Как влияют физические нагрузки на сердце и состояние сосудов? Особенное сердце спортсмена: изменения и восстановление после прекращения тренировок Изменение сердечной деятельности при физической нагрузке.

Вопрос 1 Фазы сердечного цикла и их изменения при физической нагрузке. 3

Вопрос 2 Моторика и секреция толстого кишечника. Всасывание в толстом кишечнике, влияние мышечной работы на процессы пищеварения. 7

Вопрос 3 Понятие о дыхательном центре. Механизмы регуляции дыхания. 9

Вопрос 4 Возрастные особенности развития двигательного аппарата у детей и подростков 11

Список использованной литературы.. 13

Вопрос 1 Фазы сердечного цикла и их изменения при физической нагрузке

В сосудистой системе кровь движется благодаря градиенту давления: от высокого к более низкому. Давление крови определяется силой, с которой кровь, находящаяся в сосуде (полости сердца), давит во все стороны, в том числе и на стенки этого сосуда. Желудочки являются той структурой, которая и создает указанный градиент.

Циклически повторяемая смена состояний расслабления (диастолы) и сокращения (систолы) сердца именуется сердечным циклом. При частоте сокращений сердца 75 в минуту продолжительность всего цикла составляет около 0,8 с.

Сердечный цикл рассматривать удобнее, начиная с конца общей диастолы предсердий и желудочков. При этом отделы сердца находятся в следующем состоянии: полулунные клапаны закрыты, а атриовентрикулярные - открыты. Кровь из вен поступает свободно и полностью заполняет полости предсердий и желудочков. Давление крови в них так же, как и в близлежащих венах, около 0 мм рт. ст.

Возбуждение, зародившееся в синусном узле, в первую очередь поступает к миокарду предсердий, так как передача его желудочкам в верхней части атриовентрикулярного узла задерживается. Поэтому вначале происходит систола предсердий (0,1 с). При этом сокращение мышечных волокон, расположенных вокруг устьев вен, перекрывает их. Образуется замкнутая атриовентрикулярная полость. При сокращении миокарда предсердий давление в них повышается до 3-8 мм рт. ст. В результате часть крови из предсердий через открытые атриовентрикулярные отверстия переходит в желудочки, доводя объем крови в них до 110- 140 мл (конечно-диастолический объем желудочков - КДО). При этом за счет поступившей дополнительной порции крови полость желудочков несколько растягивается, что особенно выражено в продольном направлении их. После этого начинается систола желудочков, а у предсердий - диастола.

После атриовентрикулярной задержки (около 0,1 с) возбуждение по волокнам проводящей системы распространяется на кардиомиоциты желудочков, и начинается систола желудочков, продолжающаяся около 0,33 с. Систолу желудочков подразделяют на два периода, а каждый из них - на фазы.

Первый период - период напряжения - продолжается до тех пор, пока не откроются полулунные клапаны. Для их открытия давление крови в желудочках необходимо поднять до уровня, большего, чем в соответствующих артериальных стволах. При этом давление, которое регистрируется в конце диастолы желудочков и именуется диастолическим давлением, в аорте составляет около 70-80 мм рт. ст., а в легочной артерии - 10-15 мм рт. ст. Период напряжения продолжается около 0,08 с.

Начинается он с фазы асинхронного сокращения (0,05 с), так как не все волокна желудочков начинают сокращаться одновременно. Первыми сокращаются кардиомиоциты, находящиеся вблизи волокон проводящей системы. Затем следует фаза изометрического сокращения (0,03 с), которая характеризуется вовлечением в сокращение всего миокарда желудочков.

Начало сокращения желудочков приводит к тому, что при еще закрытых полулунных клапанах кровь устремляется в область наименьшего давления - обратно в сторону предсердий. Находящиеся на ее пути атриовентрикулярные клапаны током крови захлопываются. От вывихивания в предсердия их удерживают сухожильные нити, а сокращающиеся папиллярные мышцы создают еще больший упор. В результате на какое-то время возникают замкнутые полости желудочков. И пока сокращение желудочков не поднимет давление крови в них выше уровня, необходимого для открытия полулунных клапанов, существенного укорочения длины волокон не происходит. Повышается лишь их внутреннее напряжение.

Второй период - период изгнания крови - начинается с открытия клапанов аорты и легочной артерии. Он длится 0,25 с и состоит из фаз быстрого (0,1 с) и медленного (0,13 с) изгнания крови. Аортальные клапаны от­крываются при давлении около 80 мм рт. ст., а легочные- 10 мм рт. ст. Относительно узкие отверстия артерий не в состоянии сразу пропустить весь объем выбрасываемой крови (70 мл), и поэтому развивающееся со­кращение миокарда приводит к дальнейшему увеличению давления крови в желудочках. В левом оно повышается до 120-130 мм рт. ст., а в правом - до 20-25 мм рт. ст. Создающийся высокий градиент давления между желудочком и аортой (легочной артерией) способствует быстрому выбрасыванию части крови в сосуд.

Однако сравнительно небольшая пропускная способность сосудов, в которых и до этого была кровь, приводит к их переполнению. Теперь давление растет уже в сосудах. Градиент давления между желудочками и сосудами постепенно уменьшается, по мере чего скорость изгнания крови замедляется.

В связи с более низким диастолическим давлением в легочной артерии, открытие клапанов и изгнание крови из правого желудочка начинаются несколько раньше, чем из левого. А более низкий градиент приводит к тому, что изгнание крови заканчивается несколько позже. Поэтому систола правого желудочка на 10-30 мс продолжительнее систолы левого.

Наконец, когда давление в сосудах повышается до уровня давления в полости желудочков, изгнание крови заканчивается. К этому времени сокращение желудочков прекращается. Начинается их диастола, продолжающаяся около 0,47 с. Обычно к концу систолы в желудочках остается еще около 40-60 мл крови (конечно-систолический объем - КСО). Прекращение изгнания приводит к тому, что находящаяся в сосудах кровь обратным током захлопывает полулунные клапаны. Это состояние именуется протодиастолическим интервалом (0,04 с). Затем происходит спад напряжения - изометрический период расслабления (0,08 с).

К этому времени предсердия уже полностью заполнены кровью. Диастола предсердий продолжается около 0,7 с. Наполняются предсердия главным образом пассивно притекающей по венам кровью. Но можно выделить и «активный» компонент, проявляющийся в связи с частичным совпадением их диастолы с систолой желудочков. При сокращении последних плоскость атриовентрикулярной перегородки смещается в направлении к верхушке сердца, что создает присасывающий эффект.

Когда напряжение стенки желудочков спадает и давление в них падает до 0, атриовентрикулярные клапаны током крови открываются. Кровь, заполняющая желудочки, постепенно расправляет их. Период наполнения желудочков кровью можно разделить на фазы быстрого и медленного наполнения. Перед началом нового цикла (систолы предсердий) желудочки, как и предсердия, успевают полностью заполниться кровью. Поэтому за счет поступления крови при систоле предсердий внутрижелудочковый объем увеличивается примерно на 20-30%. Но этот вклад существенно возрастает при интенсификации работы сердца, когда укорачивается общая диастола, и кровь не успевает в достаточной степени заполнить желудочки.

При физической работе активируется деятельность сердечно-сосудистой системы и, таким образом, более полно удовлетворяется увеличенная потребность работающих мышц в кислороде, а образующееся тепло с током крови отводится от работающей мышцы в те участки организма, где про­исходит его отдача. Через 3-6 мин после начала легкой работы возникает стационарное (устойчивое) повышение частоты сердечных сокращений, которое обусловлено иррадиацией возбуждения из моторной зоны коры на сердечно-сосудистый центр продолговатого мозга и поступлением активирующих импульсов к этому центру от хеморецепторов работающих мышц. Активация мышечного аппарата усиливает кровоснабжение в работающих мышцах, которое достигает максимума уже через 60-90 с после начала работы. При легкой работе формируется соответствие между кровотоком и метаболическими потребностями мышцы. По ходу легкой динамической работы начинает доминировать аэробный путь ресинтеза АТФ с использованием в качестве энергетических субстратов глюкозы, жирных кислот и глицерина. При тяжелой динамической работе частота сердечных сокращений увеличивается до максимума по мере развития утомления. Кровоток в работающих мышцах возрастает в 20-40 раз. Однако доставка к мышцам О 3 отстает от потребностей мышечного метаболизма, и часть энергии образуется за счет анаэробных процессов.

Вопрос 2 Моторика и секреция толстого кишечника. Всасывание в толстом кишечнике, влияние мышечной работы на процессы пищеварения

Двигательная активность толстого кишечника имеет особенности, которые обеспечивают накопление химуса, его сгущение за счет всасывания воды, формирование каловых масс и их удаление из организма во время дефекации.

О временных характеристиках процесса передвижения содержимого по отделам желудочно-кишечного тракта судят по перемещению рентгено-контрастного вещества (например, сернокислого бария). После приема оно начинает поступать в слепую кишку через 3-3,5 ч. В течение 24 ч происходит заполнение толстой кишки, которая освобождается от контрастной массы через 48-72 ч.

Начальным отделам толстой кишки свойственны очень медленные малые маятникообразные сокращения. С их помощью осуществляется перемешивание химуса, что ускоряет всасывание воды. В поперечной ободочной и сигмовидной кишке наблюдаются большие маятникообразные сокращения, вызванные возбуждением большого количества продольных и циркулярных мышечных пучков. Медленное перемещение содержимого толстой кишки в дистальном направлении осуществляется благодаря редким перистальтическим волнам. Задержке химуса в толстой кишке способствуют антиперистальтические сокращения, которые перемещают содержимое в ретроградном направлении и тем самым способствуют всасыванию воды. Сгущенный обезвоженный химус накапливается в дистальном отделе толстой кишки. Этот участок кишки отделяется от вышележащего, заполненного жидким химусом, перетяжкой, вызванной сокращением циркулярных мышечных волокон, что является выражением сегментации.

При заполнении поперечной ободочной кишки сгущенным плотным содержимым усиливается раздражение механорецепторов ее слизистой оболочки на значительной площади, что способствует возникновению мощных рефлекторных пропульсивных сокращений, перемещающих боль­шой объем содержимого в сигмовидную и прямую кишку. Поэтому подоб­ного рода сокращения называются масс-сокращениями. Прием пищи ус­коряет возникновение пропульсивных сокращений за счет осуществления желудочно-ободочного рефлекса.

Перечисленные фазные сокращения толстой кишки осуществляются на фоне тонических сокращений, которые в норме продолжаются от 15 с от 5 мин.

В основе моторики толстой кишки, как и тонкой, лежит способность мембраны гладкомышечных элементов к спонтанной деполяризации. Характер же сокращений и их координация зависят от влияний эфферентных нейронов интраорганной нервной системы и вегетативного отдела ЦНС.

Всасывание питательных веществ в толстой кишке в нормальных физиологических условиях незначительно, так как большая часть питательных веществ уже всосалась в тонкой кишке. Велики размеры всасывания в толстой кишке воды, что имеет существенное значение в формировании кала.

В толстой кишке в небольших количествах могут всасываться глюкоза, аминокислоты и некоторые другие легко всасываемые вещества.

Сокоотделение в толстом кишечнике является в основном реакцией в ответ на местное механическое раздражение слизистой оболочки химусом. Сок толстой кишки состоит из плотной и жидкой компонент. Плотная компонента включает в себя слизистые комочки, состоящие из слущенных эпителиоцитов, лимфоидных клеток и слизи. Жидкая компонента имеет рН 8,5-9,0. Ферменты сока содержатся в основном в слущенных эпителиоцитах, при распаде которых их ферменты (пентидазы, амилаза, липаза, нуклеаза, катепсины, щелочная фосфатаза) поступают в жидкую компоненту. Содержание ферментов в соке толстой кишки и их активность значительно ниже, чем в соке тонкого кишечника. Но имеющихся ферментов достаточно для завершения гидролиза в проксимальных отделах толстой кишки остатков непереваренных пищевых веществ.

Регуляция сокоотделения слизистой оболочки толстого кишечника осуществляется в основном за счет энтеральных местных нервных механизмов.

Похожая информация.

Биохимические процессы

Во время мышечной деятельности происходит усиление и учащение сердечных сокращений, что требует большего количества энергии по сравнению с состоянием покоя. Однако энергообеспечение сердечной мышцы осуществляется главным образом за счет аэробного ресинтеза АТФ. Анаэробные пути ресинтеза АТФ включаются лишь при очень интенсивной работе.

Большие возможности аэробного энергообеспечения в миокарде обусловлены особенностью строения этой мышцы. В отличие от скелетных мышц в сердечной имеется более развитая, густая сеть капилляров, что позволяет извлекать из протекающей крови больше кислорода и субстратов окисления. Кроме того, в клетках миокарда имеется больше митохондрий, содержащих ферменты тканевого дыхания. В качестве источников энергии миокард использует различные вещества, доставляемые кровью: глюкозу, жирные кислоты, кетоновые тела, глицерин. Собственные запасы гликогена практически не используются; они необходимы для энергообеспечения миокарда при истощающих нагрузках.

