Физиологические механизмы и закономерности совершенствования отдельных систем организма под воздействием направленной физической трен

— за 8 с и менее, при  этом объем циркулирующей крови  способен возрастать до

40 л/мин. В  результате  такого  увеличения  объема  и   скорости  кровотока

значительно повышается снабжение  тканей организма кислородом и питательными

веществами. Особенно полезна  тренировка  для  совершенствования  сердечно-

сосудистой  системы  в  циклических  видах  спорта  на  открытом   воздухе.

Присасывающие действия в  кровообращении и мышечный насос. Гравитационный шок

Венозному кровообращению способствует присасывающее действие  сердца  при расслаблении и  присасывающее  действие  грудной  полости  при  вдохе.  При

активной  двигательной  деятельности  циклического  характера   воздействие

присасывающих факторов повышается. При малоподвижном образе жизни  венозная

кровь может застаиваться (например в брюшной полости или  в области таза при

длительном сидении).  Вот  почему  движению  крови  по  венам  способствует

деятельность  окружающих   их   мышц   (мышечный   насос).   Сокращаясь   и

расслабляясь, мышцы то сдавливают вены, то прекращают этот пресс, давая  им

расправиться и тем  самым способствуют продвижению  крови  по  направлению  к

сердцу,  в  сторону  пониженного  давления,  так  как  движению   крови   в

противоположную  от  сердца  сторону  препятствуют  клапаны,  имеющиеся   в

венозных сосудах. Чем  чаще и активнее сокращаются  и  расслабляются  мышцы,

тем большую помощь сердцу оказывает мышечный насос. Особенно эффективно  он

работает при локомоциях (ходьбе, гладком беге, беге на лыжах,  на  коньках,

при плавании и т.п.). Мышечный насос  способствует  более  быстрому  отдыху

сердца и после интенсивной  физической нагрузки.

   Следует упомянуть  и  о  феномене  гравитационного  шока,  который  может

наступить после  резкого  прекращения  длительной,  достаточно  интенсивной

циклической работы (спортивная ходьба, бег). Прекращение  ритмичной  работы

мышц нижних конечностей  сразу лишает помощи систему  кровообращения:  кровь

под действием гравитации остается в крупных венозных сосудах  ног,  движение

ее замедляется, резко  снижается  возврат  крови  к  сердцу,  а  от  него  в

артериальное сосудистое русло, давление  артериальной  крови  падает,  мозг

оказывается в условиях пониженного  кровоснабжения и гипоксии. Как результат

этого явления — головокружение,  тошнота,  обморочное  состояние.  Об  этом

необходимо помнить и  не прекращать резко  движения  циклического  характера

сразу  после  финиша,  а  постепенно  (в  течение  3—  5   минут)   снижать

интенсивность.

 

Особенности дыхания.

 

Затраты энергии на физическую работу обеспечиваются биохимическими

процессами, происходящими  в мышцах в результате окислительных  реакций, для

которых постоянно необходим  кислород. Во время мышечной работы для

увеличения газообмена усиливаются  функции дыхания и кровообращения.

Совместная работа систем дыхания, крови и кровообращения по газообмену

оцениваются рядом показателей: частотой дыхания, дыхательным объемом,

легочной вентиляцией, жизненной  емкостью легких, кислородным запросом,

потреблением кислорода, кислородной емкостью крови и  т.д.

   Частота дыхания. Средняя частота дыхания в покое составляет  15—18  циклов

в мин. Один цикл состоит  из вдоха, выдоха и  дыхательной  паузы.  У  женщин

частота дыхания на 1—2 цикла  больше. У спортсменов в покое  частота  дыхания

снижается до 6—12 циклов  в  мин  за  счет  увеличения  глубины  дыхания  и

дыхательного объема. При  физической работе частота  дыхания  увеличивается,

например у лыжников и  бегунов до 20—28, у пловцов до 36—45 циклов в мин.

   Дыхательный объем — количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, выдох, пауза). В покое  дыхательный  объем  (объем

воздуха, поступающего в  легкие за один вдох) находится в  пределах  200—300

мл. Величина дыхательного объема зависит от степени  адаптации  человека  к

физическим нагрузкам. При  интенсивной физической работе  дыхательный  объем

может увеличиваться до 500 мл и более.

