рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры
- Раздел Образование
- /
- ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА
Реферат Курсовая Конспект
ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА
ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА - раздел Образование, ...
А.С.Солодков Е.Б.Сологуб
ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА
ОБЩАЯ • СПОРТИВНАЯ • ВОЗРАСТНАЯ
Учебник для высших учебных заведений физической культуры
Издание 2-е, исправленное и дополненное
Допущен Государственным комитетом РФ по физической культуре и спорту в качестве учебника для высших учебных заведений физической культуры
Олимпия
Москва 2005
УДК 612.(075)
ББК 28.903
С60
Издание подготовлено на кафедре физиологии
Санкт-Петербургской государственной академии физической культуры им. П. Ф. Лесгафта
Рецензенты:
В. И. КУЛЕШОВ, докт. мед. наук, проф. (ВМедА);
И. М. КОЗЛОВ, докт. биоя. и докт. пед. наук, проф.
(СПбГАФКим. П. Ф. Лесгафта)
Солодков А. С, Сологуб Е. Б.
ISBN 5-94299-037-9 Учебник подготовлен в соответствии с новой программой по физиологии для вузов физической культуры и требованиями…Часть I
ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
Любому тренеру и педагогу для успешной профессиональной деятельности необходимо знание функций организма человека. Лишь учет особенностей его жизнедеятельности может помочь правильно управлять ростом и развитием организма человека, сохранением здоровья детей и взрослых, поддержанием работоспособности даже в пожилом возрасте, рациональному использованию мышечных нагрузок в процессе физического воспитания и спортивной тренировки.
ВВЕДЕНИЕ. ИСТОРИЯ ФИЗИОЛОГИИ
ПРЕДМЕТ ФИЗИОЛОГИИ, ЕЕ СВЯЗЬ С ДРУГИМИ НАУКАМИ И ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И СПОРТА
Физиология — это наука о функциях и механизмах деятельности клеток, тканей, органов, систем и всего организма в целом. Физиологическая функция —… физиология как наука неразрывно связана с другими дисциплинами. Она базируется… Общая физиология представляет собой теоретическую основу физиологии спорта. Она описывает основные закономерности…МЕТОДЫ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Физиология — наука экспериментальная. Знания о функциях и механизмах деятельности организма построены на опытах, проводимых на животных,… В общей форме физиология использует три методических приема исследований:… Классическими методами исследований являлись методы удаления и методы раздражения отдельных частей или целых органов,…КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ФИЗИОЛОГИИ
Однако, как экспериментальная наука, физиология возникла в XVII веке нашей эры, когда английский врач В. Гарвей открыл круги кровообращения. В этот… В XIX в. работами «отца русской физиологии» И. М. Сеченова (1829-1905)… основ психических процессов человека, показавших рефлекторную природу поведенческих реакций человека (' Рефлексы…ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФИЗИОЛОГИИ И ЕЕ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Живые организмы представляют собой так называемые открытые системы (т. е. не замкнутые в себе, а неразрывно связанные с внешней средой). Они состоят из белков и нуклеиновых кислот и
характеризуются способностью к авторегуляции и самовоспроизведению. Основными свойствами живого организма являются обмен веществ, раздражимость (возбудимость), подвижность, самовоспроизведение (размножение, наследственность) и саморегуляция (поддержание гомеостаза, приспособляемость-адаптивность).
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ
Основными функциональными характеристиками возбудимых тканей являются возбудимость и лабильность. Возбудимость — свойство возбудимых тканей отвечать на раздражение… Возбудимые ткани характеризуются двумя основными нервными процессами — возбуждением и торможением. Торможение — это…НЕРВНАЯ И ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИЙ
У простейших одноклеточных животных одна единственная клетка осуществляет разнообразные функции. Усложнение же деятельности организма в процессе… Регуляция различных функций у высокоорганизованных животных и человека… Возможности гуморальной регуляции функций ограничены тем, что она действует сравнительно медленно и не может…РЕФЛЕКТОРНЫЙ МЕХАНИЗМ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
В деятельности нервной системы основным является рефлекторный механизм. Рефлекс — это ответная реакция организма на внешнее раздражение,… Нервный путь рефлекса называется рефлекторной дугой. В состав рефлекторной… Наиболее простые рефлекторные дуги включают всего две нервные клетки, однако множество рефлекторных дуг в организме…ГОМЕОСТАЗ
Гомеостаз представляет собой не статическое явление, а динамическое равновесие. Способность сохранять гомеостаз в условиях постоянного обмена… Степень сдвига показателей гомеостаза при существенных колебаниях условий… 2.5. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ И ЕГО ПРОВЕДЕНИЕ 2.5.1. МЕМБРАННЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫРис. 1. Мембрана возбудимых клеток в покое (А) и при возбуждении (Б).
(По: Б.Альберте и др., 1986)
а — двойной слой липидов, б — белки мембраны.
На А: каналы «утечки калия» (1), «натрий-калиевый насос» (2)
и закрытый в покое натриевый канал (3).
На Б: открытый при возбуждении натриевый канал (1), вхождение ионов натрия в клетку и смена зарядов на наружной и внутренней стороне
мембраны.
Второй белок служит каналом утечки калия, через который ионы калия в силу диффузии стремятся выйти из клетки, где они содержатся в избытке. Ионы калия, выходя из клетки, создают положительный заряд на наружной поверхности мембраны. В результате внутренняя поверхность мембраны оказывается заряженной отрицательно по отношению к наружной. Таким образом, мембрана в состоянии покоя поляризована, т. е. имеется определенная разность потенциалов по обе стороны мембраны, называемая потенциалом покоя. Она равна для нейрона примерно минус 70 м В, для мышечного волокна — минус 90 мВ. Измеряют мембранный потенциал покоя, вводя тонкий кончик микроэлектрода внутрь клетки, а второй электрод помещая в окружающую жидкость. В момент прокола мембраны и вхождения микроэлектрода внутрь клетки на экране осциллографа наблюдают смещение луча, пропорциональное величине потенциала покоя.
В основе возбуждения нервных и мышечных клеток лежит повышение проницаемости мембраны для ионов натрия — открывание натриевых каналов. Внешнее раздражение вызывает перемещение заряженных частиц внутри мембраны и уменьшение исходной разности потенциалов по обе стороны или деполяризацию мембраны. Небольшие величины деполяризации приводят к открыванию части натриевых каналов и незначительному проникновению натрия внутрь клетки. Эти реакции являются подпороговыми и вызывают л и ш ь местные (локальные) изменения.
При увеличении раздражения изменения мембранного потенциала достигают порога возбудимости или критического уровня деполяризации — около 20 мВ, при этом величина потенциала покоя снижается примерно до минус 50 мВ. В результате открывается значительная часть натриевых каналов. Происходит лавинообразное вхождение ионов натрия внутрь клетки, вызывающее резкое изменение мембранного потенциала, которое регистрируется в виде потенциала действия. Внутренняя сторона мембраны в месте возбуждения оказывается заряженной положительно, а внешняя — отрицательно (рис. 1 -Б).
Весь этот процесс чрезвычайно кратковременный. Он занимает всего около
1-2 мс, после чего ворота натриевых каналов закрываются. К этому моменту достигает большой величины медленно нараставшая при возбуждении проницаемость для ионов калия. Выходящие из клетки ионы калия вызывают быстрое снижение потенциала действия. Однако окончательное восстановление исходного заряда продолжается еще некоторое время. В связи с этим в потенциале действия различают кратковременную высоковольтную часть — пик (или с п а й к) и длительные малые колебания — следовые потенциалы. Потенциалы действия мотонейронов имеют амплитуду пика около
100 мВ и длительность около 1.5 мс, в скелетных мышцах — амплитуда потенциала действия 120-130 мВ, адлительность2-3 мс.
В процессе восстановления после потенциалайействия работа натрий-калиевого насоса обеспечивает «откачку» излишних ионов натрия наружу и «накачивание» потерянных ионов калия внутрь, т. е. возвращение к исходной асимметрии их концентрации по обе стороны мембраны. На работу этого механизма тратится около 70% всей необходимой клетке энергии.
Возникновение возбуждения (потенциаладействия) возможно лишь при сохранении достаточного количества ионов натрия в окружающей клетку среде. Большие потери натрия организмом (например, с потом при длительной мышечной работе в условиях высокой температуры воздуха) могут нарушить нормальную деятельность нервных и мышечных клеток, снизив работоспособность человека. В условиях кислородного голодания тканей (например, при наличии большого кислородного долга во время мышечной работы) процесс возбуждения также нарушается из-за поражения (инактивации) механизма вхождения в клетку ионов натрия, и клетка становится невозбудимой. На процесс инактивации натриевого механизма влияет концентрация ионов Са
в крови. При повышении содержания Саснижается клеточная возбудимость, а при дефиците Савозбудимость повышается, и появляются непроизвольные мышечные судороги.
ПРОВЕДЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ
Потенциалы действия (импульсы возбуждения) обладают способностью распространяться вдоль по нервным и мышечным волокнам. В нервном волокне потенциал действия является очень сильным раздражителем для… Между зоной возбуждения (имеющей на поверхности волокна отрицательный заряд и на внутренней стороне мембраны —…НЕРВНАЯ СИСТЕМА
Нервную систему подразделяют на периферическую (нервные волокна и узлы) и центральную. К центральной нервной системе (ЦНС) относят спинной и головной мозг.
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ЦНС
Основными функциями ЦНС являются: • объединение всех частей организма в единое целое и их регуляция; • управление состоянием и поведением организма в соответствии с условиями внешней среды и его потребностями.ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НЕЙРОНОВ
Основными структурными элементами нервной системы являются нервные клетки или нейроны.
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ НЕЙРОНОВ
Через нейроны осуществляется передача информации от одного участка нервной системы к другому, обмен информацией между нервной системой и различными… Таким образом, основными функциями нейронов являются: восприятие внешних…ТИПЫ НЕЙРОНОВ
Эфферентные нейроны (центробежные) связаны с передачей нисходящих влияний от вышележащих этажей нервной системы к нижележащим или из ЦНС к рабочим… Промежуточные нейроны (интернейроны, или вставочные) — это, как правило, более…ВОЗБУЖДАЮЩИЕ И ТОРМОЗЯЩИЕ СИНАПСЫ
В структуре синапса различаюттри элемента (рис. 2): 1)пресинаптическую мембрану, образованную утолщением мембраны конечной веточки… 2)синаптическую щель между нейронами;ВОЗНИКНОВЕНИЕ ИМПУЛЬСНОГО ОТВЕТА НЕЙРОНА
С появлением потенциала действия начинается процесс проведения нервного импульса по аксону и передача его на следующий нейрон или рабочий орган,… Таким образом, передача информации в нервной систем происходит с помощью двух…ОСОБЕННОСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НЕРВНЫХ ЦЕНТРОВ
Свойства нервных центров в значительной мере связаны с особенностями проведения нервных импульсов через синапсы, связывающие различные нервные клетки.
ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЧЕРЕЗ НЕРВНЫЕ ЦЕНТРЫ
раздражение, поступившее от связанных с ними рецепторов. Клетки нервных центров реагируют и на непосредственное их раздражение веществами,… Проведение волны возбуждения от одного нейрона к другому через синапс… Большое значение в деятельности нервной системы имеет другая особенность проведения возбуждения через синапсы —…СУММАЦИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ
Пространственная суммация наблюдается в случае одновременного поступления нескольких импульсов в один и тот же нейрон по разным пресинаптическим… Временная суммация происходит при активации одного и того же афферентного пути…ТРАНСФОРМАЦИЯ И УСВОЕНИЕ РИТМА
Характер ответного разряда нейрона зависит не только от свойств раздражителя, но и от функционального состояния самого нейрона (его мембранного… При высокой возбудимости нейрона (например, после приема кофеина) может… При ритмических раздражениях активность нейрона может настроиться на ритм приходящих импульсов, т. е. наблюдается…СЛЕДОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
После окончания действия раздражителя активное состояние нервной клетки или нервного центра обычно продолжается еще некоторое время. Длительность… Поддерживать явное и кратковременное состояние возбуждения в нервном центре… Непродолжительные импульсные последействия (длительностью до 1 часа) лежат в основе так называемой кратковременной…КООРДИНАЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЦНС
Процессы координации деятельности ЦНС основаны на согласовании двух нервных процессов — возбуждения и торможения. Торможение является активным нервным процессом, который предупреждает или угнетает возбуждение.
ЗНАЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ТОРМОЖЕНИЯ В ЦНС
Явление торможения в нервных центрах было впервые открыто И. М. Сеченовым в 1862 г. Значение этого процесса было рассмотрено им в книге «Рефлексы… Опуская лапку лягушки в кислоту и одновременно раздражая некоторые участки… Тормозные процессы —необходимый компонент в координации нервной деятельности. Во-первых, процесс торможения…ПОСТСИНАПТИЧЕСКОЕ И ПРЕСИНАПТИЧЕСКОЕ ТОРМОЖЕНИЕ
Процесс торможения, в отличие от возбуждения, не может распространяться по нервному волокну — это всегда местный процесс в области синаптических… Постсинаптическое торможение — это тормозные эффекты, возникающие в… медиатор. Одним из таких медиаторов является гамма-аминомасляная кислота (ГАМК).ЯВЛЕНИЯ ИРРАДИАЦИИ И КОНЦЕНТРАЦИИ
При раздражении одного рецептора возбуждение может в принципе распространяться в ЦНС в любом направлении и на любую нервную клетку. Это происходит… Чем сильнее афферентное раздражение и чем выше возбудимость окружающих… Процесс иррадиации играет важную положительную роль при форм ировании новых реакций организма (ориентировочных…ДОМИНАНТА
Исследуя особенности межцентральных отношений, А. А. Ухтомский обнаружил, что если в организме животного осуществляется сложная рефлекторная… Такой господствующий очаг возбуждения в ЦНС, определяющий текущую деятельность… Доминирующий очаг может возникнуть при повышенном уровне возбудимости нервных клеток, который создается различными…ГОЛОВНОГО МОЗГА
В ЦНС различают более древние сегментарные и эволюционно более молодые надсегментарные отделы нервной системы. К сегментарным отделам относят спинной, продолговатый и средний мозг, участки которых регулируют функции отдельных частей тела, лежащих на том же уровне. Надсегментарные отделы — промежуточный мозг, мозжечок и кора больших полушарий не имеют непосредственных связей с органами тела, а управляют их деятельностью через нижележащие сегментарные отделы.