Во время интенсивной работы, сопровождающейся увеличением концентрации лактата в крови, миокард извлекает из крови лактат и окисляет его до углекислого газа и воды. При окислении одной молекулы молочной кислоты синтезируется до 18 молекул АТФ. Способность миокарда окислять лактат имеет большое биологическое значение. Использование лактата в качестве источника энергии позволяет дольше поддерживать в крови необходимую концентрацию глюкозы, что очень существенно для биоэнергетики нервных клеток, для которых глюкоза является почти единственным субстратом окисления. Окисление лактата в сердечной мышце также способствует нормализации кислотно-щелочного баланса, так как при этом в крови снижается концентрация этой кислоты.

Снижение периферического сопротивления

Существенным изменением в сердечно-сосудистой системе при динамической нагрузке в то же время является значительное снижение общего периферического сопротивления, вызванного накоплением метаболических вазодилататоров и снижением сосудистого сопротивления в активно работающей скелетной мускулатуре. Снижение общего периферического сопротивления представляет собой фактор, снижающий давление, который стимулирует увеличение симпатической активности посредством артериального барорецепторного рефлекса.

Хотя среднее артериальное давление во время физической нагрузки выше нормы, однако снижение общего периферического сопротивления приводит к его падению ниже этого повышенного уровня, на котором оно должно было бы регулироваться в результате только воздействий на сосудодвигательный центр, направленных на подъем установочной точки. Артериальная барорецепторная дуга реагирует на данное обстоятельство увеличением симпатической активности. Таким образом, артериальный барорецепторный рефлекс в значительной степени обусловливает увеличение симпатической активности при физической нагрузке, несмотря на казалось бы противоречащий этому факт повышения уровня артериального давления по сравнению с нормой. Фактически, если бы не артериальный барорецепторный рефлекс, то снижение общего периферического сопротивления, происходящее во время физической нагрузки, вызвало бы падение среднего артериального давления существенно ниже нормы.

Кровоток в коже может увеличиться при нагрузке, несмотря на общее увеличение тонуса симпатических сосудосуживающих нервов, поскольку термические рефлексы могут подавлять прессорные рефлексы при регуляции кровотока в коже в определенных условиях. Температурные рефлексы обычно, конечно, активируются во время усиленной физической нагрузки, чтобы устранить избыток тепла, который возникает во время активной работы скелетной мускулатуры. Часто кровоток в коже снижается в начале нагрузки (как часть общего увеличения тонуса артериол в результате увеличения активности симпатических сосудосуживающих нервов), а затем возрастает при ее продолжении по мере того, как нарастает теплопродукция и температура тела.

Помимо увеличения кровотока в скелетной мускулатуре и коже, при тяжелой физической нагрузке также существенно возрастает коронарный кровоток. Это прежде всего обусловлено локальной метаболической вазодилатацией коронарных артериол, вследствие усиления работы сердца и увеличения потребления кислорода миокардом.

Существуют два важных механизма, участвующих в реакции сердечно-сосудистой системы на динамическую физическую нагрузку. Первый - это насос скелетной мускулатуры, который мы обсуждали в связи с вертикальным положением тела. Насос скелетной мускулатуры является очень важным фактором усиления венозного возврата при физической нагрузке и таким образом предупреждает чрезмерное снижение центрального венозного давления вследствие увеличения частоты сердечных сокращений и сократительной способности миокарда. Второй фактор - это дыхательный насос, который также способствует венозному возврату при физической нагрузке. Усиление дыхательных движений во время физической нагрузки ведет к увеличению эффективности деятельности дыхательного насоса и, тем самым, способствует повышению венозного возврата и наполнения сердца.

Средняя величина центрального венозного давления при значительной динамической физической нагрузке изменяется несущественно, или вообще не меняется. Это происходит, потому что обе кривые минутного объема и венозного возврата сдвигаются кверху при физической нагрузке. Таким образом, минутный объем и венозный возврат увеличиваются без значительных изменений центрального венозного давления.

В целом, значительные адаптационные изменения деятельности сердечно-сосудистой системы при динамической физической нагрузке, происходят автоматически, вследствие работы нормальных механизмов регуляции! деятельности сердечно-сосудистой системы. Колоссальное увеличение кровотока в скелетной мускулатуре осуществляется преимущественно за счет увеличения минутного объема сердца, но частично это также осуществляется за счет уменьшения кровотока в почках и органах брюшной полости.

При статической (т.е. изометрической) физической нагрузке в сердечно-сосудистой системе возникают изменения, отличные от изменений при динамической нагрузке. Как обсуждалось в предыдущем разделе, динамическая нагрузка приводит к существенному уменьшению общего периферического сопротивления, вследствие локальной метаболической вазодилатации в работающих мышцах. Статическое напряжение, даже умеренной интенсивности, вызывают сдавление сосудов в сокращающихся мышцах и снижение объемного кровотока в них. Таким образом, общее периферическое сопротивление обычно не снижается при статической физической нагрузке и может даже существенно увеличиться, если в работу вовлечены некоторые крупные мышцы. Первичные изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы во время статической нагрузки представляют собой повышающие установочную точку потоки импульсов в сосудодвигательный центр продолговатого мозга из коры головного мозга (центральная команда) и от хеморецепторов в сокращающихся мышцах.

Воздействие на сердечно-сосудистую систему статической нагрузки приводит к увеличению частоты сердечных сокращений, минутного объема и артериального давления - все это является результатом усиления активности симпатических центров. Статическая нагрузка в то же время приводят к меньшему увеличению частоты сердечных сокращений и минутного объема и большему увеличению диастолического, систолического и среднего артериального давления, чем это происходит при динамической физической нагрузке.



В настоящее время данное обстоятельство не оценивается так однозначно, современные достижения спортивной кардиологии позволяют более глубоко понять изменения сердца и сосудов у спортсменов под влиянием физических нагрузок.

Сердце работает в среднем с частотой 80 сокращений в минуту, у детей - несколько чаще, у пожилых и престарелых - реже. За один час сердце выполняет 80 х 60 = 4800 сокращений, за сутки 4800 х 24 =сокращений, за год это число достигаетх 365 =. При средней продолжительности жизни 70 лет число сердечных сокращений - своего рода циклов работы двигателя - составит около 3 млрд.

Давайте сопоставим эту цифру с аналогичными показателями циклов работы машины. Мотор позволяет автомобилю пройти без капитального ремонта 120 тыс. км - это три кругосветных путешествия. При скорости 60 км/ч, которая обеспечивает наиболее благоприятный режим работы двигателя, срок его службы составит всего 2 тыс. ч (120000). За это время он сделает 480 млн. циклов работы двигателя.

Это число уже ближе к количеству сокращений сердца, однако сравнение явно не в пользу двигателя. Число сокращений сердца и соответственно количества оборотов коленчатого вала выражается соотношением 6:1.

Длительность службы сердца превышает аналогичный показатель двигателя более чем в 300 раз, Заметим, что в нашем сравнении для машины взяты самые высокие, а для человека - средние показатели. Если же взять для подсчета возраст долгожителей, то преимущество сердца человека перед двигателем увеличится по количеству рабочих циклов враз, а по сроку службы - враз. Это ли не доказательство высокого уровня биологической организации сердца!

Сердце имеет огромные приспособительные возможности, которые наиболее ярко проявляются при мышечной работе. При этом почти вдвое увеличивается ударный объем сердца, то есть количество крови, выбрасываемой в сосуды при каждом сокращении. Так как при этом втрое увеличивается частота работы сердца, то объем выбрасываемой в минуту крови (минутный объем сердца) возрастает в 4-5 раз. Конечно, сердце при этом затрачивает гораздо больше усилий. Работа основного - левого - желудочка увеличивается в 6-8 раз. Особенно важно то, что в этих условиях возрастает коэффициент полезного действия сердца, измеряющийся отношением механической работы сердечной мышцы ко всей затрачиваемой ею энергии. Под влиянием физических нагрузок КПД сердца увеличивается в 2,5-3 раза по сравнению с уровнем двигательного покоя. В этом состоит качественное отличие сердца от двигателя автомашины; с увеличением нагрузки сердечная мышца переходит на экономичный режим работы, тогда как двигатель, напротив, теряет в своей экономичности.

Приведенные выше расчеты характеризуют приспособительные возможности здорового, но не тренированного сердца. Гораздо более широкий диапазон изменений его работы приобретается под влиянием систематических тренировок.

Надежно повышает жизненные силы человека физическая тренировка. Механизм ее сводится к регулированию взаимоотношения процессов утомления и восстановления. Тренируется ли отдельная мышца или несколько групп, нервная клетка или слюнная железа, сердце, легкие или печень, основные закономерности тренировки каждого из них, как и системы органов, принципиально сходны. Под влиянием нагрузки, которая специфична для каждого органа, усиливается его жизнедеятельность и скоро развивается утомление. Общеизвестно, что утомление снижает работоспособность органа, менее известна его способность стимулировать восстановительный процесс в работающем органе, что существенно меняет бытующее представление об утомлении. Этот процесс полезен, и от него следует не избавляться как от чего-то вредного, и, напротив, стремиться к нему ради стимуляции восстановительных процессов!

Sportbox.by

Физическая нагрузка на сердце

Люди, занимающиеся спортом, выполняющие различные физические упражнения часто задаются вопросом: влияет ли физическая нагрузка на сердце. Давайте же разберемся и узнаем ответ на этот вопрос.

Как и любой из хороших насосов, сердце было создано так, что оно при необходимости может варьировать нагрузку. Так, к примеру, в спокойном состоянии сердце сокращается (бьется)раз в минуту. За это время сердце перекачивает приблизительно около 4 л. крови. Данный показатель называется минутным объемом или сердечным выбросом. И в случае тренировок (физических нагрузок), сердце может перекачивать в 5-10 раз больше. Такое тренированное сердце будет меньше изнашиваться, оно будет намного мощнее нетренированного и сохранится в лучшем состоянии.

Здоровье сердца можно сравнить с хорошим мотором автомобиля. Как и в автомобиле, сердце в состоянии работать напряженно, оно может работать без каких либо нарушений и в быстром темпе. Но также необходим период восстановления и отдых сердца. По ходу старения организма человека потребность во всем этом растет, но эта потребность увеличивается не настолько, как считают многие. Как и в хорошем моторе автомобиля, разумное и правильное использование дает возможность сердцу функционировать, будто это новый мотор.

В наше время повышение размера сердца воспринимается как абсолютно естественная физиологическая адаптация к серьезным физическим нагрузкам. И не существует никаких доказанных подтверждений, о том, что интенсивная физическая нагрузка и упражнения на выносливость могут отрицательно сказываться на здоровье сердца спортсмена. Более того, сейчас определенную нагрузку на выносливость используют при лечении закупорки артерий (коронарных).

Также, уже достаточно давно было доказано, что человек, у которого тренированное сердце (спортсмен, который в состоянии выполнять серьезные физические нагрузки), может выполнить намного больший объем работы, по сравнению с нетренированным человеком, прежде чем у него сердце достигнет наивысшей частоты сокращения.

Для обычного человека количество крови, которое перекачивает сердце каждые 60 секунд (сердечный выброс) возрастает во время физических нагрузок с 4 л. до 20 л. У хорошо тренированных людей (у спортсменов), данный показатель может возрастать до 40 литров.

Этот прирост происходит благодаря увеличению количества крови, которое выбрасывается при каждом сокращении сердца (ударный объем), то же самое, как и от ЧСС (частоты сердечных сокращений). По мере возрастания ЧСС, увеличивается и ударный объем сердца. Но если пульс возрастает до такой степени, что сердцу начинает не хватать времени для адекватного наполнения, то сердечный ударный объем – падает. Если человек занимается спортом, если он хорошо тренирован и справляется с высокими физическими нагрузками, то тогда пройдет еще намного больше времени, прежде того, как достигается этот предел.

Увеличение ударного объем сердца определяют увеличенным диастолическим объем и повышенным наполнением сердца. По мере повышения тренированности, частота сердечных сокращений уменьшается. Данные изменения говорят о том, что нагрузки, поступающие на сердечнососудистую систему, уменьшаются. А также, означает то, что организм уже адаптировался к такой работе.

Как физические нагрузки влияют на сердце?

Сердце – центральный орган в человеческом организме. Он больше других подвержен эмоциональным и физическим нагрузкам. Для того чтобы напряжение шло сердцу в пользу, а не во вред, нужно знать несколько несложных «правил эксплуатации» и руководствоваться ими.

Спорт

Спорт может по-разному влиять на сердечную мышцу. С одной стороны он может служить как упражнения для тренировки сердца, с другой он может стать причиной сбоев в его работе и даже болезней. Поэтому нужно правильно подбирать вид и интенсивность физических нагрузок. Если проблемы с сердцем уже были или вас иногда беспокоят боли в груди, ни в коем случаи нельзя приступать к тренировкам без консультации с кардиологом.