   Легочная вентиляция — объем воздуха, который  проходит  через  легкие  за

одну минуту. Величина легочной вентиляции определяется  умножением  величины

дыхательного объема на частоту  дыхания. Легочная вентиляция  в  покое  может

составлять 5—9 л.. При интенсивной  физической  работе  у  квалифицированных

спортсменов она может  достигать значительно больших  величии  (например,  при

дыхательном объеме до 2,5 л  и частоте дыхания до  75  дыхательных  циклов  в

минуту легочная вентиляция составляет 187,5 л, т.е. увеличится в  25  раз  и

более по сравнению с состоянием покоя).

   Жизненная емкость легких (ЖЕЯ)  —  максимальный  объем  воздуха,  который

может выдохнуть человек  после максимального  вдоха.  Средние  значения  ЖЕЛ

составляют у мужчин 3800—4200 мл, у женщин 3000—3500  мл.  ЖЕЛ  зависит  от

возраста, массы, роста, пола, состояния физической тренированности  человека

и от других факторов.  У  людей  с  недостаточным  физическим  развитием  и

имеющих заболевания эта  величина  меньше  средней;  у  людей,  занимающихся

физической культурой, она  выше, а у спортсменов может  достигать 7000  мл  и

более у мужчин и 5000  мл  и  более  у  женщин.  Широко  известным  методом

определения ЖЕЛ  является  спирометрия  (спирометр  —  прибор,  позволяющий

определить ЖЕЛ).

Кислородный запрос — количество кислорода, необходимое организму  в 1 минуту

для окислительных процессов  в покое или для  обеспечения  работы  различной

интенсивности.  В  покое  для   обеспечения   процессов   жизнедеятельности

организму требуется 250—300 мл кислорода. При интенсивной физической работе

кислородный запрос может  увеличиваться в 20 и более раз. Например, при беге

на 5 км кислородный запрос у спортсменов достигает 5—6 л.

   Суммарный (общий кислородный) запрос — количество кислорода,  необходимое

для выполнения всей предстоящей  работы. Потребление кислорода —  количество

кислорода, фактически использованного  организмом в состоянии покоя  или  при

выполнении какой-либо работы. Максимальное потребление  кислорода  (МПК)  —

наибольшее  количество  кислорода,  которое  может  усвоить  организм   при

предельно напряженной для  него работе.

   Способность организма к МП К имеет предел, который зависит  от  возраста,

состояния сердечно - сосудистой системы, от активности  протекания  процессов

обмена веществ и находится  в  прямой  зависимости  от  степени  физической

тренированности. У не занимающихся спортом предел МПК находится  на  уровне

2—3,5  л/мин.  У  спортсменов   высокого   класса,   особенно   занимающихся

циклическими видами спорта, МПК может достигать:  у  женщин  —  4  л/мин  и

более; у мужчин — 6 л/мин  и более. Абсолютная величина МПК  зависит также от

массы тела, поэтому для  более  точного  ее  определения  относительное  МПК

рассчитывается на 1 кг  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.

   МПК  является  показателем  аэробной   (кислородной)   производительности

организма.

   Когда в клетки тканей поступает меньше кислорода, чем нужно  для  полного

обеспечения потребности  в энергии,  возникает  кислородное  голодание,  или

гипоксия.

   Гипоксия наступает по различным причинам. Внешние  причины  —  загрязнение воздуха, подъем на высоту (в горы, полет на самолете) и др. В  этих  случаях падает парциальное давление кислорода в атмосферном и  альвеолярном  воздухе и снижается количество  кислорода,  поступающего  в  кровь  для  доставки  к

тканям. Если на уровне моря парциальное  давление  кислорода  в  атмосферном

воздухе равно 159 мм рт. ст., то на высоте 3000 м оно снижается до  110  мм,

а на высоте 5 000 м — до 75—80 мм рт. ст.

   Внутренние  причины   возникновения   гипоксии   зависят   от   состояния

дыхательного аппарата и  сердечно - сосудистой системы,  проницаемости  стенок

альвеол  и  капилляров,  количества  эритроцитов  в  крови  и   процентного

содержания в них гемоглобина,  от  степени  проницаемости  оболочек  клеток

тканей и их способности  усваивать доставляемый  кислород.  При  интенсивной

мышечной работе, как правило, наступает двигательная гипоксия. Чтобы  полнее

обеспечить себя кислородом в условиях гипоксии, организм мобилизует  мощные

компенсаторные физиологические  механизмы.  Например,  при  подъеме  в  горы

увеличиваются частота и  глубина дыхания, количество  эритроцитов  в  крови,

процент содержания в них  гемоглобина, учащается  работа  сердца.  Если  при

этом выполнять физические упражнения, то повышенное  потребление  кислорода

мышцами  и  внутренними   органами   вызывает   дополнительную   тренировку

физиологических механизмов, обеспечивающих кислородный обмен  и устойчивость

к недостатку кислорода.

   Кислородное снабжение организма  представляет  собой  слаженную  систему.

Гиподинамия расстраивает эту систему, нарушая  каждую  из  составляющих  ее

частей  и  их  взаимодействие.   В   результате   развивается   кислородная

недостаточность организма, гипоксия отдельных  органов  и  тканей,  которая

может привести к расстройству обмена  веществ.  С  этого  часто  начинается

снижение устойчивости организма, его  резервных  возможностей  в  борьбе  с

утомлением и влиянием неблагоприятных факторов окружающей  среды.  Особенно

страдает от гипоксии сердечно - сосудистая система, сосуды  сердца  и  мозга.

Низкий уровень кислородного обмена в стенках сосудов не только  снижает  их

тонус и возможность управления ими со стороны регуляторных  механизмов,  но

меняет и обмен веществ, что в конечном счете может  привести к возникновению

тяжелых расстройств и  заболеваний.

   Кислородное  питание  мышц  имеет  свои  особенности.  Известно,  что   в

ритмически работающей  мышце  кровообращение  также  ритмичное.  Сокращенные

мышцы сдавливают  капилляры,  замедляя  кровоток  и  поступление  кислорода.

Однако клетки мышц продолжают снабжаться кислородом. Доставку его  берет  на

себя миоглобин — дыхательный  пигмент мышечных клеток. Роль его  важна  еще  и

потому,  что  только  мышечная  ткань  способна  при  переходе  от  покоя  к

интенсивной работе повышать потребление кислорода в 100 раз.

   Таким  образом,  физическая  тренировка,  совершенствуя   кровообращение,

увеличивая содержание гемоглобина, миоглобина и скорость  отдачи  кислорода

кровью,  значительно  расширяет   возможности   организма   в   потреблении

кислорода.

    Органы  по-разному  переносят  гипоксию  различной   длительности.   Кора

головного мозга — один из наиболее чувствительных к гипоксии  органов.  Она

первой реагирует на недостаток кислорода. Значительно менее чувствительна  к

недостаткам кислорода скелетная  мускулатура.  На  ней  не  отражается  даже

двухчасовое  полное  кислородное  голодание.  Большую  роль   в   регуляции

кислородного обмена, как  в органах и тканях, так  и  в  организме  в  целом

имеет углекислота, являющаяся основным раздражителем  дыхательного  центра,

который  располагается  в  продолговатом  отделе  головного  мозга.   Между

концентрацией  в  крови  углекислого  газа  и  доставкой  кислорода  тканям

существуют   строго   определенные   соотношения.   Изменение    содержания

углекислого газа в крови  оказывает влияние на центральные  и  периферические

регуляторные  механизмы,  обеспечивающие  улучшение   снабжения   организма

кислородом, и служит мощным регулятором в борьбе с гипоксией.

   Систематическая тренировка средствами физической  культуры  и  спорта  не

только стимулирует развитие сердечно - сосудистой и дыхательной системы, но и

способствует   значительному   повышению   уровня   потребления   кислорода

организмом в целом. Наиболее эффективно совместную функцию  взаимоотношения

дыхания, крови, кровообращения развивают упражнения циклического характера,

выполняемые на свежем воздухе.  Однако  следует  помнить,  насколько  важно

повышать возможности  организма к потреблению кислорода, настолько же  важно

для  него  вырабатывать  устойчивость  к  гипоксии.  Это   качество   также

совершенствуется в процессе тренировки,  с  помощью  специальных  процедур,

путем создания искусственных  условий гипоксии. Наиболее доступный  способ  —

упражнение  с  задержкой  дыхания.   Систематически   физические   нагрузки

определенной  мощности,   связанные   с   анаэробной   производительностью,

обусловливают возникновение в тканях гипоксического  состояния,  которое  с

помощью  функциональных  систем   организма   при   определенных   условиях

ликвидируется, тем самым  эти системы, защищая организм, сами тренируются  и

совершенствуются. В результате положительный тренировочный эффект в  борьбе