СПИННОЙ МОЗГ
Спинной мозг является низшим и наиболее древним отделом ЦНС. В составе серого вещества спинного мозга человека насчитывают около 13.5 млн.… которые обеспечивают сложные процессы координации внутри спинного мозга. Среди мотонейронов спинного мозга выделяют…ПРОДОЛГОВАТЫЙ МОЗГ И ВАРОЛИЕВ МОСТ
Продолговатый мозг и варолиев мост (в целом — задний мозг) являются частью ствола мозга. Здесь находится большая группа черепномозговых нервов (от V… В непосредственной близости расположен сердечно-сосудистый центр. Его крупные… Продолговатый мозг играет важную роль в осуществлении двигательных актов и в регуляции тонуса скелетных мышц, повышая…СРЕДНИЙ МОЗГ
В состав среднего мозга всходят четверохолмия, черная субстанция и красные ядра. В передних буграх четверохолмия находятся зрительные подкорковые… участвует в регуляции движений глаз, осуществляет зрачковый рефлекс (расширение зрачков в темноте и сужение их на свету).ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ МОЗГ
В состав промежуточного мозга входят таламус (зрительные бугры) и гипоталамус (подбугорье). Через таламус проходят все афферентные пути (за исключением обонятельных),… Благодаря обширным связям таламус играет важнейшую роль в жизнедеятельности организма. Импульсы, идущие от таламуса в…НЕСПЕЦИФИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МОЗГА
Неспецифическая система занимает срединную часть ствола мозга. Она не связана с анализом какой-либо специфической чувствительности или с выполнением определенных рефлекторных реакций. Импульсы в эту систему поступают через боковые ответвления от всех специфических путей, в результате чего обеспечивается их обширное взаимодействие. Для неспецифической системы характерно расположение нейронов в виде диффузной сети, обилие и разнообразие их отростков. В связи с этим она и получила название сетевидного образования или ретикулярной формации.
Различают два типа влияния неспецифической системы на работу других нервных центров — активирующее и тормозящее. Оба типа этих влияний могут быть восходящими (к вышележащим центрам) и нисходящими (к нижележащим центрам). Они служат для регулирования функционального состояния мозга, уровня бодрствования и регуляции позно-тонических и фазных реакций скелетных мышц.
МОЗЖЕЧОК
Мозжечок — это надсегментарное образование, не имеющее непосредственных связей с исполнительными аппаратами. Мозжечок состоит из непарного… Основными нейронами коры мозжечка являются многочисленные клетки Пуркинье.… мозжечка имеет соматото-пическую организацию (греч. соматос — тело, топос — место), т. е. отражает порядок их…ВЕГЕТАТИВНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
Все функции организма условно можно разделить на соматические, или анимальные (животные), связанные с восприятием внешней информации и деятельностью мышц, и вегетативные (растительные), связанные с деятельностью внутренних органов, — процессы дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения, обмена веществ, роста и размножения.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Вегетативной нервной системой называют совокупность эфферентных нервных клеток спинного и головного мозга, а также клеток особых узлов (ганглиев),… Вегетативная нервная система подразделяется на два отдела — симпатический и… Эфферентные пути симпатической нервной с и с т е -м ы начинаются в грудном и поясничном отделах спинного мозга от…ФУНКЦИИ СИМПАТИЧЕСКОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
С участием симпатической нервной системы протекают многие важные рефлексы в организме, направленные па обеспечение его деятельного состояния, в том… нервная система снижает деятельность ряда внутренних органов: и результате сужения сосудов в почках уменьшаются процессы моче-образования, угнетается секреторная и моторная…ФУНКЦИИ ПАРАСИМПАТИЧЕСКОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Парасимпатическая нервная система осуществляет сужение бронхов, замедление и ослабление сердечных сокращений; сужение сосудов сердца; пополнение… Деятельность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы направлена…ВЕГЕТАТИВНЫЕ РЕФЛЕКСЫ
Через вегетативные симпатические и парасимпатические пути ЦНС осуществляет некоторые вегетативные рефлексы, начинающиеся с различных рецепторов внешней и внутренней среды: висцеро-висцеральные (с внутренних органов на внутренние органы — например, дыхательно-сердечный рефлекс); дермо-висцеральные (с кожных покровов — изменение деятельности внутренних органов при раздражении активных точек кожи, например, иглоукалыванием, точечным массажем); с рецепторов глазного яблока — глазо-сердечный рефлекс Ашнера (урежение сердцебиений при надавливании на глазные яблоки — парасимпатический эффект); моторно-висцеральные— например, ортостэтическая проба (учащение сердцебиения при переходе из положения лежа в положение стоя — симпатический эффект) и др. (рис. 6). Они используются для оценки функционального состояния организма и особенно состояния вегетативной нервной системы (оценки влияния симпатического или парасимпатического ее отдела).
ЛИМБИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Корковые отделы лимбической системы, представляющие ее высший отдел, находятся на нижних и внутренних поверхностях больших полушарий (участки лобной… отделами имеются тесные прямые и обратные связи, образующие так называемое… Лимбическая система участвует в самых разнообразных проявлениях деятельности организма — в регуляции пищевого и…ФУНКЦИИ КОРЫ БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ
У высших млекопитающих животных и человека ведущим отделом ЦНС является кора больших полушарий.
КОРКОВЫЕ НЕЙРОНЫ
Основными типами корковых клеток являются пирамидные и звездчатые нейроны. Звездчатые нейроны связаны с процессами восприятия раздражений и… Пирамидные нейроны осуществляют эфферентную функцию коры (преимущественно… Функциональной единицей коры является вертикальная колонка взаимосвязанных нейронов. Вытянутые по вертикали крупные…ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ КОРКОВЫХ ПОЛЕЙ
По особенностям строения и функциональному значению отдельных корковых участков вся кора подразделяется на три основные группы полей — первичные,… Первичные поля связаны с органами чувств и органами движения на периферии. Они… Вторичные поля расположены рядом с первичными. В них происходит осмысливание и узнавание звуковых, световых и других…ПАРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И ДОМИНИРОВАНИЕ ПОЛУШАРИЙ
Обработка информации осуществляется в результате парной деятельности обоих полушарий головного мозга. Однако, как правило, одно из полушарий является ведущим — доминантным. У большинства людей… Левое полушарие по сравнению с правым имеет более тонкое нейронное строение, большее богатство взаимосвязей нейронов,…ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ КОРЫ БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ
Изменения функционального состояния коры отражаются в записи ее электрической активности — электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Современные… потенциалы мозга в 2-3 млн. раз и дают возможность исследовать ЭЭГ от многих… Различают определенные диапазоны частот, называемые ритмами ЭЭГ (рис. 9): в состоянии относительного покоя чаще всего…ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
Развивая идеи И. М. Сеченова о рефлекторной основе поведенческой деятельности целостного организма, И. П. Павлов пришел к мысли, что в изменяющихся условиях внешней среды недостаточно обладать стандартными рефлекторными реакциями, а требуется выработка новых рефлексов, адекватных новым условиям существования. Впервые об условных рефлексах он заговорил в известной Мадридской речи в 1903г.
УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И РАЗНОВИДНОСТИ УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ
Т а б л и ц а I Различия условных и безусловных рефлексов Безусловные рефлексы …ВНЕШНЕЕ И ВНУТРЕННЕЕ ТОРМОЖЕНИЕ УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ
По своему происхождению торможение условных рефлексов может быть безусловным (врожденным) и условным (выработанным в течение жизни). К безусловному… Условное торможение вырабатывается при отсутствии подкрепления условного… Дифференцировочное торможение вырабатывается при подкреплении одного условного сигнала (например, звук с частотой 500…ДИНАМИЧЕСКИЙ СТЕРЕОТИП
В жизни обычно встречаются не отдельные условные рефлексы, а сложные их комплексы, в которых они сочетаются с безусловными рефлексами… Например, у собаки выработан динамический стереотип на определенный порядок…ТИПЫ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, I И II СИГНАЛЬНАЯ СИСТЕМА
Случившееся в 1924 г. в Ленинграде сильное наводнение грозило затопить клетки с подопытными собаками, которые испытали сильный стресс. На следующий… деятельности (ВИЦ,), которые оказались сходными с 4темперамен-тами,… 1. Тип сильный неуравновешенный (холерик). Характеризуется сильным процессом возбуждения и более слабым процессом…НЕРВНО-МЫШЕЧНЫЙ АППАРАТ
У человека существует 3 вида мышц: поперечно-полосатаые скелетные мышцы, особая поперечно-полосатая сердечная мышца и гладкие мышцы внутренних органов.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ
Скелетные мышцы человека содержат около 300 млн. мышечных волокон и имеют площадь порядка 3 м2. Целая мышца представляет собой отдельный орган, а… Функциональной единицей мышцы является двигательная единица, состоящая из… Мелкие мышцы иннервируются из одного сегмента спинного мозга, а крупные мышцы—мотонейронами 2-3 спинальных сегментов.…МЕХАНИЗМЫ СОКРАЩЕНИЯ И РАССЛАБЛЕНИЯ МЫШЕЧНОГО ВОЛОКНА
При произвольной внутренней команде сокращение мышцы человека начинается примерно через 0.05 с (50 мс). За это время моторная команда передается… Выделившийся всинаптическую щель медиатор прикрепляется к рецепторам… При достаточной частоте нервных импульсов ПКП достигает порогового значения и на мышечной мембране развивается…ОДИНОЧНОЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ СОКРАЩЕНИЕ. ЭЛЕКТРОМИОГРАММА
При единичном надпороговом раздражении двигательного нерва или самой мышцы возбуждение мышечного волокна сопровождается одиночным сокращением. Эта форма механической реакции состоит из 3 фаз:… Если интервалы между нервными импульсами короче, чем длительность одиночного сокращения, то возникает явление…МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ МЫШЕЧНОЙ СИЛЫ
Движение является результатом взаимодействия внутренних и внешних сил, развиваемых в опорно-двигательном аппарате, — активных (возникающих при… Сила мышцы зависит отряда морфологических и физиологических факторов:… исходной длины мышцы, характера нервных импульсов, механических условий действия мышцы на кости скелета.РЕЖИМЫ РАБОТЫ МЫШЦЫ
Механическая работа (А), совершаемая мышцей, измеряется произведением поднимаемого веса (Р) на расстояние (h): А = кгм. При регистрации работы… его поднимает мышца. Различают 3 режима работы мышцы: изотонический,… Изотонический режим (режим постоянного тонуса мышцы) наблюдается при отсутствии нагрузки на мышцу, когда мышца…ЭНЕРГЕТИКА МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ
При работе мыши, химическая энергия превращается в механическую, т. е. мышца является химическим двигателем, а не тепловым. Для процессов… Для продолжения работы требуется постоянное восполнение запасов АТФ.… Быстрое восстановление АТФ происходит в тысячные доли секунды за счет распада КрФ. АДФ + КрФ = АТФ + Кр. Наибольшей…ПРОИЗВОЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ
Двигательная деятельность человека является основной формой его поведения во внешней среде. При этом следует указать, что не только физическая работа, но и разнообразные виды умственного труда в конечном итоге проявляются двигательной активностью. И. М. Сеченов (1863) по этому поводу писал, что «... все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению — мышечному движению».
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ДВИЖЕНИЙ
Выполнение двигательных актов осуществляется обширным комплексом нейронов, расположенных в различных отделах ЦНС. Такая функциональная система управления движениями является многоэтажной и многоуровневой.
ОБЩАЯ СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯМИ
Решающим фактором поведения является полезный результат. Для его достижения в нервной системе формируется группа взаимосвязанных нейронов — функциональная система (П. К.Анохин, 1975). Деятельность ее включает следующие процессы: 1) обработка всех сигналов, поступающих из внешней и внутренней среды организма — так называемый афферентный синтез, 2) принятие решения о цели и задачах действия; 3) создание представления об ожидаемом результате и формирование конкретной программы движений; 4) анализ полученного результата и внесение в программу поправок — сенсорных коррекций.
В процессах афферентного синтеза участвуют глубокие внутренние процессы — побуждение к действию (мотивация) и его замысел, извлекаются из памяти моторные следы (навыки) и выученные тактические комбинации. У человека на их основе создается определенный плани конкретная программа движения. Эти процессы отражаются в изменениях электрической активности мозга — «волна ожидания», изменения огибающей амплитуды ЭЭГ, усиление взаимосвязанности корковых нейронов, местные потенциалы готовности и др. феномены, связанные с повышением возбудимости корковых нейронов и созданием рабочей системы мозга. Выраженность этих феноменов отражает степень заинтересованности человека в реакции, скорость и силу ответных сокращений мышц. На уровне спинного мозга процессы преднастройки отражаются повышением возбудимости спиральных мотонейронов, в мышцах — повышением чувствительности проприорецепторов скелетных мышц. Сенсорная информация о результате выполнения движения, получаемая по каналам обратной связи, используется нервными центрами для уточнения временных, пространственных и силовых характеристик двигательных актов, внесения поправок в команды — так называемых сенсорных коррекций (W. к. Бернштейн, 1966; К. Прибрам, 1975).
РЕФЛЕКТОРНОЕ КОЛЬЦЕВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ И ПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЯМИ
В двигательной деятельности человека различают произвольные движения —сознательно управляемые целенаправленные действия и непроизвольные движения,… Замкнутая система рефлекторного кольцевого регулирования характерна для… Программное управление по механизму центральных команд — это механизм регуляции движений, независимый от афферентных…ТРИ ОСНОВНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКА МОЗГА
1)блок регуляции тонуса, уровня бодрствования; 2)блок приема, переработки и хранения информации; 3)блок программирования, регуляциии контроля двигательной деятельности.РОЛЬ РАЗЛИЧНЫХ ОТДЕЛОВ ЦНС В РЕГУЛЯЦИИ ПОЗНО-ТОНИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Мышечная деятельность включает в себя процессы осуществления двигательных актов и процессы поддержания позы тела. Эти процессы регулируются различными отделами ЦНС.
РОЛЬ СПИННОГО МОЗГА
Степень тонического напряжения мышцы зависит от частоты импульсов; посылаемых к ней альфа-мотонейронами. Однако, потоки этих импульсов могут…РОЛЬ КОРЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА, МОЗЖЕЧКА И СТВОЛА МОЗГА
(подкорковые ядра, красные ядра и черная субстанция среднего мозга, мозжечок, ретикулярная формация ствола мозга, вестибулярные ядра продолговатого… Неспецифическая система вызывает общее изменение тонуса различных мышц:… спинного мозга по корково-спинномозговой (пирамидной) системе, а также через красные ядра (по…РЕФЛЕКСЫ ПОДДЕРЖАНИЯ ПОЗЫ (УСТАНОВОЧНЫЕ)
Специальная группа рефлексов способствует сохранению позы — это так называемые установочные рефлексы. К ним относятся статические и… Статические рефлексы возникают при изменении положения тела или его частей в… аппарата и сетчатки глаза. Например, при отклонении головы назад повышается тонус мышц-разгибателей спины, а при…РОЛЬ РАЗЛИЧНЫХ ОТДЕЛОВ ЦНС В РЕГУЛЯЦИИ ДВИЖЕНИЙ
Спинной мозг обеспечивает протекание многих элементарных двигательных рефлексов, включение которых в сложные двигательные акты и регуляция по мощности, пространственной ориентации и моменту включения осуществляется вышележащими отделами головного мозга под контролем коры больших полушарий.
РОЛЬ СПИННОГО МОЗГА И ПОДКОРКОВЫХ ОТДЕЛОВ ЦНС В РЕГУЛЯЦИИ ДВИЖЕНИЙ
Спинной мозг осуществляет ряд элементарных двигательных рефлексов: рефлексы на растяжение (миотатические и сухожильные рефлексы, например, коленный… Элементарные двигательные рефлексы включаются в более сложные двигательные… Для сгибательного движения в суставе необходимо не только сокращение мышц-сгибателей, но и одновременное расслабление…РОЛЬ РАЗЛИЧНЫХ ОТДЕЛОВ КОРЫ БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ
Функцией комплекса различных корковых областей является определение целесообразности локомоций, их смысла, ориентации в пространстве, перестройка… В организации двигательных актов участвуют практически все отделы коры больших… В высшей регуляции произвольных движений важнейшая роль принадлежит передне-лобным областям (передним третичным…РЕЧЕВАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ДВИЖЕНИЙ
Спецификой регуляции движений у человека является то, что они подчинены речевым воздействиям, т. е. могут программироваться лобными долями в ответ на поступающие извне словесные сигналы, а также благодаря участию внешней или внутренней речи (мышления) самого человека. В этой функции принимают участие расположенные в левом полушарии человека сенсорный центр речи Вернике и моторный центр речи — центр Брока. Считают, что афферентная импульсация от речевой мускулатуры является важным ориентиром, дополняющим проприоцептивные сигналы от работающих мышц, а формирующиеся на речевой основе избирательные связи в коре облегчают составление моторных программ.
Эта управляющая система еще не развита у ребенка 2-3 лет. Она появляется лишь к 3-4 годам. Внешняя речь, сменяясь постепенно шепотом и переходя затем во внутреннюю речь, становится важным регулятором моторных действий взрослого человека.
НИСХОДЯЩИЕ МОТОРНЫЕ СИСТЕМЫ
Высшие отделы головного мозга осуществляют свои влияния на деятельность нижележащих отделов, в том числе спинного мозга, через нисходящие пути,… В настоящее время предлагают подразделять основные нисходящие пути, исходя из… Пирамидная система выполняет 3 основные функции:СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ
Сложные акты поведения человека во внешней среде требуют постоянного анализа окружающего мира, а также осведомленности нервных центров о состоянии внутренних органов. Специальные нервные аппараты, служащие для анализа внешних и внутренних раздражений, И. П. Павлов назвал анализаторами. Современное представление об анализаторах как сложных многоуровневых системах, передающих информацию от рецепторов к коре и включающих регулирующие влияния коры на рецепторы и нижележащие центры, привело к появлению более общего понятия сенсорные системы.
ОБЩИЙ ПЛАН ОРГАНИЗАЦИИ И ФУНКЦИИ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ
В составе сенсорной системы различают 3 отдела: 1)периферический, состоящий из рецепторов, воспринимающих определенные сигналы, и специальных… Нервный путь, связывающий рецептор с корковыми клетками, обычно состоит из… Основные функции сенсорных систем:КЛАССИФИКАЦИЯ И МЕХАНИЗМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ РЕЦЕПТОРОВ
Рецепторами называются специальные образования, трансформирующие (преобразующие) энергию внешнего раздражения в специфическую энергию нервного импульса.
Все рецепторы по характеру воспринимаемой среды делятся на экстерорецепторы, принимающие раздражения из внешней среды, (рецепторы органов слуха, зрения, обоняния, вкуса, осязания), интерорецепторы, реагирующие на раздражения из внутренних органов, и проприорецепторы, воспринимающие раздражения из двигательного аппарата (мышц, сухожилий, суставных сумок).
По виду воспринимаемых раздражений различают хеморецепторы (рецепторы вкусовой и обонятельной сенсорных систем, хеморецепторы
сосудов и внутренних органов); механорецепторы (проприорецепторы двигательной сенсорной системы, барорецепторы сосудов, рецепторы слуховой, вестибулярной, тактильной и болевой сенсорных систем); фоторецепторы (рецепторы зрительной сенсорной системы) и терморецепторы (рецепторы температурной сенсорной системы кожи и внутренних органов).
По характеру связи с раздражителем различают дистантные рецепторы, реагирующие на сигналы от удаленных источников и обусловливающие предупредительные реакции организма (зрительные и слуховые) и контактные, принимающие непосредственные воздействия (тактильные и др.)
По структурным особенностям различают первичные и вторичные рецепторы. Первичные рецепторы — это окончания чувствительных биполярных клеток, тело которых находится вне ЦНС, один отросток подходит к воспринимающей раздражение поверхности, а другой направляется в ЦНС (например, проприорецепторы, терморецепторы, обонятельные клетки). Вторичные рецепторы представлены специализированными рецепторными клетками, которые расположены между чувствительным нейроном и точкой приложения раздражителя (например, фоторецепторы глаза).
В первичных рецепторах энергия внешнего раздржителя непосредственно преобразуется в нервный импульс в одной и той же клетке. В периферическом окончании чувствительных клеток при действии раздражителя возникает повышение проницаемости мембраны и ее деполяризация, возникает местное возбуждение — рецепторный потенциал, который, достигнув пороговой величины, обусловливает появление потенциала действия, распространяемого по нервному волокну к нервным центрам.
Во вторичных рецепторах раздражитель вызывает появление рецепторного потенциала в клетке-рецепторе. Ее возбуждение приводит к выделению медиатора в пресинаптической части контакта клетки-рецептора с волокном чувствительного нейрона. Местное возбуждение этого волокна отражается появлением возбуждающего постсинаптического потенциала или так называемого генераторного потенциала. При достижении порога возбудимости в волокне чувствительного нейрона возникает потенциал действия, несущий информацию в ЦНС. Таким образом, во вторичных рецепторах одна клетка преобразует энергию внешнего раздражителя в рецепторный потенциал, а другая — в генераторный потенциал и потенциал действия.
СВОЙСТВА РЕЦЕПТОРОВ
Главным свойством рецепторов является их избирательная чувствительность к адекватным раздражителям. Большинство рецепторов настроено на восприятие одного вида (модальности) раздражителя — света, звука… Другим свойством рецепторов является очень низкая величина порогов для адекватных раздражителей. Например, в…КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ
Амплитуда и длительность отдельных нервных импульсов (потенциалов действия), поступающих от рецепторов к центрам, при разных раздражениях остаются… 1) изменением частоты импульсов, идущих по каждому из нервных волокон от… Чем больше интенсивность раздражителя, тем больше частота афферентных нервных импульсов и их количество. Это…ЗРИТЕЛЬНАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА
Зрительная сенсорная система служит для восприятия и анализа световых раздражений. Через нее человек получает до 80-90 % всей информации о внешней среде. Глаз человека воспринимает световые лучи лишь в видимой части спектра — в диапазоне от 400 до 800 нм.
ОБЩИЙ ПЛАН ОРГАНИЗАЦИИ
2) проводниковый отдел —зрительный нерв (вторая пара черепно-мозговых нервов), представляющий собой волокна 2-ых нейронов и частично… 3) корковый отдел — 4-е нейроны находятся в 17 поле затылочной области коры…СВЕТОПРОВОДЯЩИЕ СРЕДЫ ГЛАЗА И ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА (РЕФРАКЦИЯ)
влагу передней камеры, хрусталик и студнеобразную жидкость — стекловидное тело, назначение которых преломлять световые лучи и фокусировать их в… В норме длинник глаза соответствует преломляющей силе глаза. Однако у 35%…ФОТОРЕЦЕПЦИЯ
высокоспециализированные клетки, преобразующие световые раздражения в нервное возбуждение. Фоторецепция начинается в наружных сегментах этих… В ответ на стимул эти рецепторы, в отличие от всех других рецепторов,… Палочки, рассеянные преимущественно по периферии сетчатки (их 130 млн), и колбочки, расположенные преимущественно в…ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗРЕНИЯ
Важными характеристиками органа зрения являются острота и поле зрения
Остротой зрения называется способность различать отдельные объекты. Она измеряется минимальным углом, при котором две точки воспринимаются как раздельные, — примерно 0.5 угловой минуты. В центре сетчатки колбочки имеют более мелкие размеры и расположены гораздо плотнее, поэтому способность к пространственному различению здесь в 4-5 раз выше, чем на периферии сетчатки. Следовательно, центральное зрение отличается более высокой остротой зрения, чем периферическое зрение. Для детального
Рис. 16. Рецепторы сенсорных систем
А: фоторецепторы. Колбочки (1) и палочки (2).
Б: слуховые рецепторы. 1 — вестибулярная лестница, 2 — барабанная
лестница, 3 — перепончатый канал улитки, 4 — вестибулярная мембрана,
5 — основная мембрана, 6 — покровная мембрана, 7— волосковые клетки,
8 — афферентные нервные волокна, 9 — нервные клетки спирального
ганглия (первые нейроны). В и Г: вестибулярные рецепторы.
В — отолитовый аппарат. 1 — отолитовая мембрана, 2 — отолиты ' (кристаллы углекислого кальция), 3 — волосковыерецепторные клетки,
4 — волокна вестибулярного нерва. Г— полукружные каналы. I— волокно вестибулярного нерва, 2 — ампула,
3 — купула с волосковыми рецепторными клетками,
4 — полукружный канал. Стрелки показывают направление колебаний купулы
при инерционных смещениях эндолимфы.
Д: проприорецепторы. Мышечное веретено. 1 — афферентное нервное
волокно, 2~ экстрафузальные мышечные волокна (перерезаны),
3 — внутриверетенные (интрафузальные) мышечные волокна,
4 — оболочка веретена, 5 — ядра, 6 — ядерная сумка,
7— чувствительные нервные окончания,
8 — эфферентные нервные гамма-волокна, 9 — сухожилие.
Сухожильный орган. I — афферентное нервное волокно,
2 — мышечные волокна, 3 — сухожилие, 4 — капсула,
5 — чувствительные нервные окончания.
разглядывания предметов человек поворотом головы и глаз перемещает их изображение в центр сетчатки.
Острота зрения зависит не только1 от густоты рецепторов, но и от четкости изображения на сетчатке, т. е, от преломляющих свойств глаза, от степени аккомодации, от величины зрачка. В водной среде преломляющая сила роговицы снижается, так как ее коэффициент преломления близок к коэффициенту воды. В результате под водой острота зрения уменьшается в 200 раз.
Полем зрения называется часть пространства, видимая при неподвижном положении глаза. Для черно-белых сигналов поле зрения обычно ограничено строением костей черепа и положением в глазницах глазных яблок. Для цветных раздражителей поле зрения меньше, так как воспринимающие их колбочки находятся в центральной части сетчатки. Наименьшее поле зрения отмечается для зеленого цвета. При утомлении поле зрения уменьшается.
Человек обладает бинокулярным зрением, т.е. зрением двумя глазами. Такое зрение имеет преимущество перед моноокулярным зрением (одним глазом) в восприятии глубины пространства, особенно на близких расстояниях (менее 100 м). Четкость такого восприятия (глазомер) обеспечивается хорошей координацией движения обоих глаз, которые должны точно наводиться на рассматриваемый объект. В этом случае его изображение попадает на идентичные точки сетчатки (одинаково удаленные от центра сетчатки) и человек видит одно изображение. Четкий поворот глазных яблок зависит от работы наружных мышц глаза — его глазодвигательного аппарата (четырех прямых и двух косых мышц), другими словами, от мышечного баланса глаза. Однако идеальный мышечный баланс глаза или ортофория имеется лишь у 40%людей. Его нарушение возможно в результате утомления, действия алкоголя и пр., а также как следствие дисбаланса мышц, что приводит к нечеткости и раздвоению изображения (гетерофория). При небольших нарушениях сбалансированности мышечных усилий наблюдается небольшое скрытое (или физиологическое) косоглазие, которое в бодром состоянии человек компенсирует волевой регуляцией, а при значительных — явное косоглазие.
Глазодвигательный аппарат имеет важное значение в восприятии скорости движения, которую человек оценивает либо по скорости перемещения изображения по сетчатке неподвижного глаза, либо по скорости движения наружных мышц глаза при следящих движениях глаза.
Изображение, которое видит человек двумя глазами, прежде всего определяется его ведущим глазом. Ведущий глаз обладает более высокой остротой зрения, мгновенным и особенно ярким восприятием цвета, более обширным полем зрения, лучшим ощущением глубины пространства.
При прицеливании воспринимается лишь то, что входит в поле зрения этого глаза. В целом, восприятие объекта в большей мере обеспечивается ведущим глазом, а восприятие окружающего фона — не ведущим глазом.
СЛУХОВАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА
Слуховая сенсорная система служит для восприятия и анализа звуковых колебаний внешней среды. Она приобретает у человека особо важное значение в связи с развитием речевого общения между людьми. Деятельность слуховой сенсорной системы имеет также значение для оценки временных интервалов — темпа и ритма движений.
ОБШИЙ ПЛАН ОРГАНИЗАЦИИ
сложный специализированный орган, состоящий из наружного, среднего и внутреннего уха; 2) проводниковый отдел — первый нейрон проводникового отдела, находящийся в спиральном узле улитки, получает…ФУНКЦИИ НАРУЖНОГО, СРЕДНЕГО И ВНУТРЕННЕГО УХА
Звуковые колебания улавливаются ушными раковинами (у животных они могут поворачиваться к источнику звука) и передаются по наружному слуховому… Улавливание звука и весь процесс слушания двумя ушами — так называемый… Среднее ухо является звукопроводящим аппаратом. Оно представляет собой воздушную полость, которая через слуховую…ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ВОСПРИЯТИЯ ЗВУКА
воздействия на основную мембрану улитки и 2) преобразование рецепторными клетками механических колебаний в нервное возбуждение. Звуковые колебания,… интенсивность звуковых колебаний. Волоски рецепторых клеток погружены в покровную мембрану. При колебаниях основной мембраны начинают смещаться…ВЕСТИБУЛЯРНАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА
Вестибулярная сенсорная система служит для анализа положения и движения тела в пространстве. Это одна из древнейших сенсорных систем, развившаяся в условиях действия силы тяжести на земле. Импульсы вестибулярного аппарата используются в организме для поддержания равновесия тела, для регуляции и сохранения позы, для пространственной организации движений человека.
ОБЩИЙ ПЛАН ОРГАНИЗАЦИИ
содержащие механорецепторы вестибулярной системы — преддверие (мешочек и маточка) и полукружные каналы; 2) проводниковый отдел начинается от рецепторов волокнами биполярной клетки (первого нейрона) вестибулярного узла,…ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ВЕСТИБУЛЯРНОГО АППАРАТА
Аппарат преддверия предназначен для анализа действия силы тяжести при изменениях положения тела в пространстве и ускорений прямолинейного движения.… силы тяжести во всехтрех плоскостях, натягивая, сжимая или сгибая при этом… Аппарат полукружных каналов служит для анализа действия центробежной силы при вращательных движениях. Адекватным его…ВЛИЯНИЯ РАЗДРАЖЕНИЙ ВЕСТИБУЛЯРНОЙ СИСТЕМЫ НА ДРУГИЕ ФУНКЦИИ ОРГАНИЗМА
вестибуло-вегетативных рефлексов. Вестибулярные раздражения вызывают установочные рефлексы изменения тонуса… Помимо основной анализаторной функции, важной для управления позой и движениями человека, вестибулярная сенсорная…ДВИГАТЕЛЬНАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА
Двигательная сенсорная система служит для анализа состояния двигательного аппарата — его движения и положения. Информация о степени сокращения скелетных мышц, натяжении сухожилий, изменении суставных углов необходима для регуляции двигательны актов и поз.
ОБЩИЙ ПЛАН ОРГАНИЗАЦИИ
Двигательная сенсорная система состоит из следующих 3-х отделов:
периферический отдел, представленный проприо-рецепторами, расположенными в мышцах, сухожилиях и суставных сумках;
2) проводниковый отдел, который начинается биполярными клетками (первыми нейронами), тела которых расположены вне ЦНС — в спинномозговых узлах. Один их отросток связан с рецепторами, другой входит в спинной мозг и передает проприоцептивные импульсы ко вторым нейронам в продолговатый мозг (часть путей от проприорецепторов направляется в кору мозжечка), а далее к третьим нейронам — релейным ядрам таламуса (в промежуточный мозг);
3) корковый отдел находится в передней центральной извилине коры больших полушарий.
ФУНКЦИИ ПРОПРИОРЕЦЕПТОРОВ
Мышечные веретена прикрепляются к мышечным волокнам параллельно — один конец к сухожилию, а другой — к волокну. Каждое веретено покрыто капсулой,… Интрафузалъные волокна подразделяются на два типа: 1) длинные, толстые, с… ЦНС может тонко регулировать чувствительность проприорецепторов. Разряды мелких гамма-мотонейронов спинного мозга…СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ КОЖИ, ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ, ВКУСА И ОБОНЯНИЯ
В коже и внутренних органах имеются разнообразные рецепторы, реагирующие на физические и химические раздражители.
КОЖНАЯ РЕЦЕПЦИЯ
Тактильная сенсорная система предназначена для анализа давления и прикосновения. Ее рецепторы представляют собой свободные нервные окончания и… Они находятся в верхних и нижних слоях кожи, в кожных сосудах, в основаниях… Температурная рецепция осуществляется Холодовыми рецепторами (колбы Краузе) и тепловыми (тельца Руффини,…ВИСЦЕРОЦЕПТИВНАЯ (ИНТЕРОРЕЦЕПТИВНАЯ) СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА
Во внутренних органах имеется множество рецепторов,
воспринимающих давление —барорецепторы сосудов, кишечного тракта и др., изменения химизма внутренней среды — хеморецепторы, ее температуры — терморецепторы, осмотического давления, болевые раздражения. С их помощью безусловно рефлекторным путем регулируется постоянство различных констант внутренней среды (поддержание гомеостаза), ЦНС информируется об изменениях во внутренних органах. Информация от интерорецепторов через блуждающий, чревный и тазовый нервы поступает в промежуточный мозг и далее в , лобные и другие области коры головного мозга. Деятельность этой системы практически не осознается, она мало локализована, однако при сильных раздражениях она хорошо ощущается. Она участвует в формировании сложных ощущений — жажды, голодай др.
ОБОНЯТЕЛЬНАЯ И ВКУСОВАЯ СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ
Это — волосковые биполярные клетки, передающие информацию через решетчатую кость черепа к клеткам обонятельной луковицы мозга и далее через… Хеморецепторы вкуса представляют собой вкусовые луковицы, расположенные в… основных вкуса: горького (задняя часть языка), кислого (края языка), сладкого (передняя часть языка) и соленого…ПЕРЕРАБОТКА, ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ И ЗНАЧЕНИЕ СЕНСОРНОЙ ИНФОРМАЦИИ
Сенсорная информация передается от рецепторов в высшие отделы мозга по двум основным путям нервной системы — специфическим и неспецифическим. Специфические проводящие пути составляют один из трех основных функциональных блоков мозга — блок приема, переработки и хранения информации. Это классические-афферентные пути зрительной, слуховой, двигательной и др. сенсорных систем. В обработке этой информации участвует и неспецифическая система мозга, не имеющая прямых связей с периферическими рецепторами, но получающая импульсы по коллатералям от всех восходящих специфических систем и обеспечивающая их широкое взаимодействие.
ОБРАБОТКА СЕНСОРНОЙ ИНФОРМАЦИИ В ПРОВОДНИКОВЫХ ОТДЕЛАХ
Важной особенностью в работе проводникового отдела сенсорных систем является дальнейшая обработка афферентной информации, которая заключается, с… сигналы более сложно, чем простые проводники. Например, на уровне среднего… Благодаря многим разветвлениям афферентных путей на уровне спинного мозга и подкорковых центров обеспечивается…ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ НА КОРКОВОМ УРОВНЕ
т. п. Первичные поля коры осуществляют анализ раздражений определенной модальности,… Важной особенностью корковой организации сенсорных систем является экранное или соматотопическое (лат. соматикус —…ЗНАЧЕНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ В СПОРТЕ
Эффективность выполнения спортивных упражнений во многом зависит от процессов восприятия и переработки сенсорной информации. Эти процессы… организацию двигательных актов, так и совершенство тактического мышления…КРОВЬ
Кровь представляет собой внутреннюю жидкую среду (ткань) организма, обеспечивающую определенное постоянство основных физиологических и биохимических параметров и осуществляющую гуморальную связь между органами. Существует два понятия: периферическая кровь, состоящая из плазмы и находящихся в ней во взвешенном состоянии форменных элементов и система крови (Ланг Г.Ф., 1936), куда относят периферическую кровь, органы кроветворения и кроверазрушения (костный мозг, печень, селезенка и лимфатические узлы). Кровь является своеобразной формой ткани и характеризуется рядом особенностей: жидкая среда организма, находится в постоянном движении, составные части крови имеют разное происхождение, образуются и разрушаются в основном вне ее.
СОСТАВ, ОБЪЕМ И ФУНКЦИИ КРОВИ
Количество эритроцитов в крови примерно в тысячу раз больше, чем лейкоцитов, и в десятки раз выше, чем тромбоцитов. Последние по своим размерам в… Кровь выполняет в организме целый ряд физиологических ф у н к ц и и. Транспортная функция крови заключается в переносе всех необходимых для жизнедеятельности организма веществ…ФОРМЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КРОВИ
Образование форменных элементов крови называется г е м о п о э з о м. Он осуществляется в различных кроветворных органах. В костном мозге образуются эритроциты, нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. В селезенке и лимфатических узлах формируются лейкоциты. Образование моноцитов осуществляется в костном мозге и в ретикулярных клетках печени, селезенки и лимфатических узлов. В красном костном мозге и селезенке образуются тромбоциты.
ФУНКЦИИ ЭРИТРОЦИТОВ
Эритроциты являются высокоспециализированными безядерными клетками крови диаметром 7-8 микрон. В крови человека содержится эритроцитов. Форма… В начальных фазах своего развития эритроциты имеют ядро и называются… 1 % от общего числа циркулирующих в крови эритроцитов. Увеличение числа ретикулоцитов в периферической крови может…ФУНКЦИИ ЛЕЙКОЦИТОВ
Количество лейкоцитов в крови здорового человека составляет . Лейкоциты неоднородны по своему строению: в одних из них протоплазма имеет зернистое… Агранулоциты составляют 30-35% всех белых кровяных клеток и включают в себя… Процентное соотношение различных форм лейкоцитов в крови называется лейкоцитарной формулой. Общее количество…ФУНКЦИИ ТРОМБОЦИТОВ
Тромбоциты — это мелкие, безъядерные кровяные пластинки
(бляшки Биццоцери) неправильной формы, диаметром 2-5 микрон. Несмотря на отсутствие ядра, тромбоциты обладают активным метаболизмом и являются третьими самостоятельными живыми клетками крови. Число их в периферической крови колеблется от 250 до 400 
продолжительность жизни тромбоцитов составляет 8-12 дней.
Тромбоцитам принадлежит ведущая роль в свертывании крови. Недостаток тромбоцитов в крови —тромбопения— наблюдается при некоторых заболеваниях и выражается в повышенной кровоточивости.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛАЗМЫ КРОВИ
Удельный вес плазмы равен 1.02-1.03, а удельный вес крови — 1.05-1.06; у мужчин он несколько выше (больше эритроцитов), чем у женщин. Осмотическое давление является важнейшим свойством плазмы. Оно присуще… Клетки крови имеют осмотическое давление одинаковое сСВЕРТЫВАНИЕ И ПЕРЕЛИВАНИЕ КРОВИ
Жидкое состояние крови и замкнутость кровеносного русла являются необходимыми условиями жизнедеятельности организма. Эти условия создает система свертывания крови (система гемокоагуляции), сохраняющая циркулирующую кровь в жидком состоянии и предотвращающая ее потерю через поврежденные сосуды постредством образования кровяных тромбов; остановка кровотечения называется гемостазом.
Вместе с тем, при больших кровопотерях, некоторых отравлениях и заболеваниях возникает необходимость в переливании крови, которое должно осуществляться при строгом соблюдении ее совместимости.
СВЕРТЫВАНИЕ КРОВИ
Образование протромбиназы осуществляется под влиянием тромбопластина (тромбокиназы), представляющего собой фосфолипиды разрушающихся тромбоцитов,… Вторая фаза свертывания крови характеризуется превращением неактивного… Втретьей фазе свертывания из растворимого фибриногена крови, активированного тромбином, образуется нерастворимый белок…ПЕРЕЛИВАНИЕ КРОВИ
Я. Янский выделил четыре группы крови, встречающиеся у людей. Эта классификация не утратила своего значения и до настоящего времени. Она основана на… В эритроцитах крови, отнесенной к I (0) группе, не содержится агглютиногенов,… отсутствием агглютининов.РЕГУЛЯЦИЯ СИСТЕМЫ КРОВИ
Высшим подкорковым центром, осуществляющим нервную регуляцию системы крови, является гипоталамус. Кора головного мозга оказывает влияние на систему… Нервная система оказывает как прямое, так и косвенное регулирующее влияние на… импульсы идут в обоих направлениях, регулируя все процессы системы крови. Косвенная связь между нервной системой и…КРОВООБРАЩЕНИЕ
Кровообращение представляет собой физиологические процессы, обеспечивающие непрерывное движение крови в организме благодаря деятельности сердца и сосудов. Посредством кровообращения достигается интеграция различных функций организма и его участие в реакциях на изменение окружающей среды.
СЕРДЦЕ И ЕГО ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Толщина стенок различных отделов сердца неодинакова и определяется их функциональной ролью. У левого желудочка она составляет 10-15 мм, у правого —… К основным свойствам сердечной мышцы относятся автоматия, возбудимость,… Автоматией сердца называется его способность к ритмическому сокращению без внешних раздражений под влиянием…ДВИЖЕНИЕ КРОВИ ПО СОСУДАМ (ГЕМОДИНАМИКА)
Движение крови по сосудам обусловлено градиентом давления в артериях и венах. Оно подчинено законам гидродинамики и определяется двумя силами: давлением, влияющим на движение крови, и сопротивлением, которое она испытывает при трении о стенки сосудов.
Силой, создающей давление в сосудистой системе, является работа сердца, его сократительная способность. Сопротивление кровотоку зависит прежде всего от диаметра сосудов, их длины и тонуса, а также от от объема циркулирующей крови и ее вязкости. При уменьшении диаметра сосуда в два раза сопротивление в нем возрастает в 16 раз. Сопротивление кровотоку в артериолах в 10
раз превышает сопротивление ему в аорте.
Различают объемную и линейную скорости движения крови.
Объемной скоростью кровотока называют количество крови, которое протекает за 1 минуту через всю кровеносную систему. Эта величина соответствует МОК и измеряется в миллилитрах в 1 мин. Как общая, так и местная объемные скорости кровотока непостоянны и существенно меняются при физических нагрузках (табл. 3).
Линейной скоростью кровотока называют скорость движения частиц крови вдоль сосудов. Эта величина, измеренная в сантиметрах в 1 с, прямо пропорциональна объемной скорости кровотока
Таблица 3
Общая и местная объемная скорость кровотока у человека
(по Вейду и Бишопу)
| Показатели | Объемная скорость кровоточа ( )
| |||
| Состояние покоя | Физическая работа | |||
| Легкая | Средняя | Тяжелая | ||
| Общая объемная скорость кровотока Скелетные мышцы Мозг Сердце Органы брюшной полости Почки Кожа Другие органы | 4500 750 350 1100 900 1500 400 | 12500 750 600 1900 |
и обратно пропорциональна площади сечения кровеносного русла. Линейная скорость неодинакова: она больше в центре сосуда и меньше около его стенок, выше в аорте и крупных артериях и ниже в венах. Самая низкая скорость кровотока в капиллярах, общая площадь сечения которых в 600-800 раз больше площади сечения аорты. О средней линейной скорости кровотока можно судить по времени полного кругооборота крови. В состоянии покоя оно составляет 21 -23 с, при тяжелой работе снижается до 8-10 с.
При каждом сокращении сердца кровь выбрасывается в артерии под большим давлением. Вследствие сопротивления кровеносных сосудов ее передвижению в них создается давление, которое называют кровяным давлением. Величина его неодинакова в разных отделах сосудистого русла. Наибольшее давление в аорте и крупных артериях. В мелких артериях, артериолах, капиллярах и венах оно постепенно снижается; в полых венах давление крови меньше атмосферного.
На протяжении сердечного цикла давление в артериях неодинаково: оно выше в момент систолы и ниже при диастоле. Наибольшее давление называют систолическим (максимальны м), наименьшее — диастолическим (минимальным). Колебания кровяного давления при систоле и диастоле сердца происходят лишь в аорте и артериях; в артериолах и венах давление крови постоянно на всем протяжении сердечного цикла. Среднее артериальное давление представляет собой ту величину давления, которое могло бы обеспечить течение крови в артериях без колебаний давления при систоле и диастоле. Это давление выражает энергию непрерывного течения крови, показатели которого близки к уровню диастолического давления (рис. 20).
Величина артериального давления зависит от сократительной силы миокарда, величины МОК, длины, емкости и тонуса сосудов, вязкости крови. Уровень систолического давления зависит, в первую очередь, от силы сокращения миокарда. Отток крови из артерий связан с сопротивлением в периферических сосудах, ихтонусом, что в существенной мере определяет уровень диасто-лического давления .Таким образом, давление в артериях будет тем выше, чем сильнее сокращения сердца и чем больше периферическое сопротивление (тонус сосудов).
Артериальное давление у человека может быть измерено прямым и косвенным способами. В первом случае в артерию вводится полая игла, соединенная с манометром. Это наиболее точный способ, однако он мало пригоден для практических целей. Второй, так называемый манжетом ный способ, был предложен Рива-Роччи в 1896 г. и основан на определении величины давления, необходимой для полного сжатия артерии манжетой и прекращения в ней тока
Рис. 20. Изменение кровяного давления в разных частях сосудистого русла
крови. Этим методом можно определить лишь величину систолического давления. Для определения систолического и диастолического давления применяется звуковой или аускультативный способ, предложенный Н. С. Коротковым в 1905 г. При этом способе также используется манжета и манометр, но о величине давления судят не по пульсу, а по возникновению и исчезновению звуков, выслушиваемых на артерии ниже места наложения манжеты (звуки возникают лишь тогда, когда кровь течет по сжатой артерии). В последние годы для измерения артериального давления у человека , на расстоянии используются радиотелеметрические приборы.
В состоянии покоя у взрослых здоровых людей систолическое давление в плечевой артерии составляет 110-120 мм рт. ст., диастолическое— 60-80мм рт. ст. Поданным Всемирной организации здравоохранения, артериальное давление до 140/90мм рт. ст. является нормотоническим, выше этих величин— гипертоническим, а ниже 100/60мм рт.ст. — гипотоническим. Разница между систолическим и диастолическим давлениями называется пульсовым давлением или пульсовой амплитудой; ее величина в среднем равна 40-50 мм рт. ст. У людей пожилого возраста кровяное давление выше, чем у молодых; у детей оно ниже, чем у взрослых.
В капиллярах происходит обмен веществ между кровью и тканями, поэтому количество капилляров в организме человека очень велико. Оно больше там, где интенсивнее метаболизм. Например, на
единицу площади сердечной мышцы капилляров приходится в два раза больше, чем скелетной. Кровяное давление в разных капиллярах колеблется от 8 до 40 мм рт. ст.; скорость кровотока в них небольшая — 0.3-0.5 мм
.
В начале венозной системы давление крови равно 20-30 мм рт. ст., в венах конечностей — 5-10 мм рт. ст. и в полых венах оно колеблется около 0. Стенки вен тоньше, и их растяжимость в 100-200 раз больше, чем у артерий. Поэтому емкость венозного сосудистого русла может возрастать в 5-6 раз даже при незначительном повышении давления в крупных венах. В этой связи вены называют емкостными сосудами в отличие от артерий, которые оказывают большое сопротивление току крови и называются резистивными сосудами (сосудами сопротивления).
Линейная скорость кровотока даже в крупных венах меньше, чем в артериях. Например, в полых венах скорость движения крови почти в два раза ниже, чем в аорте. Участие дыхательных мышц в венозном кровообращении образно называется дыхательным насосом, скелетных мышц— мышечным насосом. При динамической работе мышц движению крови в венах способствуют оба этих фактора. При статических усилиях приток крови к сердцу снижается, что приводит к уменьшению сердечного выброса, падению артериального давления и ухудшению кровоснабжения головного мозга.
В легких имеется двойное кровоснабжение. Газообмен обеспечивается сосудами милого круга кровообращения, т. е. легочными артериями, капиллярами и венами. Питание легочной ткани осуществляется группой артерий большого круга — бронхиальными артериями, отходящими от аорты. Легочное русло, пропускающее за одну минуту то же количество крови, что и большой круг, имеет меньшую протяженность. Крупные легочные артерии более растяжимы, чем артерии большого круга. Поэтому они могут вмещать относительно больше крови без существенных изменений кровяного давления. Емкость легочных сосудов непостоянна: при вдохе она увеличивается, при выдохе — уменьшается. Легочные сосуды могут вмещать от 10 до 25% всего объема крови.
Сопротивление току крови в сосудах малого круга кровообращения примерно в 10раз меньше, чем в сосудах большого круга. Это в знач и-тельной мере обусловлено широким диаметром легочных артериол. В связи с пониженным сопротивлением правый желудочек сердца работает с небольшой нагрузкой и развивает давление в несколько раз меньшее, чем левый. Систолическое давление в легочной артерии составляет 25-30 мм рт. ст., диастолическое — 5-10 мм рт. ст.
Капиллярная сеть малого круга кровообращения имеет поверхность около 140м
. Одномоментно в легочных капиллярах находится от 60 до 90 мл крови. За одну минуту через все капилляры легких проходит
3,5-5 л крови, а при физической работе — до 36-35
. Эритроциты проходят через легкие за 3-5 с, находясь в легочных капиллярах (где происходит газообмен) в течение 0.7 с, при физической работе—0.3с. Большое количество сосудов в легких приводит к тому, что кровоток здесь в 100 раз выше, чем в других тканях организма.
Кровоснабжение сердца осуществляется коронарными, или венечными, сосудами. В отличие от других органов, в сосудах сердца кровоток происходит преимущественно во время диастолы. В период систолы желудочков сокращение миокарда настолько сдавливает расположенные в нем артерии, что кровоток в них резко снижается.
В покое через коронарные сосуды протекает в 1 минуту 200-250 мл крови, что составляет около 5% МОК. Во время физической работы коронарный кровоток может возрасти до 3-4. Кровоснабжение миокрада в 10-15 раз интенсивнее, чем тканей других органов. Через левую венечную артерию осуществляется 85% коронарного кровотока, через правую — 15%. Венечные артерии являются концевыми и имеют мало анастомозов, поэтому их резкий спазм или закупорка Приводят к тяжелым последствиям.
РЕГУЛЯЦИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
Главную роль в регуляции деятельности сердца играют нервные и гуморальные влияния. Сердце сокращается благодаря импульсам, поступающим от главного… Нервная регуляция деятельности сердца осуществляется эфферентными ветвями… воющие нервные волокна являются трофическими, т. е. действующими на сердце путем повышения обмена веществ в…ДЫХАНИЕ
Дыханием называется совокупность физиологических процессов, обеспечивающих поступление кислорода в организм, использование его тканями для окислительно-восстановительных реакций и выведения из организма углекислого газа. Дыхательная функция осуществляется с помощью внешнего (легочного) дыхания,
переноса О
к тканям и СОот них, а также газообмена между тканями и кровью.
ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ
Газообмен между легки ми и окружающей средой осуществляется за счет вдоха и выдоха. При вдохе объем легких увеличивается, давление в них становится… Важное значение для осуществления вдоха и выдоха имеет герметически замкнутая… Количество воздуха, находящегося в легких после максимального вдоха, составляет общую емкость легких, величина которой…ОБМЕН ГАЗОВ В ЛЕГКИХ
И ИХ ПЕРЕНОС КРОВЬЮ
Кислород и углекислый газ диффундируют только в растворенном состоянии, что обеспечивается наличием в воздухоносных путях водяных паров, слизи и… Диффузионная способность легких для кислорода очень велика. Это обусловлено… Таблица 5Рис. 21. Кривая диссонации оксигемоглобина в крови человека в покое
А — содержание НbOв артериальной крови, В — то же в венозной крови
альвеолы и удаляется с выдыхаемым воздухом. Углекислый газ в крови (как и О) находится в двух состояниях: растворенный в плазме (около 5% всего количества) и химически связанный с другими веществами (95%). СОв виде химических соединений имеет три формы: угольная кислота (НСО
), соли угольной кислоты (NaHCO) ив связи с гемоглобином (НвНСО).
В крови тканевых капилляров одновременно с поступлением СОвнутрь эритроцитов и образованием в них угольной кислоты происходит отдача Ооксигемоглобином. Восстановленный Н в легко связывает водородные ионы, образующиеся при диссоциации угольной кислоты. Таким образом, восстановленный Н в венозной крови способствует связыванию СО, аоксигемоглобин, образующийся в легочных капиллярах, облегчает его отдачу.
В состоянии покоя с дыханием из организма человека удаляется 230-250 мл СОв 1 минуту. При удалении из крови СОиз нее уходит примерно эквивалентное число ионов водорода.
Таким порядком дыхание участвует в регуляции кислотно-щелочного состояния во внутренней среде организма.
Обмен газов между кровью и тканями осуществляется также путем диффузии. Между кровью в капиллярах и межтканевой жидкостью существует градиент напряжения О, который составляет 30-80 мм рт. ст., а напряжение СОв интерстициальной жидкости на 20-40 мм рт. ст. выше, чем в крови. Кроме того, на обмен Ои СОв тканях влияют площадь обменной поверхности, количество эритроцитов в крови, скорость кровотока, коэффициенты диффузии газов в тех средах, через которые осуществляется их перенос.
Артериальная кровь отдает тканям не весь О. Разность между об.% Ов притекающей к тканям артериальной крови (около 20 об.%) и оттекающей от них венозной кровью (примерно 13 об.%)
называется артерио-венозной разностью по кислороду (7 об.%). Эта величина служит важной характеристикой дыхательной функции крови, показывая, какое количество Одоставляют тканям каждые 100 мл крови. Для того, чтобы установить, какая часть приносимого кровью О, переходит в ткан и, вычисляют коэффициент утилизации (использования) кислорода. Его определяют путем деления величины артерио-венозной разности на содержание Ов артериальной крови и умножения на 100. В покое для всего организма коэффициент утилизации Оравен примерно 30-40%. Однако в миокарде, сером веществе мозга, печени и корковом слое почек он составляет 40-60%. При тяжелых физических нагрузках коэффициент утилизации кислорода работающими скелетными мышцами и миокардом достигает 80-90%.
В снабжении мышц Опри тяжелой работе имеет определенное значение внутримышечный пигмент м и о г л о б и н, который связывает дополнительно 1.0-1.5.Л О. Связь Ос миоглобином более прочная, чем с гемоглобином. Оксимиоглобин отдает Отолько при выраженной гипоксемии.
РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ
Гуморальная регуляция дыхания, созданная Д. Холденом и Д. Пристли около 50 лет тому назад, в последние годы не находит экспериментального… Дыхательный ритм и управление деятельностью дыхательных мышц генерируется… к различным условиям внешней среды. Современные представления о работе дыхательного центра сводятся к тому, что часть…ПИЩЕВАРЕНИЕ
Пищеварением называется процесс физической и химической переработки пищи, в результате которого становится возможным всасывание питательных веществ из пищеварительного тракта, поступление их в кровь и лимфу и усвоение организмом.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
Физическая обработка пищи состоит в ее размельчении, перемешивании и растворении содержащихся в ней веществ. Химические изменения пищи происходят… вещества организме. B процессе переработки пища теряет свои видовые… С целью равномерного и более полного переваривания пищиПИЩЕВАРЕНИЕ В РАЗЛИЧНЫХ ОТДЕЛАХ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА
Процессы пищеварения в разных отделах желудочно-кишечного тракта имеют свои особенности. Эти отличия касаются физической и химической переработки пищи, моторной, секреторной, всасывающей и выделительной функций органов пищеварения.
ПИЩЕВАРЕНИЕ В ПОЛОСТИ РТА
После измельчения и перетирания зубами пища подвергается химической обработке благодаря действию гидролитических ферментов ел юны. В полость рта… Слюна— первый пищеварительный сок, который содержит гидролитические ферменты,… Сформированный в ротовой полости пищевой комок перемещается к корню языка и далее поступает в глотку.ПИЩЕВАРЕНИЕ В ЖЕЛУДКЕ
Пищеварительные функции желудка заключаются в депонировании пищи, ее механической и химической обработке и постепенной эвакуации пищевого содержимого через привратник в двенадцатиперстную кишку. Химическая обработка пищи осуществляется желудочным соком, которого у человека образуется 2.0-2.5 л в сутки. Желудочный сок выделяется многочисленными железами тела желудка, которые состоят из главных, обкладочных и добавочных клеток. Главные клетки секретируют пищеварительные ферменты, обкладочные — соляную кислоту и добавочные — слизь.
Основными ферментами желудочного сока являются протеазы и липаза. К протеазам относятся несколько пепсинов, а также желатиназа и химозин. Пепсины выделяются в виде неактивных пепсиногенов. Превращение пепсиногенов и активный пепсин осуществляется под воздействием соляной кислоты. Пепсины расщепляют белки до полипептидов. Дальнейший распад их до аминокислот происходит в кишечнике. Химозин створаживает молоко. Липаза желудочного сока расщепляет только эмульгированные жиры (молоко) на глицерин и жирные кислоты.
Желудочный сок имеет кислую реакцию (рН при переваривании пищи равен 1.5-2.5), что обусловлено содержанием в нем 0.4-0.5% соляной кислоты. У здоровых людей для нейтрализации 100 мл желудочного сока требуется 40-60 мл децинормального раствора щелочи. Этот показатель называется общей кислотностью желудочного сока. С учетом объема секреции и концентрации водородных ионов определяется также дебит-час свободной соляной кислоты.
Слизь желудочного сока (муцин) представляет собой сложный комплекс глюкопротеидов и других белков в виде коллоидных растворов. Муцин покрывает слизистую желудка по всей поверхности и предохраняет ее как от механических повреждений, так и от самопереваривания, так как он обладает выраженной анти-пептической активностью и способен нейтрализовать соляную кислоту.
Весь процесс желудочной секреции принято делить на три фазы: сложнорефлекторную (мозговую), нейрохимическую (желудочную) и кишечную (дуоденальную).
Секреторная деятельность желудка зависит от состава и количества поступающей пищи. Мясная пища является сильным раздражителем желудочных желез, деятельность которых стимулируется в течение многих часов. При углеводной пище максимальное отделение желудочного сока происходит в сложнорефлекторной фазе, затем секреция снижается. Тормозящее воздействие на желудочную секрецию оказывают жир, концентрированные растворы солей, кислот и щелочей.
Переваривание пищи в желудке обычно происходит в течение 6-8 часов. Длительность этого процесса зависит от состава пищи, ее объема и консистенции, а также от количества выделившегося желудочного сока. Особенно долго в желудке задерживается жирная пища (8-10 часов и более). Жидкости переходят в кишечник сразу же после их поступления в желудок.
ПИЩЕВАРЕНИЕ В ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКЕ
і Кислое содержимое желудка при переходе в двенадцатиперстную кишку приобретает щелочную реакцию под влиянием желчи, кишечного и поджелудочного… Значение поджелудочной железы в пищеварении очень велико. Основная масса ткани… поджелудочного сока, представляющего собой прозрачную жидкость со щелочной реакцией (рН = 7.8-8.5). Сок поджелудочной…ПИЩЕВАРЕНИЕ В ТОНКОМ КИШЕЧНИКЕ
Пристеночное (мембранное) пищеварение, открытое акад. А. М. Уголевым в 1950-60-х годах, происходит на поверхности микроворсинок тонкой кишки. Оно… Пристеночное пищеварение находится в тесном взаимодействии с полостным.… Моторная деятельность тонкого кишечника обеспечивает перемешивание химуса с пищеварительными секретами и продвижение…ПИЩЕВАРЕНИЕ В ТОЛСТОМ КИШЕЧНИКЕ
Большую роль в жизнедеятельности организма и функций пищеварительного тракта играет микрофлора толстого кишечника, где обитают миллиарды различных… В толстом кишечнике интенсивно происходит всасывание воды, вследствие чего…ВСАСЫВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПЕРЕВАРИВАНИЯ ПИЩИ
Всасывание представляет собой сложный процесс и обеспечивается различными механизмами: фильтрацией, связанной с разностью гидростатического… Способностью к всасыванию обладает эпителий слизистых оболочеквсего… Наиболее интенсивно процесс всасывания осуществляется в тонком кишечнике, особенно в тощей и подвздошной кишке, что…ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
Обмен веществ и энергии — это совокупность физических, химических и физиологических процессов усвоения питательных веществ в организме с высвобождением энергии. В обмене веществ (метаболизме) выделяют два взаимосвязанных, но разнонаправленных процесса — анаболизм и катаболизм. Анаболизм — это совокупность процессов биосинтеза органических соединений, компонентов клеток, органов и тканей из поглощенных питательных веществ. Катаболизм — это процессы расщепления сложных компонентов до простых веществ, обеспечивающих энергетические и пластические потребности организма. Жизнедеятельность организма обеспечивается энергией за счет анаэробного и аэробного
катаболизма поступающих с пищей белков, жиров и углеводов.
ОБМЕН БЕЛКОВ
Поступившие в организм белки расщепляются в кишечнике до аминокислот и в таком виде всасываются в кровь и транспортируются в печень. Поступившие в… от них аминогрупп, они превращаются в организме в углеводы и жиры. Белковых… Наряду с основной, пластической функцией, белки могут играть роль источников энергии. При окислении в организме 1 г…ОБМЕН УГЛЕВОДОВ
Углеводы служат в организме основным источником энергии. При окислении угуглеводов освобождается 4.1 ккал энергии. Для окисления углеводов требуется… Это особенно повышает роль углеводов при мышечной деятельности. При уменьшении… Глюкоза выполняет в организме и некоторые пластические функции. В частности, промежуточные продукты ее обмена…ОБМЕН ВОДЫ И МИНЕРАЛЬНЫХ СОЛЕЙ
Лишение организма воды и минеральных солей вызывает тяжелые нарушения и смерть. Полное голодание, но при приеме воды переносится человеком в… При обычной температуре и влажности внешней среды суточный водный баланс… Обмен минеральных солей в организме имеет большое значение для его жизнедеятельности. Они находятся во всех тканях,…ОБМЕН ЭНЕРГИИ
Запасы АТФ в клетках невелики, поэтому они должны постоянно восстанавливаться. Этот процесс осуществляется путем окисления питательных веществ.… Интенсивность энергетического обмена в организме определяется при помощи… Прямая калориметрия основана на измерении тепла, выделяемого организмом и проводится с помощью специальных камер…РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
Обмен веществ и получение аккумулируемой в А ТФ энергии протекают внутри клеток. Поэтому важнейшим эффектором, через который вегетативная нервная… Воздействие гипоталамуса на обмен белков осуществляется через систему… Регуляторная роль гипоталамуса в жировом обмене связана с функцией серого бугра. Влияние гипоталамуса на обмен жиров…ВЫДЕЛЕНИЕ
Основной физиологической функцией выделительных процессов
является освобождение организма от конечных продуктов обмена веществ, избытка воды, органических и неорганических соединений, т. е. сохранение постоянства внутренней среды организма.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
Выделительные функции у человека осуществляются многими органами и системами организма: почками, желудочно-кишечным трактом, легкими, потовыми, сальными железами и др. Через почки у человека удаляются избыток воды, солей и продукты обмена веществ. Желудочно-кишечный тракт выводит из организма остатки пищевых веществ и пищеварительных соков, желчь, соли тяжелых металлов и некоторые лекарственные вещества. Через легкие выделяются углекислый газ, пары воды и летучие вещества (продукты распада алкоголя, лекарственные вещества). Потовые железы удаляют воду, соли, мочевину, креатинин и молочную кислоту; сальные железы — кожное сало, образующее защитный слой на поверхности тела. Ведущая роль в выделительных процессах и сохранении гомеостаза принадлежит почкам и потовым железам.
ПОЧКИ И ИХ ФУНКЦИИ
К ним относятся : 1) поддержание нормального содержания в организме воды, солей и некоторых… 2) регуляция рН крови, осмотического давления, ионного состава и кислотно-щелочного состояния;Рис. 22. Схема строения нефрона
А — нефрон;
1)— сосудистый (мальнигиев) клубочек,
2)— извитой каналец первого порядка,
3)— собирательная трубка
Б —тельце Шумлянского-Боумена;
1 — приносящий сосуд,
2 — выносящий сосуд,
3 — капиллярная сеть клубочка,
4)— полость капсулы,
5)— начало извитого канальца,
6 ) капсула Шумлянского-Боумена
являющихся ее функциональными единицами и включающими мальпигиево (почечное) тельце и мочевые канальцы.
М а л ь п и г и е в о тельце состоит из капсулы Шумлянского-Боумена, внутри которой находится сосудистый клубочек (рис. 22). В корковом слое расположено около 75% капсул и извитых канальцев. В пограничной зоне (между корковым и мозговым слоем) — юкстамедуллярная зона — располагаются остальные капсулы; извитые канальцы этого комплекса находятся у границы с почечной лоханкой. Юксамедуллярные нефроны отличаются от корковых некоторыми особенностями в строении и кровоснабжении (одинаковый диаметр приносящих и выносящих артериол). Считают также, что кжстамедуллярный комплекс выполняет эндокринную роль (образуется рении), стимулирует секрецию горомна альдостерона надпочечниками и регулирует водно-солевой баланс.
Капсула Ш у м л я н с к о г о-Б о у м е н а имеет форму двустенной чаши и образована вдавлением слепого расширенного конца мочевого канальца в ее просвет. Внутренняя стенка капсулы, состоящая из однослойного плоского эпителия, тесно соприкасается со стенками капилляров сосудистого клубочка, образуя базальную
фильтрующую мембрану. Между ней и наружной стенкой капсулы находится щелевидная полость, в которую поступает плазма крови, фильтрующаяся через базальную мембрану из капилляров клубочка.
Клубочек состоит из приносящей артерии, сложной сети артериальных капилляров и выносящей артерии. Диаметр выносящей артериолы меньше, чем приносящей, что способствует поддержанию в капиллярах клубочков относительно высокого кровяного давления.
Мочевые канальцы начинаются от щелевидной полости капсулы, которая непосредственно переходит в проксимальный (каналец первого порядка) извитой каналец. В некотором отдалении от капсулы проксимальный каналец выпрямляется и образует петлю Генле, переходящую в дистальный (каналец второго порядка) извитой каналец, открывающийся в собирательную трубку. Собирательные трубки проходят через мозговой слой почки и открываются на верхушках сосочков. Собирание конечной мочи происходит в почечных лоханках, куда открываются почечные чашечки.
В обычных условиях через обе почки, составляющие лишь 0.43% массы тела человека, проходит около 25% объема крови, выбрасываемой сердцем. Кровоток в коре почки достигает 4-5 мл 
мин
на 1 г ткани — это наиболее высокий уровень органного кровотока. Особенность почечного кровотока заключается также втом, что несмотря на существенные колебания артериального давления, кровоток в почках остается постоянным. Это обусловлено специальной системой саморегуляции кровообращения в них.
ПРОЦЕСС МОЧЕОБРАЗОВАНИЯ И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ
Процесс фильтрации воды и низкомолекулярных компонентов плазмы через стенки капилляров клубочка происходит только в том случае, если давление крови… Фильтрат, поступивший в капсулу Шумлянского-Боумена, составляет первичную… Такая интенсивная фильтрация возможна только в условиях обильного кровоснабжения почек и при особом строении…ГОМЕОСТАТИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ ПОЧЕК
Почки являются основным органом осмо— и волюморегуляции (регуляции объема). Они обеспечивают выделение избытка воды из организма в виде… В почках осуществляется синтез ряда биологически активных веществ (ренин,… среды организма, т. е. почки являются типичным органом внутренней секреции.МОЧЕВЫВЕДЕНИЕ И МОЧЕИСПУСКАНИЕ
Ведущим фактором, вызывающим раздражение механорецепторов мочевого пузыря, является именно растяжение его стенок и в меньшей степени — увеличение… Спинальный центр мочеиспускания находится под контролем вышележащих отделов…ПОТООТДЕЛЕНИЕ
осмотического давления, а также нормализуется температура тела вследствие теплоотдачи при испарении пота с поверхности кожи. П от содержит 98-99% воды, минеральные соли (хлористый натрий и хлористый… Различают термическое и эмоциональное потоотделение.ТЕПЛОВОЙ ОБМЕН
Величина теплообразования зависит от интенсивности химических реакций, характеризующих уровень обмена веществ. Теплоотдача регулируется… 14.1. ТЕМПЕРАТУРА ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА И ИЗОТЕРМИЯ Температура тела человека и высших животных поддерживается на относительно постоянном уровне, несмотря на колебания…Рис. 23. Температурные ядро (серым цветом) и облочка
Температура глубоких тканей более равномерна и составляет 37-37.5°. Температура печени, мозга, почек несколько выше, чем других внутренних органов.
О температуре тела человека судят обычно на основании ее измерения в подмышечной впадине. Здесь температура у здорового человека равна 36.5-37°. Температура тела ниже 24° и выше 43° не совместима с жизнью человека. Изотермия имеет большое значение для метаболических процессов. Ферменты и гормоны обладают наибольшей активностью при температуре 35-40°. Температура тела человека не остается постоянной, а колеблется в течение суток в пределах 0.5-0.8°. Максимальная температура тела наблюдается в 16-18 часов, а минимальная — в 3-4 часа.
Постоянство температуры тела у человека может сохраняться лишь при условии равенства теплообразования и теплопотери всего организма. Это достигается посредством физиологических,механизмов терморегуляции, которую принято разделять на химическую и физическую. Способность человека противостоять воздействию тепла и холода, сохраняя стабильную температуру тела, имеет известные пределы. При чрезмерно низкой или очень высокой температуре среды защитные терморегуляционные механизмы оказываются недостаточными, и температура тела начинает резко падать или повышаться. В первом случае развивается состояние г и п оте р м и и, во втором — гипертермии.
МЕХАНИЗМЫ ТЕПЛООБРАЗОВАНИЯ
Химическая терморегуляция имеет особо важное значение для поддержания постоянства температуры тела в условиях охлаждения. При понижении температуры… оптимальной температуры млн зоны комфорта. В обычной легкой одежде эта зона… Суммарное теплообразование в организме происходит входе химических реакций обмена веществ (окисление, гликолиз), что…МЕХАНИЗМЫ ТЕПЛООТДАЧИ
кожи и окружающей среды. Отдача тепла излучением прекращается, если выравнивается температура поверхности кожи и окружающей среды. Теплопроведение может происходить путем кондукции и конвекции. Кондукцией… Теплоотдача путем испарения — это способ рассеивания организмом тепла (около 30%) в окружающую среду за счет его…РЕГУЛЯЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА
Восприятие и анализ температуры окружающей среды осу ществ-ляется с помощью терморецепторов. Терморецепторы имеются в коже, мышцах, сосудах, во… Центральный аппарат терморегуляции находится в передней и задней части… Важная роль в терморегуляции принадлежит высшим отделам ЦНС — коре и ближайшим подкорковым центрам. Эмоциональное…ВНУТРЕННЯЯ СЕКРЕЦИЯ
ЦНС управляет деятельностью различных органов и систем организма с помощью нервной и гуморальной регуляции. В систему гуморальной регуляции различных функций организма включены специальные железы, выделяющие свои активные вещества — гормоны непосредственно вкровь,—так называемые железы внутренней секреции.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ
1) системой желез внутренней секреции или эндокринными железами (греч. эндон — внутрь, крино — выделять), продукты которых (гормоны) поступают… 2) системой местной саморегуляции, т. е. действием на соседние клетки (в… К эндокринным железам относят следующие образования, эпифиз (верхний придаток мозга или шишковидная железа), гипофиз…ФУНКЦИИ ЖЕЛЕЗ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ
Деятельность желез внутренней секреции находится под контролем многочисленных прямых и обратных связей в организме. Основным регулятором их функций является гипоталамус, непосредственно связанный с главной эндокринной железой — гипофизом, влияния которого распространяются на другие периферические железы.
ФУНКЦИИ ГИПОФИЗА
1) передняя доля или аденогипофиз, 2) промежуточная доля и 3) задняя доля или нейрогипофиз.ФУНКЦИИ НАДПОЧЕЧНИКОВ
В коре вырабатывается группа гормонов, называемых кортикоидами или кортикостероидами. Кортикоиды являются жизненно необходимыми для организма… Кора надпочечников состоит из следующих трех слоев: • клубочковая (наружная)зона,секретирующаягормоны минералкортикоиды (в основном — альдостерон);ФУНКЦИИ ОКОЛОЩИТОВИДНЫХ ЖЕЛЕЗ
У человека имеются четыре околощитовидные железы, прилегающие к задней поверхности щитовидной железы. Их продукт— паратирин или паратгормон участвует в регуляции содержания кальция в организме. Он повышает концентрацию кальция в крови, усиливая его всасывание в кишечнике и выход из костей. Выработка паратгормона усиливается при недостаточном содержании кальция в крови и в результате симпатических влияний, а подавление секреции — при избытке кальция. Нарушение нормальной секреции приводит в случае гиперфункции околощитовидных желез к потере костной тканью кальция и фосфора (деминерализация костей) и деформации костей, а также к появлению камней в почках, падению возбудимости нервной и мышечной тканей, ухудшению процессов внимания и памяти. В случае недостаточной функции околощитовидных желез возникают резкое повышение возбудимости нервных центров, патологические судороги и смерть в результате тетанического сокращения дыхательных мышц.
ФУНКЦИИ ВИЛОЧКОВОЙ ЖЕЛЕЗЫ И ЭПИФИЗА
Т-лимфоцитов), а также выполняет эндокринные функции. Секретэтойжелезы —гормон тимозин —способствует иммунологической специализации Т-лимфоцитов.… Функции эпифиза (верхнего мозгового придатка или шишковидной железы) связаны… цикличность половых функций, определяется длительность овариально-менструального цикла женского организма.ЭНДОКРИННЫЕ ФУНКЦИИ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
Глюкагон вызывает расщепление гликогена в печени и выход в кровь глюкозы, а также стимулирует расщепление жиров в печени и жировой ткани. Инсулин — это полипептид, обладающий широким действием на различные процессы в… Продукция гормонов поджелудочной железы регулируется содержанием глюкозы в крови, собственными особыми клетками в…ФУНКЦИИ ПОЛОВЫХ ЖЕЛЕЗ
Мужской половой гормон тестостерон вырабатывается специальными клетками в области извитых канальцев семенников. Другая часть клеток обеспечивает… Выработка женских половых гормонов (эстрогенов) осуществляется в яичниках… Секреция эстрогенов и прогестерона находится под контролем полового центра гипоталамуса и гонадотропного гормона…ИЗМЕНЕНИЯ ЭНДОКРИННЫХ ФУНКЦИЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СОСТОЯНИЯХ
• Стадия тревоги проявляется дискоординацией различных функций организма, подавлением функций щитовидной и половых желез, в результате чего… отмечается снижение иммунных свойств организма — уменьшаются активность… выброса в кровь гормона надпочечников адреналина, что позволяет резко повысить деятельность сердечной и дыхательной…Часть II СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
Спортивная физиология является какучебной, так и научной дисциплиной. Ее изучение осуществляется во всех высших и средних физкультурных учебных заведениях, на факультетах физического воспитания педагогических вузов, а также на отдельных кафедрах государственных университетов и медицинских вузов. В преподавании предмета, практической деятельности тренеров, физиологов и спортивных врачей используются материалы, полученные при выполнении научно-исследовательских работ, которые проводятся в соответствующих НИИ, лабораториях и на кафедрах.
Раздел I
ОБЩАЯ СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
Спортивная физиология включает в себя два относительно самостоятельных и вместе с тем связанных между собой раздела. Содержанием первого — общей спортивной физиологии — являются физиологические основы адаптации к физическим нагрузкам и резервные возможности организма, функциональные изменения и состояния организма при спортивной деятельности, а также физическая работоспособность спортсмена и физиологические основы утомления и восстановления в спорте. Второй раздел — частная спортивная физиология — включает в себя физиологическую классификацию физических упражнений, механизмы и закономерности формирования и развития двигательных качеств и навыков, спортивную работоспособность в особых условиях внешней среды, физиологические особенности тренировки женщин и детей разного возраста, физиологические основы массовых форм оздоровительной физической культуры.
СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ - УЧЕБНАЯ И НАУЧНАЯ ДИСЦИПЛИНА
СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ, ЕЕ СОДЕРЖАНИЕ И ЗАДАЧИ
Спортивная физиология — это специальный раздел физиологии человека, изучающий изменения функций организма и их механизмы под влиянием мышечной (спортивной) деятельности и обосновывающий практические мероприятия по повышению ее эффективности.
Спортивная физиология по своему месту в системе подготовки специалистов по физической культуре и спорту связана с тремя группами учебных и научных дисциплин.
Первую группу составляют фундаментальные науки, на которых базируется спортивная физиология, онаи использует их теоретические достижения, методики исследования и сведения о факторах среды, с которыми взаимодействует организм спортсмена в процессе тренировочной и соревновательной деятельности. К числу таких дисциплин следует отнести биологию, физиологию человека и животных, химию и физику.
Во вторую группу входят учебные и научные дисциплины, взаимодействующие со спортивной физиологией таким образом, что они взаимно обогащают или дополняют друг друга. В этом плане спортивная физиология тесно связанас анатомией, биохимией, биомеханикой, гигиеной и психологией.
И, наконец, третью группу дисциплин, с которыми связана спортивная физиология, составляют те из них, которые используют ее научные достижения и методики исследования в своих целях. К ним относятся теория и методика физической культуры, педагогика, спортивно-педагогические дисциплины, спортивная медицина, лечебная физкультура.
Одной из важных задач спортивной физиологии является научное обоснование, разработка и реализация мероприятий, обеспечивающих достижение высоких спортивных результатов и сохранения здоровья спортсменов. Следовательно, спортивная физиология — наука прикладная и в основном профилактическая, так как, исследуя и учитывая резервные возможности организма человека, она обосновывает пути и средства повышения работоспособности, ускорения восстановительных процессов, предупреждения переутомления, перенапряжения и патологических сдвигов функций организма, а также профилактику возникновения различных заболеваний.
Отличительной методической особенностью спортивной физиологии является то, что ее материалы могут быть получены только из экспериментов с человеком, где применение ряда классических методов физиологии невозможно.
В связи с этим лишь отдельные уточняющие эксперименты, как правило, с целью изучения механизмов физиологических сдвигов при физических нагрузках проводятся на животных.
Важно также подчеркнуть, что основной задачей спортивной физиологии является сравнительное изучение функционального состояния организма человека, т. е. исследование проводится до, во время и после двигательной активности, что в натурных условиях весьма затруднительно. Поэтому разработаны специальные нагрузочные тесты, позволяющие дозировать физическую активность и регистрировать соответствующие изменения функций организма в различные периоды деятельности человека. С этой целью используются велоэргометр, бегущая дорожка (тредбан), ступеньки разной высоты, а также различные приборы, позволяющие регистрировать функции сердечно-сосудистой, дыхательной, мышечной и центральной нервной системы на расстоянии, передавая соответствующие показатели по телеметрическим каналам.
Спортивная физиология занимает важное место в теории физической культуры, составляя фундамент знаний, необходимых тренеру и преподавателю для достижения высоких спортивных результатов и сохранения здоровья спортсменов. Поэтому тренер и педагог должны хорошо знать о физиологических процессах, происходящих в организме спортсмена во время тренировочной и соревновательной деятельности с тем, чтобы научно обоснованно строить и совершенствовать эту работу, уметь аргументировать свои распоряжения и рекомендации, избегать переутомления и перенапряжения и не причинить вреда здоровью тренирующихся. Они также должны понимать суть изменений, возникающих в организме спортсмена в реабилитационном периоде, чтобы активно и грамотно влиять на них, ускоряя восстановительные реакции.
Таким образом, из изложенного следует, что спортивная физиология как учебная и научная дисциплина, решает две основные проблемы. Одна из них состоит в физиологическом обосновании закономерностей укрепления здоровья человека с помощью физических упражнений и повышения устойчивости его организма кдействию различных неблагоприятных факторов внешней среды (температура, давление, радиация, загрязненность воздуха и воды, инфекции и т.д.), а также в сохранении и восстановлении работоспособности, препятствии развитию раннего утомления и коррекции психоэмоциональных перегрузок в процессе профессиональной деятельности человека. Эти задачи спортивной физиологии решаются в рамках массовых форм физической культуры.
Вторая проблема спортивной физиологии заключается в физиологическом обосновании мероприятий, направленных на достижение высоких спортивных результатов, особенно в большом спорте.
Эти две проблемы полностью не совпадают, так как для достижения наивысших результатов в процессе тренировок в ряде случаев применяются такие нагрузки, которые могут приводить к снижению устойчивости организма к неблагоприятным воздействиям внешней среды, ухудшению состояния здоровья и даже к возникновению заболеваний.
Исходя из всего сказанного, становится очевидным, что физиологические особенности функций организма следует изучать и оценивать раздельно какв отношении массовой физической культуры и физической подготовки специальных контингентов (военнослужащие, пожарные, геологи, студенты, школьники и некоторые другие категории), так и в отношении различных видов спорта, особенно спорта высших достижений.
КАФЕДРА ФИЗИОЛОГИИ СПБГАФК ИМ. П. Ф. ЛЕСГАФТА
И ЕЕ РОЛЬ В СТАНОВЛЕНИИ И РАЗВИТИИ
СПОРТИВНОЙ ФИЗИОЛОГИИ
Декретом Совета Народных Комиссаров от 22 октября 1919 г. на базе Высших курсов физического образования был создан институт физического образования… Организованную кафедру с 1919 г. по 1927 г. возглавлял Леон Абгарович Орбели,… В прикладном плане освещались лишь отдельные медицинские вопросы, связанные с влиянием физических упражнений на…СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СПОРТИВНОЙ ФИЗИОЛОГИИ
Особенностью деятельности кафедры физиологии явилось создание при ней научныхлабораторий по основным разделам спортивной физиологии. Выполненные исследования в этих лабораториях позволили получить новые данные… работы и впервые исследованы корковые механизмы регуляции движений спортсменов (Е. Б. Сологуб); изучены эмоции при…АДАПТАЦИЯ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ И РЕЗЕРВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОРГАНИЗМА
интересы работников различных научных дисциплин и связана, прежде всего, с саморегулированием многокомпонентных функциональных систем. Не случайно… В настоящее время имеется ряд определений адаптации. На наш взгляд, наиболее… Значение проблемы адаптации в спорте определяется прежде всего тем, что организм спортсмена должен приспосабливаться…ДИНАМИКА ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА ПРИ АДАПТАЦИИ И ЕЕ СТАДИИ
особенностей человека и уровня его тренированности. Изменения функциональных показателей организма спортсменов могут быть правильно… Приспособительные изменения в здоровом организме бывают двух видов: изменения… Несомненны й интерес представляет понятие общего адаптационного синдрома, предложенное канадским ученым Гансом Селье…ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ
В целом исследование процесса адаптации и ее механизмов, по-видимому, следует отнести к междисциплинарной проблеме, которая может стать ключевой в… Система закаливания и формирования сильного, красивого и выносливого человека… С физиологической точки зрения ведущими в тренировке являются повторность и возрастание физических нагрузок, что за…СРОЧНАЯ И ДОЛГОВРЕМЕННАЯ АДАПТАЦИЯ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ
Срочная адаптация возникает непосредственно после начала действия раздражителя и может реализоваться на основе готовых, ранее сформировавшихся… протекает не пределе его возможностей при почти полной мобилизации… Таким образом, функциональная адаптивная система, ответственная за двигательную реакцию при срочной адаптации,…ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА АДАПТАЦИИ
а) перестройкой регуляторных механизмов, б) мобилизацией и использованием резервных возможностей организма, в) формированием специальной функциональной системы адаптации к конкретной трудовой (спортивной) деятельности…ПОНЯТИЕ О ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ РЕЗЕРВАХ ОРГАНИЗМА, ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ
Учение о физиологических резервах представляет одну из важнейших основ физиологии спорта, так как позволяет правильно оценивать и решать задачи по сохранению здоровья и повышению тренированности спортсменов. Представление о резервных возможностях организма связаны с физиологическим учением К. Бернара, П. Бэра, У. Кеннона о сохранении гомеостаза при действии на организм различных неблагоприятных факторов за счет усиления функций жизненно важных органов и систем с использованием их резервов.
Принципиальные положения учения о физиологических резервах в нашей стране были разработаны в 30-х годах прошлого столетия академиком Л. А. Орбели, который неоднократно подчеркивал положение о значительных возможностях организма человека приспосабливаться к необычным условиям внешней среды за счет его резервных возможностей. В дальнейшем идеи Л. А. Орбели нашли плодотворное теоретическое и прикладное развитие прежде всего в физиологии военного труда (Бресткин М. П., 1968; Сапов И. А. и СолодковА.С, 1970;Загрядский В. П., 1976;СолодковА.С, 1978, и др.). В физиологии спорта эта проблема начала изучаться в Москве В. В. Кузнецовым (1970) и в Ленинграде А. С. Мозжухиным (1979).
В настоящее время под физиологическими резервам и организма понимается выработанная в процессе эволюции адаптационная и компенсаторная способность органа, системы и организма в целом усиливать во много раз интенсивность своей деятельности по сравнению с состоянием относительного покоя (Бресткин М. П., 1968). Физиологические резервы, по мнению автора, обеспечиваются определенными анатомо-физиологическими и функциональными особенностями строения и деятельности организма, а именно наличием парных органов, обеспечивающих замещение нарушенных функций (анализаторы, железы внутренней секреции, почки и др.); значительным усилением деятельности сердца, увеличением общей интенсивности кровотока, легочной вентиляции и усилением деятельности других органов и систем;
высокой резистентностью клеток и тканей организма к различным внешним воздействиям и внутренним изменениям условий их функционирования.
В качестве примера проявления физиологических резервов можно указать на то, что во время тяжелой физической нагрузки минутный объем крови у хорошо тренированного человека может достигать 40л, т. е. увеличиваться в 8 раз, легочная вентиляция при
этом возрастает в 10 раз, обусловливая увеличение потребления кислорода и выделение углекислого газа в 15 раз и более. В этих условиях работа сердца человека, как показывают расчеты, возрастает в 10 раз.
Все резервные возможности организма А. С. Мозжухин (1979) предлагает разделить на две группы: социальные резервы (психологические и спортивно-технические) и биологические резервы (структурные, биохимические и физиологические). Морфофункциональной основой физиологических резервов являются органы, системы организма и механизмы их регуляции, обеспечивающие переработку информации, поддержание гомеостазаи координацию двигательных и вегетативных актов.
Физиологические резервы, по мнению автора, включаются не все сразу, а поочередно. Первая очередь резервов реализуется при работе до 30% от абсолютных возможностей организма и включает переход от состояния покоя к повседневной деятельности. Механизм этого процесса — условные и безусловные рефлексы. Вторая очередь включения осуществляется при напряженной деятельности, нередко в экстремальных условиях при работе от 30% до 65% от максимальных возможностей (тренировки, соревнования). При этом включение резервов происходит благодаря нейрогумораль-ным влияниям, а также волевым усилиям и эмоциям. Резервы третьей очереди включаются обычно в борьбе за жизнь, часто после потери сознания, в агонии. Включение резервов этой очереди обеспечивается, по-видимому, безусловнорефлекторным путем и обратной гуморальной связью.
Во время соревнований или работы в экстремальных условиях диапазон физиологических резервов снижается, поэтому основная задача состоит в его повышении. Оно может достигаться закаливанием организма, общей и специально направленной физической тренировкой, использованием фармакологических средств и адаптогенов. При этом тренировки восстанавливают и закрепляют физиологические резервы организма, ведут к их расширению. Еще в 1890 г. И. П. Павлов указывал, что израсходованные ресурсы организма восстанавливаются не только до исходного уровня, но и с некоторым избытком (феномен избыточной компенсации). Биологический смысл этого феномена огромен. Повторные нагрузки, приводящие к суперкомпенсации, обеспечивают повышение рабочих возможностей организма. В этом и состоит главный эффект систематических тренировок. Под влиянием тренирующих воздействий спортсмен в процессе восстановления становится сильнее, быстрее и выносливее, т. е. в конечном итоге расширяются его физиологичес-киерезервы.
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ОРГАНИЗМЕ ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ
Физические нагрузки вызывают перестройки различных функций организма, особенности и степень которых зависят от мощности и характера двигательной деятельности.
ИЗМЕНЕНИЯ ФУНКЦИЙ РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНОВ И СИСТЕМ ОРГАНИЗМА
В центральной нервной системе происходит повышение лабильности и возбудимости многих проекционных и ассоциативных нейронов. Во время работы «нейроны… Еще перед началом работы в коре больших полушарий происходит предварительное… В спинном мозгу за 60 мс перед началом двигательного акта повышается возбудимость мотонейронов, что отражается в…ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СДВИГИ
ПРИ НАГРУЗКАХ ПОСТОЯННОЙ МОЩНОСТИ
Функциональные изменения в организме спортсмена зависят от характера физической нагрузки. Если работа совершается с относительно постоянной мощностью (что характерно для циклических упражнений, выполняемых на средних, длинных и сверхдлинных дистанциях), то степень функциональных сдвигов зависит от уровня ее мощности. Чем больше мощность работы, тем больше потребление
Рис. 24. Изменения частоты сердечных сокращений (ЧСС),
Систолического (СОК) и минутного объемов крови (МОК)
При различной работе
Особенно следует отметить прямо пропорциональную зависимость между мощностью работы и ЧСС, которая у взрослых тренированных лиц наблюдается в… 110 до 150-160 уд • мин(рис. 24). Эта закономерность позволяет контролировать…ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СДВИГИ ПРИ НАГРУЗКАХ ПЕРЕМЕННОЙ МОЩНОСТИ
Работа переменной мощности особенно характерна для спортивных игр и единоборств, она наблюдается и при стандартных ациклических упражнениях — в гимнастике, акробатике, фигурном катании и др., а также при рывках, спуртах, финишировании в циклических упражнениях.
Рис. 25. Частоты сердечных сокращений при работе постоянной
Мощности (А) — бег на 10 км и при работе переменной мощности —
Игра в футбол (Б) и волейбол (В)
Каждое изменение мощности работы требует нового сдвига активности различных органов и систем организма спортсмена.
При этом быстрые изменения в деятельности ЦНС и двигательного аппарата, не могут сопровождаться столь же быстрыми перестройками вегетативного обеспечения работы. На этот переходный процесс затрачивается некоторое время, так называемое время задержки. В это время ткани организма испытывают недостаточность кислородного снабжения и возникает кислородный долг. Чем больше спортсмен адаптирован к работе переменной мощности, тем меньше
у него время задержки, т. е. быстрее возникают сдвиги в дыхании, кровообращении, энерготратах и накапливается меньший кислородный долг. Вегетативные системы у адаптированных спортсменов становятся более лабильными — они легче повышают функциональную активность при повышении мощности работы и быстрее успевают восстанавливаться при каждом ее снижении, даже в процессе работы (рис. 25). Важно при этом, что восстановление по ходу работы не доводит функциональные показатели до уровня покоя,а сохраняетих на некотором оптимальном уровне. Например, ЧСС в процессе игры в баскетбол колеблется в диапазоне
от 130 до 180уд • мин. У фехтовальщиков в ходе тренировочных индивидуальных уроков или соревновательных поединков каждая отдельная микропауза позволяет несколько снять высокий уровень нервно-эмоциональной напряженности и немного восстановить функции дыхания и кровообращения, но при этом сохраняется необходимый рабочий уровень их показателей и не удлиняется время реакции.
Для тестирования адаптации спортсменов к работе переменной мощности используют физические нагрузки (степт-тест, велоэрго-метрический тест), в которых в случайном порядке или с определенной закономерностью варьируют мощность работы и при этом регистрируют ЧСС (или другие физиологические показатели). Расчет корреляции ЧСС и мощности нагрузки позволяет судить о приспособленности организма конкретного спортсмена к данной работе.
ПРИКЛАДНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СПОРТСМЕНОВ
• Скорость перестройки деятельности отдельных органов и систем организма от уровня покоя на оптимальный рабочий уровень и скорость обратного… • Длительность удержания рабочих сдвигов различных функций на оптимальном… • Величина функционшьных сдвигов при одинаковой работе, по которой можно оценивать уровень подготовленности…ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
СОСТОЯНИЙ ОРГАНИЗМА ПРИ СПОРТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
зависит скорость наступления и глубина развития утомления, что далее обусловливает особенности процессов восстановления. В зависимости от…РОЛЬ ЭМОЦИЙ ПРИ СПОРТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В регуляции функциональных состояний, которые являются базой двигательной деятельности человека, принимают участие различные психологические, нервные и гуморальные механизмы:
потребности, основные источники активности;
мотивы, побуждающие к удовлетворению этих потребностей;
эмоции, подкрепляющие деятельность;
речевая регуляция (самоорганизация и самомобилизация);
гормональные влияния — выделение гормонов гипофиза, надпочечников и др.
ЗНАЧЕНИЕ ЭМОЦИЙ
• физическое напряжение, связанное с осуществлением нагрузочной мышечной работы; • эмоционально-психическое напряжение, вызываемое экстремальными… К последним относятся 3 фактора:ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ ЭМОЦИЙ
Они возникают при недостаточном удовлетворении потребностей, при расхождении необходимой и реальной информации. В возникновении эмоций участвуют некоторые отделы коры больших полушарий и… Эмоциональные реакции включают двигательные, вегетативные и эндокринные проявления: изменения дыхания, частоты…Рис. 26. Изменение различных показателей текущей работоспособности
при работе на велоэргометре до отказа с обычной (I)
и повышенной (II) мотивацией у велосипедиста-перворазрядника
По оси абсцисс — время работы, с.
По оси ординат: частота сердечных сокращений (ЧСС), уд/мин; амплитуда (А)
ЭМГ икроножной мышцы, мВ; длительность активности (Т) в ