максимальной частоты сердечных сокращений для данного человека. Приближенно ЧССmax можно рассчитать по формуле:

ЧССmax = 220 – возраст человека (лет) уд/мин.

При определении интенсивности тренировочных нагрузок по частоте сердечных сокращений используется два показателя: пороговая и пиковая частота сердечных сокращений. Пороговая частота сердечных сокращений – это наименьшая интенсивность, ниже которой тренировочного эффекта не возникает. Пиковая частота сердечных сокращений – это наибольшая интенсивность, которая не должна быть превышена в результате тренировки. Примерные показатели частоты сердечных сокращений у здоровых людей, занимающихся спортом могут быть пороговая – 75% и пиковая – 95% от максимальной частоты сердечных сокращений. Чем ниже уровень физической подготовленности человека, тем ниже должна быть интенсивность тренировочной нагрузки.

Зоны работы по частоте сердечных сокращений уд/мин.

1. до 120 – подготовительная, разминочная, основной обмен;

2. до 120–140 – восстановительно-поддерживающая;

3. до 140–160 – развивающая выносливость, аэробная;

4. до 160–180 – развивающая скоростную выносливость;

5. более 180 – развитие скорости.

Объем работы . Для повышения алактатных анаэробных возможностей наиболее приемлемыми являются кратковременные нагрузки (5–10 с) с предельной интенсивностью. Значительные паузы (до 2–5 мин) позволяют обеспечить восстановление. К полному исчерпанию и к повышению резерва лактатных анаэробных источников во время нагрузки приводит работа максимальной интенсивности, которая является высокоэффективной для совершенствования процесса гликолиза. Работа преимущественно за счет гликолиза обычно продолжается в течение 60–90 с. Паузы отдыха при такой работе не должны быть продолжительными, чтобы величина лактата существенно не снижалась. Это будет способствовать совершенствованию мощности гликолитического процесса и увеличению его емкости. Продолжительная нагрузка аэробного характера приводит к интенсивному вовлечению жиров в обменные процессы, и они становятся главным источником энергии.

Комплексное совершенствование различных составляющих аэробной производительности может быть обеспечено лишь при довольно продолжительных однократных нагрузках или при большом количестве кратковременных упражнений.

По мере выполнения длительной работы различной интенсивности происходят не столько количественные, сколько качественные изменения в деятельности различных органов и систем.

Соотношение интенсивности нагрузки (темп движений, скорость или мощность их выполнения, время преодоления тренировочных отрезков и дистанций, плотность выполнения упражнений в единицу времени, величина отягощений, преодолеваемых в процессе воспитания силовых качеств и т.п.) и объема работы (выраженного в часах, в километрах, числом тренировочных занятий, соревновательных стартов, игр, схваток, комбинаций, элементов, прыжков и т.д.) изменяется в зависимости от уровня квалификации, подготовленности и функционального состояния спортсмена, его индивидуальных особенностей, характера взаимодействия двигательной и вегетативной функций. Например, одна и та же по объему и интенсивности работа вызывает различную реакцию у спортсменов разной квалификации.

Более того, предельная (большая) нагрузка, предполагающая, естественно, различные объемы и интенсивность работы, но приводящая к отказу от ее выполнения, вызывает у них различную внутреннюю реакцию. Проявляется это, как правило, в том, что у спортсменов высокого класса при более выраженной реакции на предельную нагрузку восстановительные процессы протекают интенсивнее.

Продолжительность и характер интервалов отдыха необходимо планировать в зависимости от задач и используемого метода тренировки. Например, в интервальной тренировке, направленной на преимущественное повышение аэробной производительности, следует ориентироваться на интервалы отдыха, при которых ЧСС снижается до 120-130 уд./мин. Это позволяет вызвать в деятельности систем кровообращения и дыхания сдвиги, которые в наибольшей мере способствуют повышению функциональных возможностей мышцы сердца.

Одним из основных вопросов при занятии физической подготовкой является выбор оптимальных нагрузок, таких, в результате которых после восстановления происходит наибольший адаптационный эффект. Кроме того нагрузка может быть привычной, которая не вызывает адаптационных сдвигов, или максимальной, при выполнении которой происходят функциональные сдвиги до предела адаптации.

В процессе тренировки повышение функциональных возможностей отдельных органов и всего организма происходит в том случае, если систематические нагрузки значительны. По своей величине они достигают или превышают пороговую нагрузку, которая должна быть выше повседневной.

Основное правило в выборе пороговых нагрузок заключается в том, что они должны соответствовать текущим функциональным возможностям человека. Принцип индивидуализации в значительной мере опирается на принцип пороговых нагрузок.

Тренировочные нагрузки определяются задачами, стоящими перед спортсменами. Это может быть:

1. Реабилитация после всевозможных перенесенных заболеваний, в том числе и хронических.

2. Восстановительно-оздоровительная деятельность для снятия психологического и физического напряжения после работы.

3. Поддержание тренированности на имеющемся уровне.

4. Повышение физической подготовки. Развитие функциональных возможностей организма.

Тренировочные нагрузки подразделяются:

1. по характеру:

тренировочные;

соревновательные;

2. по степени сходства с соревновательным упражнением:

специфические;

неспецифические;

3. по величине нагрузки:

околопредельные;

предельные;

4. по направленности:

совершенствующие двигательные качества;

совершенствующие компоненты двигательных качеств (алактатных или лактатных анаэробных возможностей, аэробных возможностей);

совершенствующие технику движений;

совершенствующие компоненты психической подготовленности

совершенствующие тактическое мастерство;

5. по координационной сложности

не требующих значительной мобилизации координационных способностей;

связанные с выполнением движений высокой координационной сложности;

6. по психической напряженности

напряженные;

менее напряженные.

7. по величине воздействия на организм:

развивающие;

стабилизирующие;

восстановительные.

Специфические нагрузки это нагрузки существенно сходные с соревновательными по характеру проявляемых способностей и реакциям функциональных систем.

Развивающие нагрузки – характеризующиеся высокими воздействиями на основные функциональные системы организма и вызывающие значительный уровень утомления. Такие нагрузки требуют восстановительный период для наиболее задействованных функциональных систем 24–96 ч.

Стабилизирующие нагрузки , воздействуют на организм спортсмена на уровне 50–60% по отношению к большим нагрузкам и требуют восстановления наиболее утомленных систем от 12 до 24 ч

Восстановительные нагрузки это нагрузки на уровне 25–30% по отношению к большим и требующие восстановления не более 6 ч.

К признакам эффективности тренировочных нагрузок можно отнести:

1) специализированность, т.е. меру сходства с соревновательным упражнением;

2) напряженность, которая проявляется при задействовании определенных механизмов энергообеспечения;

3) величину нагрузки, как количественную меру воздействия упражнения на организм спортсмена.

Классификация тренировочных нагрузок дает представление о режимах работы, в которых должны выполняться различные упражнения, используемые в тренировке, направленной на воспитание различных двигательных способностей.

В классификации тренировочных и соревновательных нагрузок выделяют пять зон, имеющих определенные физиологические границы.

Эти зоны имеют следующие характеристики.

Аэробная восстановительная зона . Ближайший тренировочный эффект нагрузок этой зоны связан с повышением ЧСС до 140–145 уд./мин. Лактат в крови находится на уровне покоя и не превышает 2 ммоль/л. Потребление кислорода достигает 40–70% от МПК. Обеспечение энергией происходит за счет окисления жиров (50% и более), мышечного гликогена и глюкозы крови. Работа обеспечивается полностью медленными мышечными волокнами которые обладают свойствами полной утилизации лактата, и поэтому он не накапливается в мышцах и крови. Верхней границей этой зоны является скорость (мощность) аэробного порога (лактат 2 ммоль/л). Работа в этой зоне может выполняться от нескольких минут до нескольких часов. Она стимулирует восстановительные процессы, жировой обмен в организме совершенствует аэробные способности (общую выносливость).

Нагрузки, направленные на развитие гибкости и координации движений, выполняются в этой зоне. Методы упражнения не регламентированы.

Объем работы в течение макроцикла в этой зоне в разных видах спорта составляет от 20 до 30%.

Аэробная развивающая зона . Ближний тренировочный эффект нагрузок этой зоны связан с повышением ЧСС до 160–175 уд./мин. Лактат в крови до 4 ммоль/л, потребление кислорода 60–90% от МПК. Обеспечение энергией происходит за счет окисления углеводов (мышечного гликогена и глюкозы) и в меньшей степени жиров. Работа обеспечивается медленными мышечными волокнами и быстрыми мышечными волокнами, которые включаются при выполнении нагрузок у верхней границы зоны – скорости (мощности) анаэробного порога.

Вступающие в работу быстрые мышечные волокна способны в меньшей степени окислять лактат, и он медленно постепенно нарастает от 2 до 4 ммоль/л.

Соревновательная и тренировочная деятельность в этой зоне может проходить также несколько часов и связана с марафонскими дистанциями, спортивными играми. Она стимулирует воспитание специальной выносливости, требующей высоких аэробных способностей, силовой выносливости, а также обеспечивает работу по воспитанию координации и гибкости. Основные методы: непрерывного упражнения и интервального упражнения.

Объем работы в этой зоне в макроцикле в разных видах спорта составляет от 40 до 80%.

Смешанная аэробно-анаэробная зона . Ближний тренировочный эффект нагрузок в этой зоне связан с повышением ЧСС до 180–185 уд./мин, лактат в крови до 8–10 ммоль/л, потребление кислорода 80-100% от МПК. Обеспечение энергией происходит преимущественно за счет окисления углеводов (гликогена и глюкозы). Работа обеспечивается медленными и быстрыми мышечными единицами (волокнами). У верхней границы зоны – критической скорости (мощности), соответствующей МПК, подключаются быстрые мышечные волокна (единицы), которые не способны окислять накапливающийся в результате работы лактат, что ведет к его быстрому повышению в мышцах и крови (до 8–10 ммоль/л), что рефлекторно вызывает также значительное увеличение легочной вентиляции и образование кислородного долга.

Соревновательная и тренировочная деятельность в непрерывном режиме в этой зоне может продолжаться до 1,5–2ч. Такая работа стимулирует воспитание специальной выносливости, обеспечиваемой как аэробными, так и анаэробно-гликолитическими способностями, силовой выносливости. Основные методы: непрерывного и интервального экстенсивного упражнения. Объем работы в макроцикле в этой зоне в разных видах спорта составляет от 5 до 35%.

Анаэробно-гликолитическая зона. Ближайший тренировочный эффект нагрузок этой зоны связан с повышением лактата крови от 10 до 20 ммоль/л. ЧСС становится менее информативной и находится на уровне 180–200 уд./мин. Потребление кислорода постепенно снижается от 100 до 80% от МПК. Обеспечение энергией происходит за счет углеводов (как с участием кислорода, так и анаэробным путем). Работа выполняется всеми тремя типами мышечных единиц, что ведет к значительному повышению концентрации лактата, легочной вентиляции и кислородного долга. Суммарная тренировочная деятельность в этой зоне не превышает 10–15 мин. Она стимулирует воспитание специальной выносливости и особенно анаэробных гликолитических возможностей.

Соревновательная деятельность в этой зоне продолжается от 20 с до 6–10 мин. Основной метод – интервального интенсивного упражнения. Объем работы в этой зоне в макроцикле в разных видах спорта составляет от 2 до 7%.

Анаэробно-алактатная зона . Ближний тренировочный эффект не связан с показателями ЧСС и лактата, так как работа кратковременная и не превышает 15 – 20 с в одном повторении. Поэтому лактат в крови, ЧСС и легочная вентиляция не успевают достигнуть высоких показателей. Потребление кислорода значительно падает. Верхней границей зоны является максимальная скорость (мощность) упражнения. Обеспечение энергией происходит анаэробным путем за счет использования АТФ и КФ, после 10 с к энергообеспечению начинают подключаться гликолиз и в мышцах накапливается лактат. Работа обеспечивается всеми типами мышечных единиц. Суммарная тренировочная деятельность в этой зоне не превышает 120–150 с за одно тренировочное занятие. Она стимулирует воспитание скоростных, скоростно-силовых, максимально-силовых способностей. Объем работы в макроцикле составляет в разных видах спорта от 1 до 5%.

В циклических видах спорта, связанных с преимущественным проявлением выносливости, для более точного дозирования нагрузок смешанную аэробно-анаэробную зону в отдельных случаях делят на две подзоны.

Первую составляют соревновательные упражнения продолжительностью от 30 мин до 2 ч

Вторую – упражнения продолжительностью от 10 до 30 мин.

Анаэробно-гликолитическую зону делят на три подзоны:

В первой – соревновательная деятельность продолжается примерно от 5 до 10 мин; во второй – от 2 до 5 мин; в третей – от 0,5 до 2 мин.

При планировании длительности отдыха между повторениями упражнения или разными упражнениями в рамках одного занятия следует различать три типа интервалов.

1. Полные (ординарные) интервалы, гарантирующие к моменту очередного повторения практически такое восстановление работоспособности, которое было до его предыдущего выполнения, что дает возможность повторить работу без дополнительного напряжения функций.

2. Напряженные (неполные) интервалы, при которых очередная нагрузка попадает на состояние некоторого недовосстановления работоспособности.

3. «Минимакс» интервал. Этот наименьший интервал отдыха между упражнениями, после которого наблюдается повышенная работоспособность (суперкомпенсация), наступающая при определенных условиях в силу закономерностей восстановительного процесса.

При воспитании силы, быстроты и ловкости повторные нагрузки сочетаются обычно с полными и «минимакс» интервалами. При воспитании выносливости используются все типы интервалов отдыха.

По характеру поведения спортсмена отдых между отдельными упражнениями может быть активным и пассивным. При пассивном отдыхе спортсмен не выполняет никакой работы, при активном – заполняет паузы дополнительной деятельностью. Эффект активного отдыха зависит прежде всего от характера утомления: он не обнаруживается при легкой предшествующей работе и постепенно возрастает с увеличением ее интенсивности. Мало интенсивная работа в паузах оказывает тем большее положительное воздействие, чем выше была интенсивность предшествующих упражнений.

По сравнению с интервалами отдыха между упражнениями интервалы отдыха между занятиями более существенно влияют на процессы восстановления, долговременной адаптации организма к тренировочным нагрузкам.

Гетерохронность (неодновременность) восстановления различных функциональных возможностей организма после тренировочных нагрузок и гетерохронность адаптационных процессов позволяют в принципе тренироваться ежедневно и не один раз в день без каких-либо явлений переутомления и перетренировки.

Эффект этих воздействий непостоянен и зависит от продолжительности нагрузки и ее направленности, а также величины.

В связи с этим различают ближний тренировочный эффект (БТЭ), следовой тренировочный эффект (СТЭ) и кумулятивный тренировочный эффект (КТЭ).

БТЭ характеризуется процессами, происходящими в организме непосредственно при выполнении упражнений, и теми изменениями функционального состояния, которые возникают в конце упражнения или занятия. СТЭ является последствием выполнения упражнения, с одной стороны, и ответным реагированием систем организма на данное упражнение или занятие – с другой.

По окончании упражнения или занятия в период последующего отдыха начинается следовой процесс, представляющий собой фазу относительной нормализации функционального состояния организма и его работоспособности. В зависимости от начала повторной нагрузки организм может находиться в состоянии недовосстановления, возвращения к исходной работоспособности или в состоянии суперкомпенсации, т.е. более высокой работоспособности, чем исходная.

При регулярной тренировке следовые эффекты каждого тренировочного занятия или соревнования, постоянно накладываясь друг на друга, суммируются, в результате чего возникает кумулятивный тренировочный эффект, который не сводится к эффектам отдельных упражнений или занятий, а представляет собой производное от совокупности различных следовых эффектов и приводит к существенным адаптационным (приспособительным) изменениям в состоянии организма спортсмена, увеличению его функциональных возможностей и спортивной работоспособности.

Продолжительность и степень изменения отдельных параметров нагрузки в различных фазах ее волнообразных колебаний зависит от:

абсолютной величины нагрузок;

уровня и темпов развития тренированности спортсмена;

особенностей вида спорта;

этапов и периодов тренировки.

На этапах, непосредственно предшествующих основным соревнованиям, волнообразное изменение нагрузок обусловлено в первую очередь закономерностями «запаздывающей трансформации» кумулятивного эффекта тренировки. Внешне феномен запаздывающей трансформации проявляется в том, что пики спортивных результатов как бы отстают во времени от пиков объема тренировочных нагрузок: ускорение роста результата наблюдается не в тот момент, когда объем нагрузок достигает особенно значительных величин, а после того как он стабилизировался или снизился. Отсюда в процессе подготовки к соревнованиям на первый план выдвигается проблема регулирования динамики нагрузки с таким расчетом, чтобы их общий эффект трансформировался в спортивный результат в намеченные сроки.

Из логики соотношений параметров объема и интенсивности нагрузок можно вывести следующие правила, касающиеся их динамики в тренировке:

1) чем меньше частота и интенсивность тренировочных занятий, тем продолжительнее может быть фаза (этап) неуклонного нарастания нагрузок, но степень их прироста каждый раз незначительна;

2) чем плотнее режим нагрузок и отдыха в тренировке и чем выше общая интенсивность нагрузок, тем короче периоды волнообразных колебаний в их динамике, тем чаще появляются в ней «волны»;

3) на этапах особенно значительного увеличения суммарного объема нагрузок (что бывает необходимо для обеспечения долговременных адаптации морфофункционального характера) доля нагрузок высокой интенсивности и степень ее увеличения лимитированы тем больше, чем значительнее возрастает суммарный объем нагрузок, и наоборот;

4) на этапах особенно значительного увеличения суммарной интенсивности нагрузок (что необходимо для ускорения темпов развития специальной тренированности) их общий объем лимитирован тем больше, чем значительнее возрастают относительная и абсолютная интенсивность.

Организм каждого человека обладает определенными резервными возможностями в противостоянии воздействиям внешней среды. Способность к выполнению различных видов физической работы может возрастать многократно, но до определенного предела. Регулярная мышечная деятельность (тренировка) путем совершенствования физиологических механизмов мобилизует имеющиеся резервы, отодвигая их предельные границы.

Общий положительный эффект

Общий эффект регулярных занятий физическими упражнениями (тренированность) заключается в:

Повышении устойчивости ЦНС: в состоянии покоя у тренированных лиц отмечается несколько более пониженная возбудимость нервной системы; во время работы повышаются возможности достижения повышенной возбудимости и увеличивается лабильность периферической нервной системы;

Положительных изменениях в опорно-двигательном аппарате: увеличивается масса и объем скелетных мышц, улучшается их кровоснабжение, укрепляются сухожилия и связочный аппарат суставов и др.;

Экономизации функций отдельных органов и кровообращения в целом; в улучшении состава крови и т.п.;

Уменьшении расхода энергии в состоянии покоя: из-за экономизации всех функций общий расход энергии у тренированного организма ниже, чем у нетренированного, на 10–15%;

Существенном уменьшении периода восстановления после физической нагрузки любой интенсивности.

Как правило, повышение общей тренированности к физическим нагрузкам имеет и неспецифический эффект – повышение устойчивости организма к действию неблагоприятных факторов внешней среды (стрессовых ситуаций, высоких и низких температур, радиации, травм, гипоксии), к простудным и инфекционным заболеваниям.

В то же время, длительное использование предельных тренировочных нагрузок, что особенно часто случается в «большом спорте», может привести к противоположному эффекту – угнетению иммунитета и повышению восприимчивости к инфекционным заболеваниям.

Локальный эффект воздействия физических нагрузок

Локальный эффект повышения тренированности, который является неотъемлемой частью общего, связан с ростом функциональных возможностей отдельных физиологических систем.

Изменения в составе крови. Регуляция состава крови зависит от целого ряда факторов, на которые может оказывать свое влияние человек: полноценное питание, пребывание на свежем воздухе, регулярные физические нагрузки и др. В данном контексте мы рассматриваем влияние физических нагрузок. При регулярных занятиях физически­ми упражнениями в крови увеличивается количество эритроцитов (при кратковременной интенсивной работе – за счет выхода эритроцитов из «кровяных депо»; при длительной интенсивной нагрузке – за счет усиления функций кроветворных органов). Повышается содержание гемоглобина в единице объема крови, соответственно увеличивается кислородная емкость крови, что усиливает ее кислородно-транспортную возможность.

Вместе с тем в циркулирующей крови наблюдаются увеличение содержания лейкоцитов и их активность. Специальными исследованиями было установлено, что регулярная физическая тренировка без перегрузок увеличивает фагоцитарную активность составляющих крови, т.е. повышает неспецифическую сопротивляемость организма к различным неблагоприятным, особенно инфекционным, факторам.

Тренированность человека способствует лучшему перенесению повышающейся при мышечной работе концентрации молочной кислоты в артериальной крови. У нетренированных максимально допустимая концентрация молочной кислоты в крови составляет 100–150 мг %, а у тренированных она может возрастать

до 250 мг %, что говорит об их больших потенциальных возможностях к выполнению максимальных физических нагрузок. Все эти изменения в крови физически тренированного человека рассматриваются как благоприятные не только для выполнения им на­пряженной мышечной работы, но и для поддержания общей активной жизнедеятельности.

Изменения в работе сердечно-сосудистой системы

Сердце. Даже в покое сердце выполняет огромную работу. Под влиянием физической нагрузки расширяются границы его возможностей, и оно приспосабливается к переброске намного большего количества крови, чем это может сделать сердце нетренированного человека. Работая с повышенной нагрузкой при выполнении активных физических упражнений, сердце неизбежно само тренируется, так как в этом случае через коронарные сосуды улучшается питание самой сердечной мышцы, увеличивается ее масса, изменяются размеры и функциональные возможности.

Показателями работоспособности сердца являются частота пульса, кровяное давление, систолический объем крови, минутный объем крови. Наиболее простым и информативным показателем работы сердечно-сосудистой системы является пульс.

Пульс – волна колебаний, 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 удар./мин. Регулярные физические нагрузки вызывают урежение пульса в покое за счет увеличения фазы отдыха (расслабления) сердечной мышцы. Предельная ЧСС у тренированных людей при физической нагрузке находится на уровне 200–220 удар./мин. Нетренированное сердце такой частоты достигнуть не может, что ограничивает его возможности в стрессовых ситуациях.

Артериальное давление (АД) создается силой сокращения желудочков сердца и упругостью 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 у здорового человека в возрасте 18–40 лет в покое кровяное давление равно 120/80 мм рт. ст. (у женщин на 5–10 мм ниже). При физических нагрузках максимальное давление может повышаться до 200 мм рт. ст. и больше. После прекращения нагрузки у тренированных людей оно быстро восстанавливается, а у нетренированных долго остается повышенным, и если интенсивная работа продолжается, то может наступить патологическое состояние.

Систолический объем в покое, который во многом определяется силой сокращения сердечной мышцы, у нетренированного человека составляет 50–70 мл, у тренированного – 70–80 мл, причем при более редком пульсе. При интенсивной мышечной работе он колеблется соответственно от 100 до 200 мл и более (в зависимости от возраста и тренированности). Наибольший систолический объем наблюдается при пульсе от 130 до 180 удар./мин, тогда как при пульсе выше 180 удар./мин он начинает существенно снижаться. Поэтому для повышения тренированности сердца и общей выносливости человека наиболее оптимальными считаются физические нагрузки при частоте сердечных сокращений

130–180 удар./мин.

Кровеносные сосуды, как уже отмечалось, обеспечивают постоянное движение крови в организме под воздействием не только работы сердца, но и разности давлений в артериях и венах. Эта разность возрастает с ростом активности движений. Физическая работа способствует расширению кровеносных сосудов, снижению постоянного тонуса их стенок, повышению их эластичности.

Продвижению крови в сосудах содействует и чередование напряжения и расслабления активно работающих скелетных мышц («мышечный насос»). При активной двигательной деятельности оказывается положительное воздействие и на стенки крупных артерий, мышечная ткань которых с большой частотой напрягается и расслабляется. При физических нагрузках почти полностью раскрывается и микроскопическая капиллярная сеть, которая в покое задействована всего на 30–40 %. Все это позволяет существенно ускорить кровоток.

Так, если в покое кровь совершает полный кругооборот за 21–22 с, то при физических нагрузках – за 8 с и менее. При этом объем циркулирующей крови способен возрастать до 40 л/мин, что намного увеличивает кровоснабжение, а следовательно, и поступление питательных веществ и кислорода во все клетки и ткани организма.

В то же время установлено, что длительная и интенсивная умственная работа, так же, как и состояние нервно-эмоционального напряжения, может существенно повысить частоту сердечных сокращений до 100 удар./мин и более. Таким образом, длительная напряженная умственная работа, нервно - эмоциональные состояния, не сбалансированные с активными движениями, с физическими нагрузками, могут привести к ухудшению кровоснабжения сердца и мозга, других жизненно важных органов, к стойкому повышению кровяного давления, к формированию «модного» ныне среди студентов заболевания – вегето-сосудистой дистонии .

Изменения в дыхательной системе

Работа системы дыхания (совместно с кровообращением) по газообмену, который усиливается при мышечной деятельности, оценивается частотой дыхания, легочной вентиляцией, жизненной емкостью легких, потреблением кислорода, кислородным долгом и другими показателями. При этом следует помнить о том, что в организме имеются особые механизмы, которые автоматически управляют дыханием. Даже в бессознательном состоянии процесс дыхания не прекращается. Главным регулятором дыхания является дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге.

В состоянии покоя дыхание совершается ритмично, причем временное соотношение вдоха и выдоха приблизительно равно 1:2. При выполнении работы частота и ритм дыхания могут изменяться в зависимости от ритма движения. Но практически дыхание человека может быть различным в зависимости от обстановки. В то же время он может сознательно в некоторой степени управлять своим дыханием: задержка, изменение частоты и глубины, т.е. изменять его отдельные параметры.

Частота дыхания (смена вдоха и выдоха и дыхательной паузы) в покое составляет 16–20 циклов. При физической работе частота дыхания увеличивается в среднем в 2–4 раза. С учащением дыхания неизбежно уменьшается его глубина, изменяются и отдельные показатели эффективности дыхания. Это особенно четко видно у подготовленных спортсменов (табл. 3).

В соревновательной практике в циклических видах спорта наблюдается частота дыхания 40–80 циклов в мин, обеспечивающая наибольшую величину потребления кислорода.

Силовые и статические упражнения широко распространены в спорте. Их продолжительность незначительна: от десятых долей секунды до 1–3 с – удар в боксе, финальное усилие в метаниях, удержание поз в спортивной гимнастике и др.; от 3 до 8 с – штанга, стойка на кистях и т.д.; от 10 до 20 с – стрельба, удержание соперника на «мосту» в борьбе и др.

Таблица 3

Показатели дыхательной системы при различной частоте дыхания у мастера спорта по велоспорту (в эксперименте) (по В.В. Михайлову)

Таблица 4

Подъем веса испытуемыми в различные фазы дыхания

(по В.В. Михайлову)

Эти упражнения и движения со спортивной точки зрения целесообразнее выполнять при задержке дыхания или на выдохе (табл. 4), наибольшее усилие развивается во время задержки дыхания (хотя это неблагоприятно для здоровья).

Дыхательный объем – количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, дыхательная пауза, выдох). Величина дыхательного объема находится в прямой зависимости от степени тренированности к физическим нагрузкам. В состоянии покоя у нетренированных людей дыхательный объем составляет 350–500 мл, у тренированных–800 мл и более. При интенсивной физической работе он может увеличиваться примерно до 2500 мл.

Легочная вентиляция – объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин. Величина легочной вентиляции определяется путем умножения величины дыхательного объема на частоту дыхания. Легочная вентиляция в покое составляет 5–9 л. Ее максимальная величина у нетренированных людей составляет до 150 л, а у спортсменов доходит до 250 л.

Жизненная емкость легких (ЖЁЛ) – наибольший объем воздуха, который человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха. У разных людей ЖЁЛ неодинакова. Ее величина зависит от возраста, массы и длины тела, пола, состояния физической тренированности человека и от других факторов. ЖЁЛ определяют при помощи спирометра. Средняя её величина составляет у женщин 3000 - 3500 мл, у мужчин – 3800 – 4200 мл. У людей, занимающихся физической культурой, она значительно увеличивается и достигает у женщин

5000 мл, у мужчин – 7000 мл и более.

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

Максимальное потребление кислорода (МПК) – наибольшее количество кислорода, которое может усвоить организм при предельно тяжелой для него работе. МПК служит важным критерием функционального состояния систем дыхания и кровообращения.

МПК является показателем аэробной (кислородной) производительности организма, т.е. его способности выполнять интенсивную физическую работу при достаточном количестве поступающего в организм кислорода для получения необходимой энергии. МПК имеет предел, который зависит от возраста, состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем, от активности протекания процессов обмена веществ и находится в прямой зависимости от степени физической тренированности.

У тех, кто не занимается спортом, предел МПК находится на уровне

2 – 3,5 л/мин. У спортсменов высокого класса, особенно занимающихся циклическими видами спорта, МПК может достигать: у женщин – 4 л/мин и более; у мужчин – 6 л/мин и более. С ориентацией на МПК дается и оценка интенсивности физической нагрузки. Так, интенсивность ниже 50% МПК расценивается как легкая, 50 – 75% МПК – умеренная, свыше 75% МПК – как тяжелая.

Кислородный долг – количество кислорода, необходимое для окисления продуктов обмена веществ, накопившихся при физической работе. При длительной интенсивной работе возникает суммарный кислородный долг, максимально возможная величина которого у каждого человека имеет предел (потолок). Кислородный долг образуется в том случае, когда кислородный запрос организма человека выше потолка потребления кислорода в данный момент. Например, при беге на 5000 м кислородный запрос у спортсмена, преодолевающего эту дистанцию за 14 мин, равен 7 л в 1 мин, а потолок потребления у данного спортсмена – 5,3 л, следовательно, в организме каждую минуту возникает кислородный долг, равный 1,7 л.

Нетренированные люди способны продолжать работу при долге, не превышающем 6–10 л. Спортсмены же высокого класса (особенно в циклических видах спорта) могут выполнять такую нагрузку, после которой возникает кислородный долг в 16–18 л и даже более. Кислородный долг ликвидируется после окончания работы. Время его ликвидации зависит от длительности и интенсивности работы (от нескольких минут до 1,5 ч).

Перечисленные показатели дееспособности сердечно-сосудистой системы (ССС) и дыхательной функции и её составляющих особенно значительны у пловцов, лыжников, бегунов на средние и длинные дистанции.

Кислородное голодание организма – гипоксия. Когда в клетки тканей поступает меньше кислорода, чем нужно для полного обеспечения потребления в энергии (т.е. кислородный долг), наступает кислородное голодание, или гипоксия. Она может происходить не только из-за кислородного долга при физических нагрузках повышенной интенсивности. Гипоксия может наступать и по другим причинам, как внешним, так и внутренним.

Таблица 5

Различия в резервных возможностях организма у нетренированного человека и спортсмена (по И.В. Муравову)

Показатель

Нетренированный человек

Соотношение Б – А

Спортсмен

Соотношение Б – А

в покое А

в покое А

после максимальной нагрузки Б

Сердечно-сосудистая система

Частота сердечных сокращений в минуту

2,0

Систолический объем крови

0,5

2,8

Минутный объём крови (л)

2,6

4,5

Дыхательная система

Частота дыханий (в мин)

16-18

1,8

Дыхательный объем (мл)

2,0

8,5

Минутный объем вентиляции (л)

4,5

33,3

Потребление кислорода в 1 мин (мл)

33,3

Выделительная система

Потоотделение через кожу (мл)

К внешним причинам относятся и загрязнение воздуха, и подъем на высоту (в горы, полет на самолете), и др. В этих случаях падает парциальное давление кислорода в атмосферном и альвеолярном воздухе и снижается количество кислорода, поступающего в кровь для доставки его к тканям.

Если на уровне моря парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе равно 159 мм рт. ст., то на высоте 3000 м оно снижается до 110 мм, а на высоте 5000 м–до 75–80 мм рт.ст.

Внутренние причины гипоксии зависят от состояния дыхательного аппарата и сердечно-сосудистой системы организма человека. Гипоксия, обусловленная внутренними причинами, возникает и при хроническом недостатке движений (гипокинезия), и при умственном переутомлении, а также при различных болезнях.

В табл. 5 представлены резервные возможности тренированных и нетренированных людей по наиболее важным физиологическим показателям.

Изменения в опорно-двигательной и других системах организма при физической нагрузке

Регулярные физические нагрузки увеличивают прочность костной ткани, повышают эластичность мышечных сухожилий и связок, увеличивают выработку внутрисуставной (синовиальной) жидкости. Все это способствует возрастанию амплитуды движений (гибкости). Заметные изменения происходят и в скелетных мышцах. За счет увеличения количества и утолщения мышечных волокон происходит рост силовых показателей мышц. У спортсменов и у незанимающихся физическими упражнениями они существенно различаются (табл. 6). Подобные различия достигаются и за счет совершенствования нервно - координационного обеспечения работы мышц – способности к одновременному участию в отдельном движении максимального количества мышечных волокон и полному и одновременному их расслаблению. При регулярных физических нагрузках увеличивается способность организма откладывать в мышцах (и печени) запас углеводов в виде гликогена и тем самым улучшать так называемое тканевое дыхание мышц. Если в среднем величина этого запаса составляет у нетренированного человека 350 г, то у спортсмена она может достигать 500 г. Это повышает его потенциальные возможности к проявлению не только физической, но и умственной работоспособности.

Таблица 6

Средние показатели мышц - сгибателей кисти сильнейшей руки

То, что не упражняется – умирает, движение – это жизнь.

Факторам среды обитания

Лекция 3

Социально-биологические основы адаптации организма человека к физической и умственной деятельности,

1. Физическое развитие человека.

2. Роль упражнений и функциональные показатели тренированности организма.

Физическое развитие - закономерный естественный процесс становления и изменения морфологических и функциональных свойств организма в продолжении индивидуальной жизни.

Физическое развитие характеризуется изменениями трех групп показателей:

1. Показатели телосложения (длина тела, масса тела, осанка, объемы и формы отдельных частей тела, величина жироотложения и др.), которые характеризуют, прежде всего, биологические формы, или морфологию человека.

2. Показатели (критерии) здоровья, отражающие морфологические и функциональные изменения физиологических систем организма человека. Решающее значение на здоровье человека оказывает функционирование сердечно-сосудистой, дыхательной и центральной нервной систем, органов пищеварения и выделения, механизмов терморегуляции и др.

3. Показатели развития физических качеств (силы, быстроты, гибкости, выносливости, ловкости).

Характер физического развития как процесс изменения указанных показателей в течение жизни зависит от многих причин и определяется целым рядом закономерностей.

Физическое развитие в известной мере определяется законами наследственности , которые должны учитываться как факторы, благоприятствующие или, наоборот, препятствующие физическому совершенствованию человека.

Процесс физического развития подчиняется также закону возрастной ступенчатости . Вмешиваться в процесс физического развития человека с целью управления им можно только на основе учета особенностей и возможностей человеческого организма в различные возрастные периоды: в период становления и роста, в период наивысшего развития его форм и функций, в период старения.

Процесс физического развития подчиняется закону единства организма и среды и, следовательно, существенным образом зависит от условий жизни человека. К условиям жизни, прежде всего, относятся социальные условия.

Большое значение для управления физическим развитием в процессе физического воспитания имеют биологический закон упражняемости и закон единства форм и функций организма в его деятельности .

Общее представление о физическом развитии получают при проведении трех основных измерений:

1. определяя длину тела;

2. массу тела;

3. обхват грудной клетки.

Существует три уровня физического развития: высокий, средний и низкий и два промежуточных выше среднего и ниже среднего.

Формирование и совершенствование различных морфофизиологических функций и организма в целом зависят от их способ­ности к дальнейшему развитию, что имеет во многом генетическую (врожденную) основу и особенно важно для достижения как опти­мальных, так и максимальных показателей физической и умственной работоспособности. При этом следует знать, что способность к выполнению физической работы может возрастать многократно, но до определенных пределов, тогда как умственная деятельность фактически не имеет ограничений в своем развитии. Каждый организм обладает определенными резервными возможностями.

Особенности морфофункционального состояния разных систем организма, формирующиеся в результате двигательной деятельности, называют физиологическими показателями тренированности. Они изучаются у человека в состоянии относительного покоя, при выполнении стандартных нагрузок и нагрузок различной мощности, в том числе и предельных.

Процесс упражнения стал предметом научного исследования под влиянием эволюционного учения ЭК Ламарка и Ч. Дарвина только в XIX в. В 1809 г. Ламарк опубликовал материал, где отметил, что у животных, обладающих нервной системой, развиваются органы, которые упражняются, а органы, которые не упражняются - слабеют и уменьшаются. П.Ф. Лесгафт, известный анатом и отечественный общественный деятель XIX - начала XX в., показал конкретную морфологическую перестройку организма и отдельных органов человека в процессе упражнений и тренировки.

Известные российские физиологи И.М. Сеченов и И.П. Павлов показали роль центральной нервной системы в развитии тренированности на всех стадиях упражнения при формировании приспособительных процессов организма.

К числу показателей тренированности в покое (общий эффект регулярных занятий физическими упражнениями) можно отнести:

1. изменения в состоянии центральной нервной системы, увеличение подвижности нервных процессов, укорочение скрытого периода двигательных реакций;

2. изменения опорно-двигательного аппарата (увеличенная масса и возросший объем скелетных мышц, гипертрофия мышц, сопровож­даемая улучшением их кровоснабжения, положительные биохимические сдвиги, повышенная возбудимость и лабильность нервно-мышечной системы);

3. изменения функции органов дыхания (частота дыхания у трени­рованных в покое меньше, чем у нетренированных); кровообращения (частота сердечных сокращений в покое также меньше, чем у нетренированных); состава крови и т.п.;

4. уменьшении расхода энергии в состоянии покоя: из-за экономизации всех функций общий расход энергии у тренированного организма ниже, чем у нетренированного, на 10-15%;

5. существенное уменьшение периода восстановления после фи­зической нагрузки любой интенсивности.

Как правило, повышение общей тренированности к физическим нагрузкам имеет и неспецифический эффект - повышение устойчи­вости организма к действию неблагоприятных факторов внешней сре­ды (стрессовых ситуаций, высоких и низких температур, радиации, травм, гипоксии), к простудным и инфекционным заболеваниям.

Здесь также уместно отметить, что длительное использование предельных тренировочных нагрузок, что особенно часто случается в «большом спорте», может привести к противоположному эффекту - угнетению иммунитета и повышению восприимчивости к инфекци­онным заболеваниям.

Локальный эффект повышения тренированности, который является неотъемлемой частью общего, связан с ростом функциональных возможностей отдельных физиологических систем.

Изменения в составе крови. При регулярных занятиях физическими упражнениями в крови увеличивается количество эритроцитов (при кратковременной интенсивной работе - за счет выхода эритро­цитов из «кровяных депо»; при длительной интенсивной нагрузке - за счет усиления функций кроветворных органов). Повышается содержание гемоглобина в единице объема крови, соответственно увеличивается кислородная емкость крови, что усиливает ее кислородно-транспортную возможность.

Вместе с тем в циркулирующей крови наблюдается увеличение содержания лейкоцитов и их активность.

Тренированность человека способствует и лучшему перенесению повышающейся при мышечной работе концентрации молочной кислоты в артериальной крови. У нетренированных максимально допустимая концентрация молочной кислоты в крови составляет 100-150 мг%, а у тренированных она может возрастать до 250 мг%, что говорит об их больших потенциальных возможностях к выполнению максимальных физических нагрузок для поддержания общей активной жизнедеятельности.

Изменения в работе сердечно-сосудистой системы

Сердце. Работая с повышенной нагрузкой при выполнении активных физических упражнений, сердце неизбежно само тренируется, так как в этом случае через коронарные сосуды улучшается питание самой сердечной мышцы, увеличивается ее масса, изменяются размеры и функциональные возможности.

Показателями работоспособности сердца являются:

1. частота пульса - волна колебаний, 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 удар/мин. Регулярные физические нагрузки вызывают урежение пульса в покое за счет увеличения фазы отдыха (расслабления) сердечной мышцы. Предельная ЧСС у тренированных людей при физической нагрузке находится на уровне 200-220 удар/мин. Нетренированное сердце такой частоты достигнуть не может, что ограничивает его возможности в стрессовых ситуациях.

2. артериальное давление (АД) создается силой сокращения желудочков сердца и упругостью 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 у здорового человека в возрасте 18- 40 лет в покое кровяное давление равно 120/80 мм рт. ст. (у женщин на 5-10 мм ниже). При физических нагрузках максимальное давление может повышаться до 200 мм рт. ст. и больше. После прекращения нагрузки у тренированных людей оно быстро восстанавливается, а у нетренированных долго остается повышенным, и если интенсивная работа продолжается, то может наступить патологическое состояние.

3. систолический объем крови в покое, который во многом определяется силой сокращения сердечной мышцы, у нетренированного человека составляет 50-70 мл, у тренированного - 70-80 мл, причем при более редком пульсе. При интенсивной мышечной работе он колеблется соответственно от 100 до 200 мл и более (в зависимости от возраста и тренированности). Наибольший систолический объем наблюдается при пульсе от 130 до 180 удар/мин, тогда как при пульсе выше 180 удар/мин он начинает существенно снижаться. Поэтому для повышения тренированности сердца и общей выносливости человека наиболее оптимальными считаются физические нагрузки при частоте сердечных сокращений 130-180 удар/мин.

4. минутный объем крови – количество крови, выбрасываемое желудочком в течение одной минуты.

Кровеносные сосуды, как уже отмечалось, обеспечивают постоянное движение крови в организме под воздействием не только работы сердца, но и разности давлений в артериях и венах. Эта разность возрастает с ростом активности движений. Физическая работа способствует расширению кровеносных сосудов, снижению постоянного тонуса их стенок, повышению их эластичности.

Продвижению крови в сосудах содействует и чередование напряжения и расслабления активно работающих скелетных мышц («мышечный насос»). При активной двигательной деятельности оказывает положительное воздействие и на стенки крупных артерий, мышечная ткань которых с большой частотой напрягается и расслаб­ляется. При физических нагрузках полностью раскрывается и микроскопическая капиллярная сеть, которая в покое задействована всего на 30-40%. Все это позволяет существенно ускорить кровоток.

Так, если в покое кровь совершает полный кругооборот за 21-22 с, то при физических нагрузках - за 8 с и менее. При этом объем циркулирующей крови способен возрастать до 40 л/мин, что намного увеличивает кровоснабжение, а следовательно, и поступление питательных веществ и кислорода во все клетки и ткани организма.

Изменения в дыхательной системе

Работа системы дыхания (совместно с кровообращением) по газообмену, который усиливается при мышечной деятельности, оценивается частотой дыхания, легочной вентиляцией, жизненной емкостью легких, потреблением кислорода, кислородным долгом и другими показателями. При этом следует помнить о том, что в организме имеются особые механизмы, которые автоматически управляют дыханием. Даже в бессознательном состоянии процесс дыхания не прекращается. Главным регулятором дыхания является дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге.

В состоянии покоя дыхание совершается ритмично, причем временное соотношение вдоха и выдоха приблизительно равно 1:2. При выполнении работы частота и ритм дыхания могут изменяться в зависимости от ритма движения.

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

Дыхательный объем - количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, дыхательная пауза, выдох). Величина дыхательного объема находится в прямой зависимости от степени тренированности к физическим нагрузкам. В состоянии покоя у нетренированных людей дыхательный объем составляет 350- 500 мл, у тренированных - 800 мл и более. При интенсивной физической работе он может увеличиваться примерно до 2500 мл.

Легочная вентиляция - объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин. Величина легочной вентиляции определяется путем умножения величины дыхательного объема на частоту дыхания. Ле­гочная вентиляция в покое составляет 5-9 л. Ее максимальная вели­чина у нетренированных людей составляет 110-150 л, а у спортсме­нов доходит до 250 л.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - наибольший объем воздуха, который человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха. Ее величина зависит от возраста, массы и длины тела, пола, состояния физической тренированности человека и от других факторов. ЖЕЛ определяют при помощи спирометра. Средняя ее величина составляет у женщин 3000-3500 мл, у мужчин - 3800-4200 мл. У людей, занимающихся физической культурой, она значительно увеличивается и достигает у женщин 5000 мл, у мужчин - 7000 мл и более.

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

Максимальное потребление кислорода (МПК) - наибольшее количество кислорода, которое может усвоить организм при предельно тяжелой для него работе. МПК служит важным критерием функционального состояния систем дыхания и кровообращения.

МПК является показателем аэробной (кислородной) производи­тельности организма, т.е. его способности выполнять интенсивную физическую работу при достаточном количестве поступающего в ор­ганизм кислорода для получения необходимой энергии. МПК имеет предел, который зависит от возраста, состояния сердечно-сосудистой и дыхательной системы, от активности протекания процессов обмена веществ и находится в прямой зависимости от степени физической тренированности.

У тех, кто не занимается спортом, предел МПК находится на уровне 2-3,5 л/мин. У спортсменов высокого класса, особенно занимающихся циклическими видами спорта, МПК может достигать: у женщин - 4 л/мин и более; у мужчин - 6 л/мин и более. С ориентацией на МПК дается и оценка интенсивности физической нагрузки. Так, интенсивность ниже 50% МПК расценивается как легкая, 50-75% МПК - умеренная, свыше 75% МПК - как тяжелая.

Кислородный долг - количество кислорода, необходимое для окисления продуктов обмена веществ, накопившихся при физической работе. При длительной интенсивной работе возникает суммарный кислородный долг, максимально возможная величина которого у каждого человека имеет предел (потолок). Кислородный долг образуется в том случае, когда кислородный запрос организма человека выше потолка потребления кислорода в данный момент. Например, при беге на 5000 м кислородный запрос у спортсмена, преодолевающего эту дистанцию за 14 мин, равен 7 л в 1 мин, а потолок потребления у данно­го спортсмена - 5,3 л, следовательно, в организме каждую минуту возникает кислородный долг, равный 1,7 л.

Нетренированные люди способны продолжать работу при долге, не превышающем 6-10 л. Спортсмены же высокого класса (особенно в циклических видах спорта) могут выполнять такую нагрузку, после которой возникает кислородный долг в 16-18 л и даже более. Кислородный долг ликвидируется после окончания работы. Время его ликвидации зависит от длительности и интенсивности работы (от нескольких минут до 1,5 ч).

Кислородное голодание организма - гипоксия. Когда в клетки тканей поступает меньше кислорода, чем нужно для полного обеспечения потребления в энергии (т.е. кислородный долг), наступает кислородное голодание, или гипоксия. Она может происходить не только из-за кислородного долга при физических нагрузках повышенной интенсивности. Гипоксия может наступать и по другим причинам, как внешним, так и внутренним.

Различаются следующие виды гипоксии:

1. двигательная - при интенсивной мышечной нагрузке (которую каждый ощущал на заключительном отрезке при беге на длинную дистанцию);

2. гипоксическая - при снижении парциального давления в арте­риальной крови из-за внешних причин;

3. циркуляторная (застойная) - при местных нарушениях цирку­ляции крови из-за длительных неудобных поз, из-за гипокинезии или сердечной недостаточности;

4. анемическая - из-за снижения кислородной емкости крови (при кровопотерях и прочих причинах).

Есть и другие причины возникновения гипоксии, связанные с патологическими состояниями.

Изменения в опорно-двигательной и других системах организма при физической нагрузке

Регулярные физические нагрузки увеличивают прочность костной ткани, повышают эластичность мышечных сухожилий и связок, увеличивают выработку внутрисуставной (синовиальной) жидкости. Все это способствует возрастанию амплитуды движений (гибкости).

При регулярных физических нагрузках увеличивается способность организма откладывать в мышцах (и печени) запас углеводов в виде гликогена и тем самым улучшать так называемое тканевое дыхание мышц. Если в среднем величина этого запаса составляет у нетренированного человека 350 г, то у спортсмена она может достигать 500 г. Это повышает их потенциальные возможности к проявлению не только физической, но и умственной работоспособности.

Обмен веществ

Всякая деятельность человека связана с расходом энергии, а следовательно, с необходимым обменом веществ. Обменные процессы протекают очень интенсивно. Почти половина тканей тела обновляется или заменяется полностью в течение трех месяцев (за 5 лет учебы роговица глаза у студентов сменяется 350 раз, а ткани желудка обновляются около 500 раз). Для нормального протекания этих процессов требуется расщепление сложных органических веществ, поступающих в организм человека.

Такими веществами, имеющими наибольшее значение, являются белки, углеводы, жиры (при участии воды, минеральных солей, вита­минов). Не все они в одинаковой степени участвуют в энергетическом обеспечении различных видов жизнедеятельности человека, различных проявлений его двигательной активности.

Обмен энергии.

Обмен веществ между организмом и внешней средой сопровождается обменом энергии. Важнейшей физиологической константой организма человека является то минимальное количество энергии, которое человек расходует в состоянии полного покоя. Эта константа называется основным обменом. Величина его зависит от массы тела: чем она больше, тем больше обмен, но эта зависимость не прямолинейна.

Потребность организма в энергии оценивается в килокалориях. Естественно, эта потребность зависит от целого ряда факторов: уров­ня основного обмена, интенсивности выполняемой работы и др. Со­отношение количества энергии, поступившей в организм с пищей и израсходованной, называется энергетическим балансом, и находится он в тесной зависимости от характера жизнедеятельности.

Если минимальная величина суточных энергозатрат в норме составляет 2950-3850 ккал (конечно, в зависимости от возраста, пола и массы тела), то из них на мышечную деятельность должно рас­ходоваться не менее 1200-1900 ккал. Остальные энергозатраты обеспечивают поддержание жизнедеятельности организма в состоянии покоя, нормальную деятельность систем дыхания и кровообращения, обменные процессы и т.д. (энергия основного обмена).

Расход энергии тесно связан с особенностями различных физических упражнений.

АЛКОГОЛЬ, ТАБАК И ИНЫЕ СРЕДСТВА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГЕНОФОНД И ПСИХИКУ ЧЕЛОВЕКА КАК ГЛОБАЛЬНОЕ СРЕДСТВО УПРАВЛЕНИЯ

Анализ обеспеченности и эффективности использования товарных ресурсов

Анализ обеспеченности и эффективности использования трудовых ресурсов, развития материально-технической базы

Анализ эффективности использования гостиничных площадей

Локальный эффект повышения тренированности, который являет­ся неотъемлемой частью общего, связан с ростом функциональных возможностей отдельных физиологических систем.

Изменения в составе крови. Регуляция состава крови зависит от це­лого ряда факторов, на которые может оказывать свое влияние чело­век: полноценное питание, пребывание на свежем воздухе, регуляр­ные физические нагрузки и др. В данном контексте мы рассматриваем влияние физических нагрузок. При регулярных занятиях физически­ми упражнениями в крови увеличивается количество эритроцитов (при кратковременной интенсивной работе - за счет выхода эритро­цитов из «кровяных депо»; при длительной интенсивной нагрузке - за счет усиления функций кроветворных органов). Повышается содержа­ние гемоглобина в единице объема крови, соответственно увеличива­ется кислородная емкость крови, что усиливает ее кислородно-транс­портную возможность.

Вместе с тем в циркулирующей крови наблюдается увеличение со­держания лейкоцитов и их активность. Специальными исследовани­ями было установлено, что регулярная физическая тренировка без пе­регрузок увеличивает фагоцитарную активность составляющих крови, т.е. повышает неспецифическую сопротивляемость организма к различным неблагоприятным, особенно инфекционным, факторам.

Тренированность человека способствует и луч­шему перенесению повышающейся при мышеч­ной работе концентрации молочной кислоты в артериальной крови. У нетренированных макси­мально допустимая концентрация молочной кис­лоты в крови составляет 100-150 мг%, а у трени­рованных она может возрастать до 250 мг%, что говорит об их больших потенциальных возможно­стях к выполнению максимальных физических нагрузок. Все эти изменения в крови физически тренированного человека рассматриваются как благоприятные не только для выполнения им на­пряженной мышечной работы, но и для поддер­жания общей активной жизнедеятельности.

Изменения в работе сердечно-сосудистой системы

Сердце. Прежде чем говорить о влиянии фи­зических нагрузок на центральный орган сердечно-сосудистой систе­мы, надо хотя бы представить ту огромную работу, которую он произво­дит даже в покое (см. рис. 4.2).

Под влиянием физической нагрузки расширяются границы его возможностей, и оно приспосабливается к переброске намного большего количества крови, чем это может сделать сердце нетренированного человека (см. рис. 4.3).

Работая с повышен­ной нагрузкой при выполнении активных физических упражнений, сердце неизбежно само тренируется, так как в этом случае через коро­нарные сосуды улучшается питание самой сердечной мышцы, увеличи­вается ее масса, изменяются размеры и функциональные возможности.

Показателями работоспособности сердца являются частота пуль­са, кровяное давление, сис­толический объем крови, минутный объем крови. На­иболее простым и информа­тивным показателем работы сердечно-сосудистой систе­мы является пульс.

Пульс - волна колебаний, распространяемая по элас­тичным стенкам артерий в- волна колебаний, распространяемая по элас­тичным стенкам артерий вбрасываемой в аорту под большим давлением при сокращении левого желудочка. Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца (ЧСС) и составляет в среднем 60-80 удар/мин. Регулярные физические нагрузки вызывают урежение пульса в покое за счет увеличения фазы от­дыха (расслабления) сердечной мышцы (см. рис. 4.4).

Предельная ЧСС у тренированных людей при физической нагрузке находится на уровне 200-220 удар/мин. Нетренированное сердце такой частоты достигнуть не может, что ограничивает его возможности в стрессовых ситуациях.

Артериальное давление (АД) создается силой сокращения желудочков сердца и упругостью 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 у здорового человека в возрасте 18- 40 лет в покое кровяное давление равно 120/80 мм рт. ст. (у женщин на 5-10 мм ниже). При физических нагрузках максимальное давление мо­жет повышаться до 200 мм рт. ст. и больше. После прекращения нагруз­ки у тренированных людей оно быстро восстанавливается, а у нетрени­рованных долго остается повышенным, и если интенсивная работа продолжается, то может наступить патологическое состояние.

Систолический объем в покое, который во многом определяется силой сокращения сердечной мышцы, у нетренированного человека составляет 50-70 мл, у тренированного - 70-80 мл, причем при бо­лее редком пульсе. При интенсивной мышечной работе он колеблется соответственно от 100 до 200 мл и более (в зависимости от возраста и тренированности). Наибольший систолический объем наблюдается при пульсе от 130 до 180 удар/мин, тогда как при пульсе выше 180 удар/мин он начинает существенно снижаться. Поэтому для по­вышения тренированности сердца и общей выносливости человека наиболее оптимальными считаются физические нагрузки при частоте сердечных сокращений 130-180 удар/мин.

Кровеносные сосуды, как уже отмечалось, обеспечивают постоян­ное движение крови в организме под воздействием не только работы сердца, но и разности давлений в артериях и венах. Эта разность воз­растает с ростом активности движений. Физическая работа способ­ствует расширению кровеносных сосудов, снижению постоянного то­нуса их стенок, повышению их эластичности.

Продвижению крови в сосудах содействует и чередование напря­жения и расслабления активно работающих скелетных мышц («мы­шечный насос»). При активной двигательной деятельности оказыва­ется положительное воздействие и на стенки крупных артерий, мышечная ткань которых с большой частотой напрягается и расслаб­ляется. При физических нагрузках почти полностью раскрывается и микроскопическая капиллярная сеть, которая в покое задействована всего на 30-40%. Все это позволяет существенно ускорить кровоток.

Так, если в покое кровь совершает полный кругооборот за 21-22 с, то при физических нагрузках - за 8 с и менее. При этом объем цирку­лирующей крови способен возрастать до 40 л/мин, что намного уве­личивает кровоснабжение, а следовательно, и поступление питатель­ных веществ и кислорода во все клетки и ткани организма.

В то же время установлено, что длительная и интенсивная ум­ственная работа, так же, как и состояние нервно-эмоционального на­пряжения, может существенно повысить частоту сердечных сокраще­ний до 100 удар/мин и более. Но при этом, как отмечалось в гл. 3, сосудистое русло не расширяется, как это происходит при физичес­кой работе, а сужается (!). Повышается, а не снижается (!) также тонус стенок сосудов. Возможны даже спазмы. Подобная реакция особенно свойственна сосудам сердца и мозга.

Таким образом, длительная напряженная умственная работа, нервно-эмоциональные состояния, не сбалансированные с активны­ми движениями, с физическими нагрузками, могут привести к ухуд­шению кровоснабжения сердца и мозга, других жизненно важных ор­ганов, к стойкому повышению кровяного давления, к формированию «модного» ныне среди студентов заболеванию - вегето-сосудистой дистонии.