У профессиональных спортсменов часто возникают проблемы с сердцем из-за большой физической нагрузки и частых тренировок. Регулярные тренировки - хорошее подспорье для тренировки сердца: частота пульса уменьшается, что свидетельствует об улучшении его работы. Но, приспособившись к новым нагрузкам, этот орган болезненно перенесет резкое прекращение тренировок (или нерегулярные тренировки), вследствие чего может возникнуть гипертрофия сердечных мышц, атеросклероз сосудов, снижение артериального давления.

Профессия против сердца

Повышенное беспокойство, отсутствие нормального отдыха, стрессы и риски отрицательно сказываются на состоянии сердечной мышцы. Существуют своеобразные рейтинги профессий, вредных для сердца. Почетное первое место занимают профессиональные спортсмены, затем идут политики и ответственные руководители, чья жизнь связана с принятием тяжелых решений. Почетное третье место посели учителя.

Также в топ вошли спасатели, военные, каскадеры и журналисты, которые более, чем другие специалисты, не вошедшие в список, подвержены стрессам и психологическому напряжению.

Опасность работы в офисе заключается в малоподвижности, которая может привести к понижению уровня ферментов, ответственных за сжигание жиров, также страдает чувствительность к инсулину. Сидячая работа с повышенной ответственностью (например, водители автобусов) чревата развитием гипертонии. Так же «вредными» с точки зрения врачей являются работы с посменным графиком: сбиваются природные ритмы организма, нехватка сна, курение, способны сильно подпортить здоровье.

Профессии, которые влияют на состояние сердца, можно условно разделить на две группы. В первой – профессии с низкой физической активностью, повышенной ответственностью, ночными дежурствами. Во второй – специальности, связанные с эмоциональным и физическим перенапряжением.

Для того, чтобы минимизировать влияние стресса на сердце, нужно соблюдать несколько простых правил:

1. Оставляйте работу на работе. Когда вы пришли домой – не волнуйтесь о незаконченных делах: у вас впереди еще много рабочих дней.
2. Больше гуляйте на свежем воздухе – с работы, на работу или во время обеденного перерыва.
3. Если чувствуете напряжение – поболтайте с другом о чем-то отвлеченном, это поможет расслабиться.
4. Употребляйте больше белковых продуктов – нежирное мясо, творог, продукты с витамином В, магнием, калием и фосфором.
5. Спать нужно не меньше 8-ми часов. Помните, что самый продуктивный сон около полуночи, поэтому ложитесь не позднее 22-х.
6. Займитесь легким спортом (аэробика, плавание) и упражнениями, улучшающими состояние сердца и сосудов.

Сердце и секс

Напряжение во время занятий любовью не всегда положительно сказывается на организме. Всплеск гормонов, эмоциональное и физическое напряжение в комплексе оказывают положительное действие на здорового человека, но сердечникам нужно быть осторожнее.

Если у вас диагностировали сердечную недостаточность, или вы недавно перенесли инфаркт миокарда, занятие сексом может привести к болевым приступам. Перед близостью следует принимать сердечные лекарства.

Консультация у кардиолога поможет выбрать «правильные» лекарства, которые поддерживают сердце и не снижают потенцию (бета-блокаторы).

Занимайтесь любовью в позах, которые вызывают меньшее напряжение, старайтесь сделать процесс более плавным. Увеличьте продолжительность предварительных ласк, не торопитесь и не беспокойтесь. Если нагрузки повышать постепенно, уже скоро вы возвратитесь к полноценной жизни.

Упражнения для укрепления сердца

Полезные упражнения для укрепления сердца – это любая работа по дому или на даче, ведь главным врагом нашего сердца является малоподвижность. Уборка дома, работа на грядке, собирание грибов отлично тренируют ваше сердце, увеличивая проводимость крови и эластичность. Если перед этим у вас долгое время не было физической активности, выполняйте даже простую работу без фанатизма, иначе может подняться артериальное давление.

Если у вас нет дачи – займитесь спортивной ходьбой, йогой под присмотром тренера, он поможет правильно выбрать несложные упражнения для укрепления сердца.

Упражнения для сердца и сосудов необходимы, если у вас диагностировали ожирение из-за плохой циркуляции крови. В этом случае кардиотренировки должны идти в комплексе с диетическим питанием, правильным режимом дня и употреблением витаминных препаратов.

Влияние физической нагрузки на сердце человека.

Скачать:

Предварительный просмотр:

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 1

С УГЛУБЛЁННЫМ ИЗУЧЕНИЕМ АНГЛИЙСКОГО ЯЗЫКА

Тема: Влияние физической нагрузки на сердце человека.

Выполнила: Макарова Полина

Учащаяся 3 «б» класса

Руководитель: Вьюшина Т. И.

Учитель физической культуры

То, что сила была нужна нашим пращурам – это понятно. С каменными топорами и палками ходили они на мамонтов, добывая себе таким образом необходимое пропитание, защищая свою жизнь, сражались, почти безоружные, с дикими зверями. Крепкие мышцы, большая физическая сила нужны были человеку и в более позднее время: на войне приходилось драться врукопашную, в мирное время обрабатывать поля, собирать урожай.

XXI век…! Это век новых грандиозных технических открытий. Мы уже не представляем свою жизнь без различной техники, которая заменяет людей повсюду. Мы всё меньше и меньше двигаемся, часами проводим время перед компьютером и телевизором. Наши мышцы становятся слабыми и дряблыми.

Я заметила, что после уроков физкультуры у меня начинает сильнее биться сердце. Во второй четверти третьего класса, изучая тему «Человек и окружающий мир» я узнала, что сердце – это мышца, только особенная, которой приходиться работать всю жизнь. Тогда у меня возник вопрос: «Влияют ли физические нагрузки на сердце человека?». А так как я стремлюсь беречь своё здоровье, то считаю, что выбранная тема исследования актуальна.

Цель работы: Узнать влияют ли физические нагрузки на работу сердца человека.

1. Изучить литературу по теме «Сердце человека».

2. Провести опыт «Измерение пульса в состоянии покоя и при нагрузке».

3. Сравнить результаты измерений пульса в спокойном состоянии и при нагрузках.

4. Сделать выводы.

5. Провести исследование знаний моих одноклассников по теме данной работы.

Объект исследования: Сердце человека.

Предмет исследования: Влияние физических нагрузок на сердце человека.

Гипотеза исследования: Я предполагаю, что физические нагрузки влияют на сердце человека.

Человеческое сердце не знает пределов,

человеческий ум ограничен.

Антуан де Ривароль

В ходе исследования я подробно изучила литературу по теме «Сердце человека». Я узнала, что много-много лет назад, для того чтобы понять, жив человек или умер, прежде всего, проверяли: бьется ли у него сердце или нет? Если сердце не бьётся, значит, оно остановилось, следовательно, человек умер.

Сердце очень важный орган!

Сердце относится к таким внутренним органам, без которых человек не может существовать. Сердце и кровеносные сосуды – это органы кровообращения.

Сердце находится в грудной клетке и располагается позади грудины, между лёгкими (ближе к левому). Человеческое сердце невелико. Его размер зависит от размера тела человека. Размер своего сердца можно узнать вот так: сожмите кулак - ваше сердце равно его величине. Это плотный мускулистый мешок. Сердце разделено на две части - на правую и левую половины, между которыми находится мышечная перегородка. Она не дает смешиваться крови. Левая и правая половинки разделены на две камеры. В верхней части сердца находятся предсердия. В нижней части – желудочки. И вот этот мешок всё время сжимается и разжимается, не останавливаясь ни на минуту. Оно работает без отдыха всю жизнь человека, другие органы, например глаза - спят, ноги и руки- отдыхают, а сердцу некогда отдыхать, оно всегда стучит.

Для чего же оно так старается?

Сердце выполняет очень важную работу, оно как могучий насос перегоняет кровь по кровеносным сосудам. Если посмотреть на тыльную сторону руки, то мы увидим голубоватые линии, как реки и ручейки, где – то шире, где – то уже. Это кровеносные сосуды, которые отходят от сердца по всему организму человека и по которым непрерывно бежит кровь. Когда сердце делает один стук, то при этом сжимается и выталкивает из себя кровь, а кровь начинает бежать по нашему организму, питая его кислородом, питательными веществами. Кровь совершает целое путешествие по нашему организму. В правую половинку сердца кровь поступает после того, как соберет в теле ненужные вещества, от которых ему необходимо избавиться. Это не проходит ей даром, она приобретает темно-вишневый цвет. Называется такая кровь венозной. Возвращается в сердце она по венам. Собирая венозную кровь из всех клеток тела, вены становятся толще и двумя широкими трубками входят в сердце. Расширяясь, сердце всасывает из них отработанную кровь. Такая кровь обязательно должна очиститься. Она обогащается кислородом в лёгких. Из крови в легкие выделяется углекислый газ, а из легких в кровь поступает кислород. Сердце и легкие-соседи, вот почему путь крови от правой половины сердца к легким и от легких к левой половине сердца называется малым кругом кровообращения. Обогащенная кислородом кровь ярко алая, возвращается в левую половину сердца по легочным венам, оттуда сердце вытеснит ее через аорту в кровеносные сосуды-артерии и она побежит по всему телу. Этот путь длинный. Путь крови от сердца ко всему телу и обратно называется большим кругом кровообращения. Все вены и артерии ветвятся, делятся на более тонкие. Самые тонкие, называются – капиллярами. Они бывают такими тонкими, что если сложить 40 капилляров, то они будут тоньше волоса. Их очень много, если из них сложить одну цепочку, то земной шар можно обмотать 2,5 раза. Все сосуды между собой переплетаются, как корни деревьев, трав, кустарников. Обобщая всё выше сказанное можно сказать, что функция сердца – прокачивать по сосудам кровь, обеспечивая ткани организма кислородом и питательными веществами.

1. Измерение пульса в состоянии покоя и при нагрузке

Под напором крови упругие стенки артерии колеблются. Эти колебания называют пульсом. Пульс можно ощущать в области запястья (лучевая артерия), боковой поверхности шеи (сонная артерия), положив руку в область расположения сердца. Каждый удар пульса соответствует одному сердечному сокращению. Частоту пульса измеряют, приложив к месту прохождения артерии (обычно на запястье) два или три пальца (кроме мизинца и большого) и подсчитывая количество ударов за 30 секунд, затем результат умножают на два. Ещё можно измерить пульс на шее, на сонном сплетении. Здоровое сердце сокращается ритмично, у взрослых в спокойном состоянииударов в минуту, а у детей. При физической нагрузке количество ударов увеличивается.

Для того, чтобы узнать влияют ли физические нагрузки на сердце человека я провела опыт «Измерение пульса в состоянии покоя и при нагрузке».

На первом этапе я измерила пульс у одноклассников в спокойном состоянии, а результаты измерений занесла в сравнительную таблицу. Затем я попросила ребят присесть 10 раз и снова измерить пульс, результаты занесла в таблицу. После того, как пульс пришёл в норму, я дала задание: выполнить бег в течение 3 минут. И только после бега мы измерили пульс третий раз, и результаты вновь занесли в таблицу.

Сравнив результаты измерений, я увидела, что пульс учащихся в разных состояниях не одинаков. Пульс в спокойном состоянии намного ниже, чем в состоянии после физических нагрузок. И чем больше физическая нагрузка, тем больше пульс. На этом основании можно сделать вывод: физические нагрузки оказывают влияние на работу сердца человека.

Доказав, что физические нагрузки влияют на работу сердца я задалась вопросом: Каково это влияние? Приносит оно человеку пользу или вред?

1. Влияние физических нагрузок на сердце человека.

Сердце и сосуды выполняют очень важную роль – они обеспечивают перенос кислорода и питательных веществ к органам. При выполнении физической нагрузки работа сердца существенно меняется: возрастает чистота сердечных сокращений и увеличивается объём крови, выталкиваемой сердцем за одно сокращение. При интенсивном физическом напряжении, например, вовремя бега, пульс учащается с 60 ударов до 150 ударов в минуту, количество выбрасываемой сердцем за 1 минуту крови увеличивается с 5 до 20 литров. При занятиях спортом мышцы сердца немного утолщаются и становятся более выносливыми. У тренированных людей пульс в состоянии покоя замедляется. Это связанно с тем, что тренированное сердце перекачивает большее количество крови. Недостаток движения вреден для здоровья человека. Сердце – это мышца, а мышцы, без тренировок остаются слабыми и дряблыми. Поэтому при недостатке движения нарушается работа сердца, снижается устойчивость к болезням, развивается ожирение.

Отличной тренировкой для сердца являются физический труд на свежем воздухе, занятия физкультурой, зимой - катание на коньках и лыжах, летом – купание и плавание. Хорошо укрепляют сердце утренняя гимнастика и ходьба.

Остерегайтесь перегрузки сердца! Нельзя работать или бегать до изнеможения: так можно ослабить сердце. Необходимо чередовать труд с отдыхом.

Спокойный сон - одно из необходимых условий правильной работы сердца. Во время сна организм находится в состоянии покоя, в это время ослабляется и работа сердца - оно отдыхает.

Сердце человека работает непрерывно, днём и ночью, всю жизнь. От работы сердца зависит работа других органов, всего организма. Поэтому оно должно быть сильным, здоровым, т. е. тренированным.

В спокойном состоянии пульс ребёнка –ударов в минуту. Результаты моего исследования доказывают, что физические нагрузки влияют на сердце человека. А так как сердце необходимо тренировать, значит, физические нагрузки необходимы для развития его выносливости.

Я хочу выделить основные правила тренировки сердца:

1. Игры на свежем воздухе.
2. Труд на свежем воздухе.
3. Занятия физкультурой.
4. Катание на коньках и лыжах.
5. Купание и плавание.
6. Утренняя гимнастика и ходьба.
7. Спокойный сон.
8. Повышать нагрузки на сердце нужно постепенно.
9. Упражнения выполнять систематически и ежедневно.
10. Тренировка должна проходить под присмотром врача или взрослого.
11. Следите за частотой пульса.

Теперь мы знаем, что сердце человека работает не всегда одинаково. При физических нагрузках сердцебиение увеличивается.

С целью изучения знаний одноклассников по данной теме мною было проведено анкетирование. В анкетировании приняло участие 21 человек 3б класса. Им было предложено ответить на вопросы:

1. Вы знаете, как работает сердце?
2. Как вы думается, влияют ли физические нагрузки на работу сердца человека?
3. А хотите ли вы это знать?

Результаты анкетирования мы занесли в таблицу, из которой видно, что только 8 наших одноклассников не знают, как работает сердце, а 15 - это знают.

На второй вопрос анкеты «Как вы думается, влияют ли физические нагрузки на работу сердца человека?» 16 учащихся ответили «да», а 7 -ответили «нет».

На вопрос «А хотите ли вы это знать?» положительный ответ дали 18 ребят, отрицательный – 5.

Поэтому, я могу помочь своим одноклассникам узнать, как влияют физические нагрузки на сердце человека, так как хорошо изучила этот вопрос.

Область применения моих знаний: сделать сообщение о «Влиянии физических нагрузок на работу сердца человека» на уроке физической культуры.

В процессе выполнения учебно-исследовательской работы я узнала, что сердце – это центральный орган кровеносной системы в виде мышечного мешка. Сердце работает непрерывно, днём и ночью, всю жизнь. От работы сердца зависит работа других органов, всего организма. В самом деле, кровь вовремя и в нужном количестве принесёт питательные вещества и воздух ко всем органам, если сердце справляется со своей работой.

И учёных, и просто любознательных поражает огромная работоспособность сердца. За 1 минуту сердце перегоняет 4 – 5 литров крови. Нетрудно подсчитать, сколько перегонит сердце крови за сутки. Получится немало 7200 литров. А размер его всего с кулак. Вот каким тренированным должно быть сердце. Поэтому, занимаясь физкультурой и спортом, выполняя физический труд, мы укрепляем все мышцы нашего организма, в том числе и сердце. Но следует помнить, что физические нагрузки оказывают на сердце не только положительное влияние. При неправильном распределении нагрузок возникают перегрузки, которые несут сердцу вред!

БЕРЕГИТЕ СВОЁ СЕРДЦЕ!

Таблица измерения пульса учащихся 3 «б» класса

Физическая нагрузка и ее влияние на сердце

Физическая нагрузка оказывает выраженное воздействие на организм человека, вызы­вая изменения в деятельности опорно-двигательного аппарата, обмена веществ, внутренних органов и нервной системы. Степень воздействия физической нагрузки определяется ее величиной, интенсивностью и продолжительностью. Адаптация организма к физической нагрузке в значительной мере определяется повышением активности сердечно­сосудистой системы, которая проявляется в повышении частоты сердечных сокращений, повышении сократительной способности миокарда, увеличении ударного и минутного объема крови (Карпман, Любина, 1982; Коц, 1986; Амосов, Бендет, 1989).

Количество крови, выбрасываемое из желудочка сердца за одно сердечное сокраще­ние, называется ударным объемом крови (УО). В покое величина ударного объема крови у взрослого человека составляетмл и зависит от массы тела, объема камер сердца и силы сокращения сердечной мышцы. Резервным объемом называется часть крови, ко­торая в покое после сокращения остается в желудочке, но при физической нагрузке и в стрессовых ситуациях выбрасывается из желудочка. Именно величина резервного объема крови в значительной степени способствует увеличению ударного объема крови при вы­полнении физических нагрузок. Увеличению УО при физических нагрузках способствует также повышение венозного возврата крови к сердцу. При переходе из состояния покоя к выполнению физической нагрузки ударный объем крови растет. Повышение величины УО идет до достижения его максимума, который определяется величиной объема желудочка. При очень интенсивной нагрузке ударный объем крови может уменьшаться, так как из-за резкого укорочения длительности диастолы желудочки сердца не успевают полностью наполняться кровью.

Минутный объем крови (МОК) показывает, какое количество крови выбрасывается из желудочков сердца в течение одной минуты. Рассчитывается величина минутного объ­ема крови по следующей формуле:

Минутный объем крови (МОК) = УО х ЧСС.

Поскольку у здоровых взросл ых людей ударный объем крови составляет в покое 50­90 мл, а частота сердечных сокращений находится в диапазонеуд/мин, то величина минутного объема крови в покое находится в пределах 3,5-5 л/мин. У спортсменов вели­чина минутного объема крови в покое такая же, поскольку величина ударного объема у них несколько выше (мл), а частота сердечных сокращений - ниже (45-65 уд/мин). При выполнении физической нагрузки минутный объем крови растет за счет повышения величины ударного объема крови и частоты сердечных сокращений, По мере повышения величины выполняемой физической нагрузки ударный объем крови достигает своего мак­симума и остается затем на этом уровне при дальнейшем повышении нагрузки. Рост минут­ного объема крови в таких условиях происходит за счет дальнейшего повышения частоты сердечных сокращений. После прекращения выполнения физической нагрузки зна­чения показателей центральной гемодинамики (МОК, УО и ЧСС) начинают уменьшаться и через определенное время достигают исходного уровня.

У здоровых нетрени­рованных людей вели­чина минутного объема крови при физической на­грузке может повышать­ся дол/мин. Такая же величина МОК при физической нагрузке от­мечается у спортсменов, развивающих координа­цию, силу или скорость. У представителей игровых видов спорта (футбол, баскетбол, хоккей и т.д.) и единоборств (борьба, бокс, фехтование и т.д.) величина МОК достигаетвитие выносливости ве­личина МОК при нагрузке находится в диапазонел/мин, а у спортсменов элитного уровня достигает максимальных значений (35-38 л/мин) за счет большой величины удар­ного объема (мл) и высокой частоты сердечных сокращений (уд/мин).

Адаптация организма здоровых людей к физической нагрузке происходит оптимальным способом, за счет повышения величины как ударного объема крови, так и частоты сердечных сокращений. У спортсменов используется самый оптимальный вариант адаптации к нагрузке, поскольку благодаря наличию большого резервного объема крови при нагрузке происходит более значительное повышение ударного объема. У кардиологических больных при адапта­ции к физической нагрузке отмечается неоптимальный вариант, поскольку из-за отсутствия резервного объема крови адаптация происходит только за счет повышения частоты сердеч­ных сокращений, что вызывает появление клинических симптомов: сердцебиения, одышки, болей в области сердца и т.д.

Для оценки адаптационных возможностей миокарда в функциональной диагностике используется показатель функционального резерва (ФР). Показатель функционального резерва миокарда указывает, во сколько раз минутный объем крови при выполнении фи­зической нагрузки превышает уровень покоя.

Если у обследуемого наибольший минутный объем крови при нагрузке составляет 28 л/мин, а в покое равен 4 л/мин, то его функциональный резерв миокарда равен семи. Такая величина функционального резерва миокарда свидетельствует о том, что при выполнении физической нагрузки миокард обследуемого способен повысить свою произво­дительность в 7 раз.

Многолетние занятия спортом способствуют повышению функционального резерва мио­карда. Наибольший функциональный резерв миокарда отмечается у представителей видов спорта на развитие выносливости (8-10 раз). Несколько меньше (6-8 раз) функциональный резерв миокарда у спортсменов игровых видов спорта и у представителей единоборств. У спортсменов, развивающих силу и скорость, функциональный резерв миокарда (4-6 раз) мало отличается от такового у здоровых нетренированных лиц. Снижение функционального резерва миокарда менее четырех раз свидетельствует о снижении насосной функции сердца при выполнении физической нагрузки, что может свидетельствовать о развитии перегрузки, перетренировки или болезни сердца. У кардиологических больных снижение функциональ­ного резерва миокарда обусловлено отсутствием резервного объема крови, что не позволяет увеличить ударный объем крови при нагрузке, и снижением сократительной способности миокарда, ограничивающим насосную функцию сердца.

Для определения величин ударного, минутного объема крови и расчета функциональ­ного резерва миокарда в практике используются методы эхокардиографии (ЭхоКГ) и реокардиографии (РКГ). Полученные с помощью этих методов данные позволяют выявить у спортсменов особенности изменений ударного, минутного объема крови и функцио­нального резерва миокарда под влиянием физической нагрузки и использовать их при проведении динамических наблюдений и в диагностике заболеваний сердца.

"Влияние физической нагрузки на сердце человека".

Данная исследовательская работа посвящена изучению проблемы влияния физических нагрузок на сердце человека.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Нашим предкам нужна была сила. С каменными топорами и палками ходили они на мамонтов, добывая себе, таким образом, необходимое пропитание, защищая свою жизнь, сражались, почти безоружные, с дикими зверями. Крепкие мышцы, большая физическая сила нужны были человеку и в более позднее время: на войне приходилось драться врукопашную, в мирное время обрабатывать поля, собирать урожай. Современному человеку уже не приходится сталкиваться с такими проблемами. Так как новый век подарил нам множество технических открытий. Без них мы уже не представляем свою жизнь. Мы всё меньше и меньше двигаемся, часами проводим время перед компьютером и телевизором. Наши мышцы становятся слабыми и дряблыми. Сравнительно недавно люди вновь стали задумываться о том, каким образом дать человеческому организму недостающую физическую нагрузку. Для этого люди стали больше ходить в спортзалы, заниматься бегом, тренировками на свежем воздухе, лыжами и другими видами спорта, у многих эти увлечения переросли в профессиональные. Конечно же, люди, занимающиеся спортом, выполняющие различные физические упражнения часто задаются вопросом: влияют ли физические нагрузки на сердце человека? Этот вопрос лёг в основу нашего исследования и был обозначен как тема.

Для исследования данной темы мы познакомились с источниками интернет-ресурсов, изучили справочную медицинскую литературу, литературу по физической культуре таких авторов, как: Амосов Н.М., Муравов И.В., Бальсевич В.К., Ращупкин Г.В. и других.

Актуальность данного исследования состоит в том, что каждый человек должен научиться правильно подбирать физические нагрузки для себя, в зависимости от своего уровня здоровья, тренированности организма, каждодневного психофизического состояния.

Цель исследовательской работы – узнать, влияют ли физические нагрузки на сердце человека.

Предмет исследовательской работы – влияние физических нагрузок на сердце человека.

Объект исследовательской работы – сердце человека.

Гипотеза исследовательской работы – если физические нагрузки влияют на сердце человека, то сердечная мышца укрепляется.

Исходя из цели и гипотезы исследовательской работы, нами были поставлены следующие задачи:

1. Изучить различные источники информации, связанные с проблемой влияния физических нагрузок на сердце человека.
2. Организовать для исследования 2 возрастные группы.
3. Подготовить общие вопросы для тестируемых групп.
4. Провести тесты: определение состояния ССС с помощью пульсометрии; проба с приседаниями или подскоками; реакция ССС на физическую нагрузку; оценка противоинфекционного иммунитета.
5. Подвести итоги тестирования каждой группы.
6. Сделать выводы.

Методы исследования: теоретические (анализ литературы, документов, работа с Интернет-ресурсами, обобщение данных), практические (работа в социальных сетях, измерение, тестирование).

ГЛАВА I. ФИЗИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ И СЕРДЦЕ ЧЕЛОВЕКА.

«Сердце – это главный центр кровеносной системы, работающий по принципу насоса, благодаря чему в организме движется кровь. В результате физической тренировки размеры и масса сердца увеличивается в связи с утолщением стенок сердечной мышцы и увеличением его объема, что повышает мощность и работоспособность сердечной мышцы. Кровь в организме человека выполняет следующие функции: транспортную, регуляторную, защитную, теплообменную». (1)

«При регулярных занятиях физическими упражнениями: увеличивается количество эритроцитов и количество гемоглобина в результате чего повышается кислородная емкость крови; в них повышается сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям, благодаря повышению активности лейкоцитов; ускоряются процессы восстановления после значительной потери крови». (1)

«Важным показателем работоспособности сердца является систолический объем крови (СО) - количество крови, выталкиваемое одним желудочком сердца в сосудистое русло при одном сокращении. Другими информативными показателем работоспособности сердца является число сердечных сокращений (ЧСС) - артериальный пульс. В процессе спортивной тренировки ЧСС в покое со временем становится реже за счет увеличения мощность каждого сердечного сокращения». (1)

Сердце нетренированного человека для обеспечения необходимого минутного объема крови (количество крови, выбрасываемое одним желудочком сердца в течение минуты) вынуждено сокращаться с большей частотой, так как у него меньше систолический объем. Сердце тренированного человека более часто пронизано кровеносными сосудами, в таком сердце лучше осуществляется питание мышечной ткани, и работоспособность сердца успевает восстановиться в паузах сердечного цикла.

Обратим внимание на то, что сердце имеет огромные приспособительные возможности, которые наиболее ярко проявляются при мышечной работе. «При этом почти вдвое увеличивается ударный объем сердца, то есть количество крови, выбрасываемой в сосуды при каждом сокращении. Так как при этом втрое увеличивается частота работы сердца, то объем выбрасываемой в минуту крови (минутный объем сердца) возрастает в 4-5 раз. Сердце при этом затрачивает гораздо больше усилий. Работа основного - левого - желудочка увеличивается в 6-8 раз. Особенно важно то, что в этих условиях возрастает коэффициент полезного действия сердца, измеряющийся отношением механической работы сердечной мышцы ко всей затрачиваемой ею энергии. Под влиянием физических нагрузок КПД сердца увеличивается в 2,5-3 раза по сравнению с уровнем двигательного покоя». (2)

Приведенные выше заключения характеризуют приспособительные возможности здорового, но не тренированного сердца. Гораздо более широкий диапазон изменений его работы приобретается под влиянием систематических физических тренировок.

Надежно повышает жизненные силы человека физическая тренировка. «Механизм ее сводится к регулированию взаимоотношения процессов утомления и восстановления. Тренируется ли отдельная мышца или несколько групп, нервная клетка или слюнная железа, сердце, легкие или печень, основные закономерности тренировки каждого из них, как и системы органов, принципиально сходны. Под влиянием нагрузки, которая специфична для каждого органа, усиливается его жизнедеятельность и скоро развивается утомление. Известно, что утомление снижает работоспособность органа, менее известна его способность стимулировать восстановительный процесс в работающем органе, что существенно меняет бытующее представление об утомлении. Этот процесс полезен стимуляции восстановительных процессов». (2)

Таким образом, можно сделать вывод, что физические нагрузки в виде спортивных тренировок оказывают на сердце положительное влияние. Утолщаются стенки сердечной мышцы, и увеличивается его объем, что повышает мощность и работоспособность сердечной мышцы, за счёт чего снижается количество сокращений сердца. А также тренированное сердце способно стимулировать процессы утомления и восстановления во время интенсивной тренировки.

ГЛАВА II. ПРАВИЛА ТРЕНИРОВКИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Для того чтобы физкультурные занятия оказывали на человека только положительное влияние, необходимо соблюдать ряд методических требований.

Первое правило тренировки – постепенность наращивания интенсивности и длительности нагрузок. «Оздоровительный эффект для разных органов достигается не одновременно. Многое зависит oт нагрузок, которые для некоторых органов трудно учесть, поэтому ориентироваться надо на те органы и функции, которые реагируют медленнее всего. Наиболее уязвимым органом при тренировке является сердце, поэтому на его возможности должны ориентироваться практически все здоровые люди при увеличении нагрузок. Если же у человека поврежден какой-либо орган, то его реакция на нагрузку должна учитываться наравне с сердцем, а то и в первую очередь. У большинства нетренированных людей, опасности при физических нагрузках, подвергается лишь сердце. Но при соблюдении самых элементарных правил этот риск минимален, если человек еще не страдает заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Поэтому не следует в кратчайший срок наверстать упущенное и срочно стать здоровым. Такое нетерпение опасно для сердца». (3)

Второе правило, которым следует руководствоваться, приступая к оздоровительной тренировке, состоит в разнообразии применяемых средств. «Для качественного разнообразия физических нагрузок достаточно всего 7-12 упражнений, но существенно отличающихся друг от друга. Это позволит тренировать разные стороны функциональных способностей сердца и всего организма. Если же применяется одно или два упражнения, да к тому же если они вовлекают в деятельность небольшие группы мышц, то возникают узкоспециализированные эффекты тренировки. Так, многие гимнастические упражнения совсем не улучшают общую реактивность сердца. А вот бег, включающий в работу большое количество мышц, служит прекрасным средством разносторонней тренировки. Таким же действием обладают ходьба на лыжах, плавание, гребля, ритмическая гимнастика. Ценность физических упражнений определяется не только их собственными оздоровительными возможностями, но и условиями, от которых зависит удобство их применения. Важны также: эмоциональность упражнений, интерес к ним или, напротив, неприязнь и скука при выполнении». (3)

Третье правило, соблюдение которого обеспечивает активное противодействие преждевременному старению, состоит в первоочередной тренировке двигательной функции. «Мнение о том, что укрепляя ослабевшие двигательные способности, мы тренируем лишь мышцы - является заблуждением. Одновременно мы тренируем сердце, причем как раз те его способности, которые из-за нетренированности оказываются наиболее уязвимыми. Еще совсем недавно для людей среднего и пожилого возраста считались противопоказанными такие упражнения, как наклоны туловища, бег, прыжки, силовые упражнения и др. Прогулки, лишь частично замещались бегом, дыхательные упражнения, несложные и медленно выполняемые движения рук, ног и туловища, заимствованные из общепринятой утренней гигиенической гимнастики, – вот практически всё, что рекомендовалось населению. Причем, не лицам с заболеваниями сердечно-сосудистой системы, а всем, кто старше 40 лет. Современные врачи считают, что при дозированном применении, «противопоказанных» упражнений происходит наибольший эффект для оздоровления. Чем более отвыкает организм от конкретного движения, тем ценнее оно в качестве средства тренировки. Ведь тренирующее упражнение в таком случае восполняет недостающее влияние». (3)

Четвертое правило тренировки – систематичность занятий. Физкультурные занятия должны быть постоянным фактором режима. «Тот, кто хочет получить максимальную пользу от физических упражнений, должен после первого, подготовительного периода занятий тренироваться ежедневно. Варианты здесь могут быть различными - занятия в фитнес группах, возможны самостоятельные ежедневные тренировки» (3) и другое.

Немаловажную роль в тренировках играет интенсивность физических нагрузок. Так как воздействие физических упражнений на человека связано с нагрузкой на его организм, вызывающей активную реакцию функциональных систем. Чтобы определить степень напряженности этих систем при нагрузке, используются показатели интенсивности, которые характеризуют реакцию организма на выполненную работу. Таких показателей много: изменение времени двигательной реакции, частота дыхания, минутный объем потребления кислорода и т.д. Между тем наиболее удобный и информативный показатель интенсивности нагрузок, особенно в циклических видах спорта, это частота сердечных сокращений (ЧСС). Индивидуальные зоны интенсивности нагрузок определяются с ориентацией именно на частоту сердечных сокращений, которую можно измерить при помощи обычной пульсометрии.

Таким образом, мы определили несколько простых правил, которыми должен руководствоваться человек, приступающий к тренировкам.

ГЛАВА III. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ

Практическую часть исследовательской работы мы разделили на несколько этапов. На первом этапе мы организовали две возрастные группы. Первая возрастная группа состояла из 8 человек, средний возраст от 30 до 50 лет. Вторая возрастная группа состояла также из 8 человек, средний возраст от 10 до 18 лет. Всем участникам исследования мы задали 7 одинаковых вопросов: 1. «Ваш возраст?»; 2. «Каким видом спорта занимаетесь (лись)?»; 3. «Есть ли у вас хронические заболевания, связанные с сердечно-сосудистой системой?»; 4. «Какие упражнения вы выполняете для поддержания сердечной мышцы?»; 5. «Делаете ли вы утреннюю гимнастику?»; 6. «Знаете ли вы свой пульс? давление?»; 7. «Есть ли у вас вредные привычки?».

После проведения опроса мы составили таблицу, в которую занесли все данные. Цифры в верхней строке таблицы соответствуют номерам вопросов, приведённых выше.

Физическая активность человека, требующая больше энергии, чем её вырабатывается в покое, является физической нагрузкой. Во время физической нагрузки изменяется внутренняя среда орга- низма, вследствие чего нарушается гомеостаз. Потребность мышц в энгергии обеспечивается комплексом адаптационных процессов в различных тканях организма. В главе рассмотрены физиологические показатели, которые изменяются под влиянием резкой физической нагрузки, а также клеточные и системные механизмы адаптации, лежащие в основе повторной или хронической мышечной активности.

ОЦЕНКА МЫШЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ

Отдельный эпизод мышечной работы или «острая нагрузка» вызывает ответные реакции организма, которые отличаются от реакций, возникающих при хронической нагрузке, другими словами при тренировке. Формы мышечной работы также могут различаться. Количество участвующей в работе мышечной массы, интенсивность усилий, их продолжительность и тип мышечных сокращений (изометрические, ритмические) влияют на ответы организма и характеристики приспособительных реакций. Основные изменения, возникающие в организме во время физической нагрузки, связаны с повышенным потреблением энергии скелетными мышцами, которое может возрастать с 1,2 до 30 ккал/мин, т.е. в 25 раз. Поскольку непосредственно измерить потребление АТФ во время физической нагрузки нельзя (оно происходит на субклеточном уровне), используется косвенная оценка энергетических затрат - измерение поглощаемого при дыхании кислорода. На рис. 29-1 показано потребление кислорода до, во время и после лёгкой равномерной работы.

Рис. 29-1. Потребление кислорода до, во время лёгкой нагрузки и после неё.

Поглощение кислорода и, следовательно, образование АТФ увеличиваются до того момента, пока не будет достигнуто устой- чивое состояние, при котором образование АТФ адекватно его потреблению при работе мышц. Постоянный уровень потребления кислорода (образование АТФ) поддерживается, пока не изменится интенсивность работы. Между началом работы и увеличением потребления кислорода до какого-то постоянного уровня происходит задержка, называемая кислородным долгом или дефицитом. Дефицит кислорода - период времени между началом мышечной работы и ростом потребления кислорода до достаточного уровня. В первые минуты после сокращения наблюдается избыток поглощения кислорода, так называемый кислородный долг (см. рис. 29-1). «Избыток» потребления кислорода в востановительном периоде - результат множества физиологических процессов. Во время динамической работы у каждого человека свой предел максимальной мышечной нагрузки, при которой поглощение кислорода не увеличивается. Этот предел называется максимальным потреблением кислорода (VO 2ma J. Он в 20 раз превышает потребление кислорода в состоянии покоя и не может быть выше, но при соответствующей тренировке его можно увеличить. Максимальное поглощение кислорода, при прочих равных условиях, уменьшается с возрастом, при постельном режиме и ожирении.

Реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку

При увеличении энергетических затрат во время физической работы требуется больше продукции энергии. Окисление пищевых веществ производит эту энергию, а сердечно-сосудистая система доставляет кислород работающим мышцам.

Cердечно-сосудистая система в условиях динамической нагрузки

Локальный контроль кровотока обеспечивает условия, при которых только работающие мышцы с увеличенными метаболическими потребностями получают больше крови и кислорода. Если работают только нижние конечности, мыщцы ног получают увеличенное количество крови, в то время как кровоток мышц верхних конечностей остаётся неизменным или пониженным. В покое скелетные мышцы получают только небольшую часть сердечного выброса. При динамической нагрузке и общий сердечный выброс, и относительный и абсолютный кровоток, направленные к работающим скелетным мышцам, значительно усиливаются (табл. 29-1).

Таблица 29-1. Распределение кровотока в покое и при динамической на- грузке у спортсмена

Область	Покой, мл/мин	%	%
Внутренние органы
Почки
Коронарные сосуды
Скелетные мышцы	1200		22,0
Кожа
Мозг
Другие органы
Общий сердечный выброс			25,65

Во время динамической мышечной работы в контроль над сердечно-сосудистой системой вовлечена системная регуляция (сердечно-сосудистые центры в мозге, с их вегетативными эффекторными нервами к сердцу и резистивным сосудам) вместе с локальной регуляцией. Уже перед началом мышечной деятельности её

программа формируется в мозге. Прежде всего активируется моторная кора: общая активность нервной системы приблизительно пропорциональна мышечной массе и её рабочей интенсивности. Под влиянием сигналов моторной коры сосудодвигательные центры уменьшают тоническое воздействие блуждающего нерва на сердце (в связи с чем увеличивается частота сердечных сокращений) и переключают артериальные барорецепторы на более высокий уровень. В активно работающих мышцах образуется молочная кислота, ко- торая стимулирует мышечные афферентные нервы. Афферентные сигналы поступают в сосудодвигательные центры, которые увеличивают влияние симпатической системы на сердце и системные резистивные сосуды. Одновременно с этим мышечная хеморефлекторная активность внутри работающих мышц понижает Po 2 , увеличивает содержание оксида азота и сосудорасширяющих простагландинов. В результате комплекс локальных факторов расширяет артериолы, несмотря на повышение симпатического сосудосуживающего тонуса. Активация симпатической системы увеличивает сердечный выброс, а локальные факторы в коронарных сосудах обеспечивают их расширение. Высокий симпатический вазоконстрикторный тонус ограничивает кровоток в почках, сосудах внутренних органов и неактивных мышцах. Кровоток в неактивных областях может падать на 75% в условиях тяжёлой работы. Повышение сосудистого сопротивления и уменьшение объёма крови помогают поддерживать АД во время динамической нагрузки. В противоположность редуцированному кровотоку в висцеральных органах и неактивных мышцах, саморегуляторные механизмы мозга поддерживают кровоток на постоянном уровне, независимо от нагрузки. Кожные сосуды остаются суженными только до тех пор, пока не возникнет потребность в терморегуляции. Во время чрезмерной нагрузки симпатическая активность может ограничить сосудорасширение в работающих мышцах. Продолжительная работа в условиях высокой температуры сопряжена с повышенным кровотоком в коже и интенсивным выделением пота, приводящим к уменьшению объёма плазмы, что может вызвать возникновение гипертермии и гипотонии.

Реакции сердечно-сосудистой системы на изометрическую нагрузку

Изометрическая нагрузка (статическая мышечная активность) вызывает несколько иные сердечно-сосудистые реакции. Крово-

ток в мышцах и сердечный выброс возрастают по сравнению с покоем, но высокие средние значения внутримышечного давления ограничивают увеличение кровотока по сравнению с ритмической работой. В статически сокращённой мышце промежуточные продукты обмена в условиях слишком слабого снабжения кислородом появляются очень быстро. В условиях анаэробного метаболизма увеличивается выработка молочной кислоты, возрастает соотношение АДФ/АТФ и развивается утомление. Поддержание только 50% максимального потребления кислорода уже затруднительно после 1-й минуты и не может продолжаться более 2 мин. Длительный устойчивый уровень напряжения может поддерживаться на уровне 20% от максимума. Факторы анаэробного метаболизма в условиях изометрической нагрузки запускают мышечные хеморефлекторные ответы. Кровяное давление значительно повышается, а сердечный выброс и частота сердцебиений меньше, чем при динамической работе.

Реакции сердца и сосудов на разовые и постоянные мышечные нагрузки

Однократная интенсивная мышечная работа активирует симпатическую нервную систему, что повышает частоту и сократи- мость сердца пропорционально затраченным усилиям. Повышенный венозный возврат также способствует производительности сердца при выполнении динамической работы. Сюда включается «мышечный насос», сдавливающий вены во время ритмических сокращений мышц, и «дыхательный насос», который от вдоха к вдоху увеличивает осцилляции внутригрудного давления. Максимальная динамическая нагрузка вызывает максимальную частоту сокращений сердца: даже блокада блуждающего нерва не может более увеличить частоту сокращений сердца. Ударный объём достигает своего потолка при умеренной работе и не изменяется при переходе на максимальный уровень работы. Повышение кровяного давления, увеличение частоты сокращений, ударного объёма и сократимости миокарда, возникающие во время работы, повышают потребность миокарда в кислороде. Линейное увеличение коронарного кровотока во время работы может достигать величины, в 5 раз превышающей исходный уровень. Локальные метаболические факторы (оксид азота, аденозин и активация АТФ-чувствительных K-каналов) действуют сосудорасширяюще на коронарные рези-

стивные сосуды. Поглощение кислорода в коронарных сосудах в состоянии покоя высокое; оно увеличивается при работе и достигает 80% доставляемого кислорода.

Адаптация сердца к хроническим мышечным перегрузкам в значительной степени зависит от того, несёт ли выполняемая работа опасность возникновения патологических состояний. Примерами служат увеличение объёма левого желудочка, когда работа требует высокого кровотока и гипертрофия левого желудочка создаётся высоким системным артериальным давлением (высокая постнагрузка). Следовательно, у людей, адаптированных к продолжительной, ритмической физической нагрузке, которая сопровождается относительно низким АД, левый желудочек сердца имеет большой объём при нормальной толщине его стенок. У людей, привыкших к длительным изометрическим сокращениям, увеличена толщина стенки левого желудочка при нормальном объёме и повышенном давлении. Большой объём левого желудочка у людей, занятых постоянной динамической работой, обусловливает урежение ритма и рост сердечного выброса. Одновременно усиливается тонус блуждающего нерва и понижается β -адренергическая чувствительность. Тренировка на выносливость частично измененяет потребление миокардом кислорода, влияя, таким образом, на коронарный кровоток. Поглощение кислорода миокардом приблизительно пропорционально соотношению «частота сокращений сердца, умноженная на среднее артериальное давление», и поскольку в результате тренировки уменьшается частота сердечных сокращений, коронарный кровоток в условиях стандартной фиксированной субмаксимальной нагрузки параллельно уменьшается. Тренировка, тем не менее, увеличивает пиковый коронарный кровоток, уплотняя капилляры миокарда, и увеличивает капиллярную обменную ёмкость. Тренировка также улучшает опосредованную эндотелием регуляцию, оптимизирует ответы на аденозин и контроль внутриклеточного свободного кальция в ГМК коронарных сосудов. Сохранение эндотелием сосудорасширяющей функции является важнейшим фактором, обусловливающим положительное влияние хронической физической активности на коронарное кровообращение.

Действие физической тренировки на липиды крови

Постоянная динамическая мышечная работа связана с увеличением уровня циркулирующих липопротеинов высокой плот-

ности (ЛПВП) и уменьшением липопротеинов низкой плотности (ЛПНП). В связи с этим соотношение ЛПВП и содержания общего холестерина увеличивается. Такие изменения в холестериновых фракциях наблюдаются в любом возрасте, при условии что физическая нагрузка регулярна. Масса тела снижается, и увеличивается чувствительность к инсулину, что типично для людей сидячего образа жизни, начавших регулярные занятия физической культурой. У людей, у которых в связи с очень высоким уровнем липопротеинов и возникает риск коронарных заболеваний сердца, физическая нагрузка является необходимым дополнением к ограничениям в диете и средством похудания, что способствует снижению ЛПНП. Регулярная нагрузка улучшает жировой метаболизм и увеличивает клеточную метаболическую ёмкость, благоприят- ствуя β -окислению свободных жирных кислот, а также улучшает в мышечной и жировой ткани липопротеазную функцию. Изменения в липопротеиновой липазной деятельности вместе с увели- чением лецитин-холестериновой ацилтрансферазной активности и аполипопротеинами A-I синтеза повышают уровень циркуляции

ЛПВП.

Регулярная физическая активность в профилактике и лечении некоторых сердечно-сосудистых заболеваний

Изменения в соотношении ЛПВП общего холестерина, которые возникают при регулярной физической активности, уменьшают риск развития атеросклероза и заболеваний коронарных сосудов у активных людей, в сравнении с людьми, ведущими сидячий образ жизни. Установлено, что прекращение активной физической деятельности является фактором риска заболеваний коронарных артерий сердца, который так же значим, как гиперхолестеринемия, повышенное давление и курение. Риск уменьшается, как отмечалось ранее, в связи с изменением характера липидного обмена, уменьшением потребности в инсулине и повышением чувствительности к инсулину, а также за счет снижения β -адренергической реактивности и повышением тонуса блуждающего нерва. Регулярная мышечная на- грузка часто (но не всегда) уменьшает АД в покое. Установлено, что снижение АД связано со снижением тонуса симпатической системы и падением системного сосудистого сопротивления.

Увеличение дыхания - очевидный физиологический ответ на физическую нагрузку.

Рис. 29-2 показывает, что минутная вентиляция в начале работы увеличивается линейно с увеличением интенсивности работы и затем, достигнув какой-то точки в районе максимума, становится сверхлинейной. Благодаря нагрузке усиливает поглощение кислорода и выработка диоксида углерода работающими мышцами. Адаптация дыхательной системы заключается в исключительно точном поддержании гомеостаза этих газов в артериальной крови. При лёгкой или умеренной работе артериальное Po 2 (и, следова- тельно, содержание кислорода), Pco 2 и pH остаются без изменений на уровне покоя. Дыхательные мышцы, участвующие в увеличении вентиляции и прежде всего в увеличении дыхательного объёма, не создают ощущения одышки. При более интенсивной нагрузке уже на полпути от покоя к максимальной динамической работе молочная кислота, образующаяся в работающих мышцах, начинает появляться в крови. Это наблюдается тогда, когда молочная кислота образуется быстрее, чем (удаляется) метаболизирует-

Рис. 29-2. Зависимость минутной вентиляции от интенсивности физической нагрузки.

ся. Эта точка, которая зависит от типа работы и состояния тренированности испытуемого, называется анаэробным или лактатным порогом. Лактатный порог для конкретного человека, выполняющего определённую работу, относительно постоянен. Чем выше лактатный порог, тем выше интенсивность продолжительной работы. Концентрация молочной кислоты градуально увеличивается вместе с интенсивностью работы. При этом всё больше и больше мышечных волокон переходит на анаэробный метаболизм. Почти полностью диссоцированная молочная кислота вызывает метаболический ацидоз. Во время работы здоровые лёгкие отвечают на ацидоз дальнейшим увеличением вентиляции, снижением уровня артериального Pco 2 и поддержанием pH артериальной крови на нормальном уровне. Этот ответ на ацидоз, который подстёгивает нелинейную вентиляцию лёгких, может встречаться при напря- жённой работе (см. рис. 29-2). В определённых пределах работы дыхательная система полностью компенсирует снижение pH, вызванное молочной кислотой. Однако при тяжелейшей работе вентиляционная компенсация становится только частичной. В этом случае и pH, и артериальное Pco 2 могут падать ниже исходного уровня. Объём вдоха продолжает увеличиваться, пока рецепторы растяжения не ограничат его.

Контрольные механизмы лёгочной вентиляции, обепечивающие мышечную работу, включают нейрогенные и гуморальные влияния. Частота и глубина дыхания управляются дыхательным центром продолговатого мозга, получающего сигналы от центральных и периферических рецепторов, которые реагируют на изменения pH, артериального Pо 2 и Pto 2 . Кроме сигналов от хеморецепторов в дыхательный центр поступают афферентные импульсы от периферических рецепторов, включая мышечные веретёна, рецепторы растяжения Гольджи и рецепторы давления, расположенные в суставах. Центральные хеморецепторы воспринимают увеличение щелочности при интенсификации мышечной работы, что свидетельствует о проницаемости гематоэнцефалического барьера для CO 2 , но не для водородных ионов.

Тренировка не изменяет величину функций дыхательной системы

Воздействие тренировки на дыхательную систему минимально. Диффузионная ёмкость лёгких, их механика и даже лёгочные

объёмы очень мало изменяются при тренировке. Широко распро- странённое предположение о том, что тренировка улучшает жиз- ненную ёмкость лёгких, неверно: даже нагрузки, рассчитанные специально на увеличение силы дыхательных мышц, повышают жизненную ёмкость только на 3%. Одним из механизмов адаптации дыхательных мышц к физической нагрузке является уменьшение их чувствительности к одышке во время нагрузки. Тем не менее первичные дыхательные изменения при тренировке вторичны по отношению к пониженной выработке молочной кислоты, которая уменьшает потребность в вентиляции при тяжёлой работе.

Реакции мышц и костей на физическую нагрузку

Процессы, происходящие во время работы скелетной мышцы, являются первичным фактором её утомления. Те же самые про- цессы, повторяясь во время тренировки, способствуют адаптации, благодаря которой увеличивается объём работы и задерживается развитие утомления во время подобной работы. Сокращения скелетных мышц увеличивают также стрессорное воздействие на кости, вызывая специфическую костную адаптацию.

Мышечное утомление не зависит от молочной кислоты

Исторически сложилось представление о том, что увеличение внутриклеточных H+ (уменьшение pH в клетке) играло главную роль в утомлении мышцы, непосредственно ингибируя актинмиозиновые мостики и приводя тем самым к уменьшению сократительной силы. Хотя очень тяжёлая работа может уменьшать величину pH < 6,8 (pH артериальной крови может падать до 7,2), имеющиеся данные свидетельствуют, что повышенное содержание H+ хотя и является значительным фактором в снижении мышечной силы, но не служит исключительной причиной утомления. У здоровых людей утомление коррелирует с накоплением АДФ на фоне нормального или слегка редуцированного содержания АТФ. В этом случае соотношение АДФ/АТФ бывает высоким. Поскольку полное окисление глюкозы, гликогена или свободных жирных кислот до CO 2 и H 2 O является основным источником энергии при продолжительной работе, у людей с нарушениями гликолиза или электронного транспорта снижена способность к продолжительной

работе. Потенциальные факторы развития утомления могут возникать централизованно (болевые сигналы от утомлённой мышцы поступают по обратной связи к мозгу и снижают мотивацию и, возможно, уменьшают импульсы от моторной коры) либо на уровне мотонейрона или нервно-мышечного соединения.

Тренировка выносливости увеличивает кислородную ёмкость мышц

Адаптация скелетных мышц к тренировке специфична для формы мышечного сокращения. Регулярные упражнения в условиях небольшой нагрузки способствуют возрастанию окислительной метаболической ёмкости без гипертрофии мышц. Тренировка с усиленной нагрузкой вызывает гипертрофию мышц. Повышенная активность без перегрузки увеличивает плотность капилляров и митохондрий, концентрацию миоглобина и всего ферментативного аппарата для производства энергии. Координация производящей и использующей энергию систем в мышцах обеспечивается даже после атрофии, когда остающиеся сократительные белки адекватно поддерживаются метаболически. Локальная адаптация скелетной мышцы к выполнению длительной работы уменьшает зависимость от углеводов как энергетического топлива и позволяет в большей мере использовать метаболизм жиров, продлевает выносливость и уменьшает накопление молочной кислоты. Снижение содержания молочной кислоты в крови, в свою очередь, уменьшает вентиляционную зависимость от тяжести работы. В результате более медленного накопления метаболитов внутри натренированной мышцы снижается хемосенсорный поток импульсов в системе обратной связи в ЦНС при увеличении нагрузки. Это ослабляет активацию симпатической системы сердца и сосудов и уменьшает потребность миокарда в кислороде при фиксированном уровне работы.

Гипертрофия мышцы в ответ на растяжение

Обычные формы физической активности вовлекают комбинацию сокращений мышц с укорочением (концентрическое сокращение), с удлинением мышцы (эксцентрическое сокращение) и без изменения её длины (изометрическое сокращение). При действии внешних сил, растягивающих мышцу, для развития усилия требуется меньшее количество АТФ, так как часть моторных единиц

выключена из работы. Однако поскольку усилия, приходящиеся на отдельные моторные единицы, больше при эксцентрической работе, эксцентрические сокращения могут легко вызывать повреждения мышц. Это проявляется в слабости мышцы (возникает в первый день), болезненности, отёчности (держится 1-3 дня) и подъёме уровня внутримышечных ферментов в плазме (2-6 дней). Гистологические доказательства повреждения могут сохраняться до 2 нед. Повреждение сопровождается острой фазой реакции, которая включает активацию комплемента, увеличение циркулирующих цитокинов, мобилизацию нейротрофилов и моноцитов. Если адаптация к тренировке с элементами растяжения достаточна, то болезненность после повторной тренировки минимальна или от- сутствует совсем. Повреждение, вызванное тренировкой с растяжением, и комплекс реакций на него, вероятнее всего, являются важнейшим стимулом гипертрофии мышц. Немедленные изменения в синтезе актина и миозина, которые вызывают гипертрофию, опосредованы на посттрансляционном уровне; неделю спу- стя после нагрузки матричная РНК для этих белков изменяется. Хотя их роль в точности остаётся невыясненной, активность S6- протеинкиназы, тесно связанной с долговременными изменениями мышечной массы, повышена. Клеточные механизмы гипертрофии включают индукцию инсулиноподобного фактора роста I и других белков, входящих в семейство факторов роста фибробластов.

Сокращение скелетных мышц через сухожилия оказывает воздействие на кости. Поскольку архитектура кости меняется под влиянием активации остеобластов и остеокластов, вызванной нагрузкой или устранением нагрузки, физическая активность оказывает значительное специфическое воздействие на минеральную плотность кости и её геометрию. Повторяющаяся физическая активность может создавать необычайно сильное натяжение, при- водящее к недостаточному реструктурированию костной ткани и перелому кости; с другой стороны, малая активность обусловливает доминирование остеокластов и потерю костной ткани. Силы, воздействующие на кость во время физической нагрузки, зависят от массы кости и силы мышц. Следовательно, плотность кости имеет самое непосредственное отношение к силам гравитации и силе вовлечённых мышц. Это предполагает, что нагрузка с целью

предотвратить или ослабить остеопороз должна учитывать массу и силу применяемой активности. Поскольку нагрузка может улуч- шать походку, равновесие, координацию, проприоцепцию и время реакции даже у пожилых и слабых людей, постоянная активность уменьшает риск падений и остеопороза. Действительно, случаи переломов бедра сокращаются примерно на 50%, когда пожилые люди регулярно занимаются физической культурой. Однако, даже когда физическая активность оптимальна, генетическая роль костной массы значительно важнее, чем роль нагрузки. Возможно, 75% популяционной статистики имеет отношение к генетике и 25% является результатом различного уровня активности. Физическая нагрузка также играет роль в лечении остеоартритов. Контроли- руемые клинические испытания показали, что соответствующая регулярная нагрузка уменьшает суставные боли и степень инвалидности.

Динамическая напряжённая работа (требующая более 70% максимального потребления O 2) замедляет опорожнение жидкого содержимого желудка. Природа этого эффекта не выяснена. Однако разовая нагрузка различной интенсивности не изменяет секреторной функции желудка, и нет данных о влиянии нагрузки на факторы, способствующие развитию пептических язв. Известно, что напряжённая динамическая работа может вызывать желудочнопищеводный рефлюкс, нарушающий моторику пищевода. Хроническая физическая активность увеличивает скорость опорожнения желудка и движение пищевых масс по тонкой кишке. Эти адаптационные реакции постоянно увеличивают траты энергии, способствуют более быстрой переработке пищи и усиливают аппетит. Опыты на животных с моделью гиперфагии показывают специфическую адаптацию в тонкой кишке (увеличение поверхности слизистой, выраженность микроворсинок, большее содержание ферментов и транспортёров). Кровоток кишечника замедляется пропорционально интенсивности нагрузки, и возрастает симпатический сосудосуживающий тонус. Параллельно замедляется всасывание воды, электролитов и глюкозы. Однако эти эффекты преходящи и синдром пониженного всасывания как следствие острой или хронической нагрузки не наблюдается у здоровых людей. Физическая нагрузка рекомендуется для более быстрого вос-

становления после операции на подвздошной кишке, при запоре и синдроме раздражённой кишки. Постоянная динамическая на- грузка значительно уменьшает риск возникновения рака толстой кишки, возможно потому, что увеличивается количество и частота потребляемой пищи и, следовательно, ускоряется движение каловых масс по толстой кишке.

Физическая нагрузка повышает чувствительность к инсулину

Мышечная работа подавляет секрецию инсулина за счёт возросшего симпатического влияния на островковый аппарат подже- лудочной железы. Во время работы, несмотря на резкое снижение уровня инсулина в крови, происходит усиленное потребление мышцами глюкозы, - как инсулинзависимое, так и инсулиннезависимое. Мышечная активность мобилизует переносчиков глюкозы из внутриклеточных мест хранения к плазматической мембране работающих мышц. Поскольку мышечная нагрузка повышает чув- ствительность к инсулину у людей с диабетом 1-го типа (инсулинзависимым), требуется меньше инсулина, когда усиливается их мышечная активность. Однако этот положительный результат может оказаться коварным, так как работа ускоряет развитие гипогликемии и увеличивает риск возникновения гипогликемической комы. Регулярная мышечная активность уменьшает потребность в инсулине, повышая чувствительность рецепторов к инсулину. Этот результат достигается благодаря регулярному приспособлению к меньшим нагрузкам, а не просто повторением эпизодических нагрузок. Эффект вполне выражен после 2-3 дней регулярной физической тренировки, и так же быстро он может быть утрачен. Следовательно, у здоровых людей, ведущих физически активный образ жизни, чувствительность к инсулину значительно выше, чем у их коллег, предпочитающих сидячий образ жизни. Повышение чувствительности инсулиновых рецепторов и меньшее выделение инсулина после регулярной физической активности служат адек- ватной терапией диабета 2-го типа (не инсулинзависимого) - заболевания, характеризующегося высокой секрецией инсулина и низкой чувствительностью к нему рецепторов. У людей с диабетом 2-го типа даже одиночный эпизод физической активности существенно влияет на перемещение транспортёров глюкозы к плазма- тической мембране в скелетных мышцах.

Обобщение главы

Физическая нагрузка - вид деятельности, который вовлекает мышечные сокращения, сгибательные и разгибательные движения суставов и оказывает исключительное влияние на различные системы организма.

Количественная оценка динамической нагрузки определяется количеством поглощённого во время работы кислорода.

Избыточное потребление кислорода в первые минуты восстановления после работы называется кислородным долгом.

Во время мышечной нагрузки кровоток преимущественно направлен к работающим мышцам.

Во время работы кровяное давление, частота сокращений сердца, ударный объём, сократимость сердца повышены.

У людей, привыкших к продолжительной ритмической работе, сердце при нормальном АД и нормальной толщине стенки левого желудочка выбрасывает большие объёмы крови из левого желудочка.

Длительная динамическая работа связана с увеличением в крови липопротеинов высокой плотности и уменьшением липопро- теинов низкой плотности. В связи с этим увеличивается соотношение липопротеинов высокой плотности и общего содержания холестерина.

Мышечная нагрузка играет роль в профилактике и восстановлении после некоторых сердечно-сосудистых заболеваний.

Лёгочная вентиляция усиливается во время работы пропорционально потребностям в кислороде и удалении углекислого газа.

Утомление мышцы - процесс, вызванный выполнением нагрузки, приводящий к уменьшению её максимальной силы и неза- висимый от молочной кислоты.

Регулярная мышечная активность при незначительных нагрузках (тренировка выносливости) увеличивает мышечную кислородную ёмкость без гипертрофии мышц. Повышенная активность при больших нагрузках вызывает гипертрофию мышц.

Физические нагрузки вызывают перестройки различных функций организма, особенности и степень которых зависят от мощности, характера двигательной деятельности, уровня здоровья и тренированности. О влиянии физических нагрузок на человека можно судить только на основе всестороннего учета совокупности реакций целостного организма, включая реакцию со стороны центральной нервной системы (ЦНС), сердечно-сосудистой системы (ССС), дыхательной системы, обмена веществ и др. Следует подчеркнуть, что выраженность изменений функций организма в ответ на физическую нагрузку зависит, прежде всего, от индивидуальных особенностей человека и уровня его тренированности. В основе развития тренированности, в свою очередь, лежит процесс адаптации организма к физическим нагрузкам. Адаптация - совокупность физиологических реакций, лежащая в основе приспособлений организма к изменению окружающих условий и направленная на сохранение относительного постоянства его внутренней среды - гомеостаза.

В понятиях «адаптация, адаптированность», с одной стороны, и «тренировка, тренированность», с другой стороны, много общих черт, главной из которых является достижение нового уровня работоспособности. Адаптация организма к физическим нагрузкам заключается в мобилизации и использовании функциональных резервов организма, совершенствовании имеющихся физиологических механизмов регуляции. Никаких новых функциональных явлений и механизмов в процессе адаптации не наблюдается, просто имеющиеся уже механизмы начинают работать совершеннее, интенсивнее и экономичнее (урежение сердцебиения, углубление дыхания и др.).

Процесс адаптации связан с изменениями в деятельности всего комплекса функциональных систем организма (сердечно-сосудистая, дыхательная, нервная, эндокринная, пищеварительная, сенсомоторная и др. системы). Разные виды физических упражнений предъявляют различные требования к отдельным органам и системам организма. Правильно организованный процесс выполнения физических упражнений создает условия для совершенствования механизмов, поддерживающих гомеостаз. В результате этого сдвиги, происходящие во внутренней среде организма, быстрее компенсируются, клетки и ткани становятся менее чувствительными к накоплению продуктов обмена веществ.

Среди физиологических факторов, определяющих степень адаптации к физическим нагрузкам, большое значение имеют показатели состояния систем, обеспечивающих транспорт кислорода, а именно - система крови и дыхательная система.

Кровь и кровеносная система

В организме взрослого человека содержится 5–6 л крови. В состоянии покоя 40–50 % ее не циркулирует, находясь в так называемом «депо» (селезенка, кожа, печень). При мышечной работе увеличивается количество циркулирующей крови (за счет выхода из «депо»). Происходит ее перераспределение в организме: большая часть крови устремляется к активно работающим органам: скелетным мышцам, сердцу, легким. Изменения в составе крови направлены на удовлетворение возросшей потребности организма в кислороде. В результате увеличения количества эритроцитов и гемоглобина повышается кислородная емкость крови, т. е. увеличивается количество кислорода, переносимого в 100 мл крови. При занятиях спортом увеличивается масса крови, повышается количество гемоглобина (на 1–3 %), увеличивается число эритроцитов (на 0,5–1 млн. в кубическом мм), возрастает количество лейкоцитов и их активность, что повышает сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям. В результате мышечной деятельности активизируется система свертывания крови. Это одно из проявлений срочной адаптации организма к воздействию физических нагрузок и возможным травмам с последующим кровотечением. Программируя «с опережением» такую ситуацию, организм повышает защитную функцию системы свертывания крови.

Двигательная деятельность оказывает существенное влияние на развитие и состояние всей системы кровообращения. В первую очередь, изменяется само сердце: увеличиваются масса сердечной мышцы и размеры сердца. У тренированных масса сердца составляет в среднем 500 г, у нетренированных - 300.

Сердце человека чрезвычайно легко поддается тренировке и как ни один другой орган нуждается в ней. Активная мышечная деятельность способствует гипертрофии сердечной мышцы и увеличению его полостей. Объем сердца у спортсменов больше на 30 %, чем у не занимающихся спортом. Увеличение объема сердца, особенно его левого желудочка, сопровождается повышением его сократительной способности, увеличением систолического и минутного объемов.

Физическая нагрузка способствует изменению деятельности не только сердца, но и кровеносных сосудов. Активная двигательная деятельность вызывает расширение кровеносных сосудов, снижение тонуса их стенок, повышение их эластичности. При физических нагрузках почти полностью раскрывается микроскопическая капиллярная сеть, которая в покое задействована всего на 30–40 %. Все это позволяет существенно ускорить кровоток и, следовательно, увеличить поступление питательных веществ и кислорода во все клетки и ткани организма.

Работа сердца характеризуется непрерывной сменой сокращений и расслаблений его мышечных волокон. Сокращение сердца называется систолой, расслабление - диастолой. Количество сокращений сердца за одну минуту - частота сердечных сокращений (ЧСС). В состоянии покоя у здоровых нетренированных людей ЧСС находится в пределах 60–80 уд/мин, у спортсменов - 45–55 уд/мин и ниже. Урежение ЧСС в результате систематических занятий физическими упражнениями называется брадикардией. Брадикардия препятствует «изнашиванию миокарда и имеет важное оздоровительное значение. На протяжении суток, в течение которых не было тренировок и соревнований, сумма суточного пульса у спортсменов на 15–20 % меньше, чем у лиц того же пола и возраста, не занимающихся спортом.

Мышечная деятельность вызывает учащение сердцебиения. При напряженной мышечной работе ЧСС может достигать 180–215 уд/мин. Следует отметить, что увеличение ЧСС имеет прямо пропорциональную зависимость с мощностью мышечной работы. Чем больше мощность работы, тем выше показатели ЧСС. Тем не менее, при одинаковой мощности мышечной работы ЧСС у менее подготовленных лиц значительно выше. Кроме того, при выполнении любой двигательной деятельности ЧСС изменяется в зависимости от пола, возраста, самочувствия, условий занятий (температура, влажность воздуха, время суток и т. д.).

При каждом сокращении сердца кровь выбрасывается в артерии под большим давлением. В результате сопротивления кровеносных сосудов ее передвижение в них создается давлением, называемое кровяным давлением. Наибольшее давление в артериях называют систолическим или максимальным, наименьшее - диастолическим или минимальным. В состоянии покоя у взрослых людей систолическое давление составляет 100–130 мм рт. ст., диастолическое - 60–80 мм рт. ст. По данным Всемирной организации здравоохранения, артериальное давление до 140/90 мм рт. ст. является нормотоническим, выше этих величин - гипертоническим, а ниже 100–60 мм рт. ст. - гипотоническим. В процессе выполнения физических упражнений, а также после окончания тренировки, артериальное давление обычно повышается. Степень его повышения зависит от мощности выполненной физической нагрузки и уровня тренированности человека. Диастолическое давление изменяется менее выражено, чем систолическое. После длительной и очень напряженной деятельности (например, участие в марафоне) диастолическое давление (в некоторых случаях и систолическое) может быть меньше, чем до выполнения мышечной работы. Это обусловлено расширением сосудов в работающих мышцах.

Важными показателями производительности сердца являются систолический и минутный объем. Систолический объем крови (ударный объем) - это количество крови, выбрасываемой правым и левым желудочками при каждом сокращении сердца. Систолический объем в покое у тренированных - 70–80 мл, у нетренированных - 50–70 мл. Наибольший систолический объем наблюдается при ЧСС 130–180 уд/мин. При ЧСС свыше 180 уд/мин он сильно снижается. Поэтому наилучшие возможности для тренировки сердца имеют физические нагрузки в режиме 130–180 уд/мин. Минутный объем крови - количество крови, выбрасываемое сердцем за одну минуту, зависит от ЧСС и систолического объема крови. В состоянии покоя минутный объем крови (МОК) составляет в среднем 5–6 л, при легкой мышечной работе увеличивается до 10–15 л, при напряженной физической работе у спортсменов может достигать 42 л и более. Увеличение МОК при мышечной деятельности обеспечивает повышенную потребность органов и тканей в кровоснабжении.

Дыхательная система

Изменения показателей дыхательной системы при выполнении мышечной деятельности оцениваются по частоте дыхания, жизненной емкости легких, потреблением кислорода, кислородным долгом и другими более сложными лабораторными исследованиями. Частота дыхания (смена вдоха и выдоха и дыхательной паузы) - количество дыханий в одну минуту. Определение частоты дыхания производится по спирограмме или по движению грудной клетки. Средняя частота у здоровых лиц 16–18 в минуту, у спортсменов - 8–12. При физической нагрузке частота дыхания увеличивается в среднем в 2–4 раза и составляет 40–60 дыхательных циклов в минуту. С учащением дыхания неизбежно уменьшается его глубина. Глубина дыхания - это объем воздуха спокойного вдоха и ли выдоха при одном дыхательном цикле. Глубина дыхания зависит от роста, веса, размера грудной клетки, уровня развития дыхательных мышц, функционального состояния и степени тренированности человека. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - наибольший объем воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха. У женщин ЖЕЛ составляет в среднем 2,5–4 л, у мужчин - 3,5–5 л. Под влиянием тренировки ЖЕЛ возрастает, у хорошо тренированных спортсменов она достигает 8 л. Минутный объем дыхания (МОД) характеризует функцию внешнего дыхания, определяется произведением частоты дыхания на дыхательный объем. В покое МОД составляет 5–6 л, при напряженной физической нагрузке возрастает до 120–150 л/мин и более. При мышечной работе ткани, особенно скелетные мышцы, требуют значительно больше кислорода, чем в покое, и вырабатывают больше углекислого газа. Это приводит к увеличению МОД, как за счет учащения дыхания, так и вследствие увеличения дыхательного объема. Чем тяжелее работа, тем относительно больше МОД (табл. 2.2).

Таблица 2.2

Средние показатели реакции сердечно-сосудистой

и дыхательной систем на физическую нагрузку

Параметры		При интенсивной физической нагрузке
Частота сердечных сокращений	50–75 уд/мин	160–210 уд/мин
Систолическое артериальное давление	100–130 мм рт. ст.	200–250 мм рт. ст.
Систолический объем крови		150–170 мл и выше
Минутный объем крови (МОК)		30–35 л/мин и выше
Частота дыхания	14 раз/мин	60–70 раз/мин
Альвеолярная вентиляция (эффективный объем)		120 л/мин и более
Минутный объем дыхания		120–150 л/мин

Максимальное потребление кислорода (МПК) является основным показателем продуктивности как дыхательной, так и сердечно-сосудистой (в целом - кардио-респираторной) систем. МПК - это наибольшее количество кислорода, которое человек способен потребить в течение одной минуты на 1 кг веса. МПК измеряется количеством миллилитров за 1 мин на 1 кг веса (мл/мин/кг). МПК является показателем аэробной способности организма, т. е. способности совершать интенсивную мышечную работу, обеспечивая энергетические расходы за счет кислорода, поглощаемого непосредственно во время работы. Величину МПК можно определить математическим расчетом, используя специальные номограммы; можно в лабораторных условиях при работе на велоэргометре или восхождении на ступеньку. МПК зависит от возраста, состояния сердечно-сосудистой системы, массы тела. Для сохранения здоровья необходимо обладать способностью потреблять кислород как минимум на 1 кг - женщинам не менее 42 мл/мин, мужчинам - не менее 50 мл/мин. Когда в клетки тканей поступает меньше кислорода, чем нужно для полного обеспечения потребности в энергии, возникает кислородное голодание, или гипоксия.

Кислородный долг - это количество кислорода, которое требуется для окисления продуктов обмена веществ, образовавшихся при физической работе. При интенсивных физических нагрузках, как правило, наблюдается метаболический ацидоз различной степени выраженности. Его причиной является «закисление» крови, т. е. накопление в крови метаболитов обмена веществ (молочной, пировиноградной кислот и др.). Для ликвидации этих продуктов обмена нужен кислород - создается кислородный запрос. Когда кислородный запрос выше потребления кислорода в данный момент, образуется кислородный долг. Нетренированные люди способны продолжить работу при кислородном долге 6–10 л, спортсмены могут выполнять такую нагрузку, после которой возникает кислородный долг в 16–18 л и более. Кислородный долг ликвидируется после окончания работы. Время его ликвидации зависит от длительности и интенсивности предыдущей работы (от нескольких минут до 1,5 ч).

Пищеварительная система

Систематически выполняемые физические нагрузки повышают обмен веществ и энергии, увеличивают потребность организма в питательных веществах, стимулирующих выделение пищеварительных соков, активизируют перистальтику кишечника, повышают эффективность процессов пищеварения.

Однако при напряженной мышечной деятельности могут развиваться тормозные процессы в пищеварительных центрах, уменьшающие кровоснабжение различных отделов желудочно-кишечного тракта и пищеварительных желез в связи с тем, что необходимо обеспечивать кровью усиленно работающие мышцы. В то же время сам процесс активного переваривания обильной пищи в течение 2–3 ч после ее приема снижает эффективность мышечной деятельности, так как органы пищеварения в этой ситуации оказываются как бы более нуждающимися в усиленном кровообращении. Кроме того, наполненный желудок приподнимает диафрагму, тем самым, затрудняя деятельность органов дыхания и кровообращения. Вот почему физиологическая закономерность требует принимать пишу за 2,5–3,5 ч до начала тренировки, и через 30–60 минут после нее.

Выделительная система

При мышечной деятельности значительна роль органов выделения, которые выполняют функцию сохранения внутренней среды организма. Желудочно-кишечный тракт выводит остатки переваренной пищи; через легкие удаляются газообразные продукты обмена веществ; сальные железы, выделяя кожное сало, образуют защитный, смягчающий слой на поверхности тела; слезные железы обеспечивают влагу, смачивающую слизистую оболочку глазного яблока. Однако основная роль в освобождении организма от конечных продуктов обмена веществ принадлежит почкам, потовым железам и легким.

Почки поддерживают в организме необходимую концентрацию воды, солей и других веществ; выводят конечные продукты белкового обмена; вырабатывают гормон ренин, влияющий на тонус кровеносных сосудов. При больших физических нагрузках потовые железы и легкие, увеличивая активность выделительной функции, значительно помогают почкам в выводе из организма продуктов распада, образующихся при интенсивно протекающих процессах обмена веществ.

Нервная система в управлении движениями

При управлении движениями ЦНС осуществляет очень сложную деятельность. Для выполнения четких целенаправленных движений необходимо непрерывное поступление в ЦНС сигналов о функциональном состоянии мышц, о степени их сокращения и расслабления, о позе тела, о положении суставов и угла сгиба в них. Вся эта информация передается от рецепторов сенсорных систем и особенно от рецепторов двигательной сенсорной системы, расположенных в мышечной ткани, сухожилиях, суставных сумках. От этих рецепторов по принципу обратной связи и по механизму рефлекса ЦНС поступает полная информация о выполнении двигательного действия и о сравнении ее с заданной программой. При многократном повторении двигательного действия импульсы от рецепторов достигают двигательных центров ЦНС, которые соответственным образом меняют свою импульсацию, идущую к мышцам, с целью совершенствования разучиваемого движения до уровня двигательного навыка.

Двигательный навык - форма двигательной деятельности, выработанная по механизму условного рефлекса в результате систематических упражнений. Процесс формирования двигательного навыка проходит три фазы: генерализации, концентрации, автоматизации.

Фаза генерализации характеризуется расширением и усилением процессов возбуждения, в результате чего в работу вовлекаются лишние группы мышц, а напряжение работающих мышц оказывается неоправданно большим. В этой фазе движения скованы, неэкономичны, неточны и плохо координированы.

Фаза концентрации характеризуется снижением процессов возбуждения благодаря дифференцированному торможению, концентрируясь в нужных зонах головного мозга. Исчезает излишняя напряженность движений, они становятся точными, экономичными, выполняются свободно, без напряжения, стабильно.

В фазе автоматизации навык уточняется и закрепляется, выполнение отдельных движений становится как бы автоматическим и не требует контроля сознания, которое может быть переключено на окружающую обстановку, поиск решений и т. п. Автоматизированный навык отличается высокой точностью и стабильностью всех составляющих его движений.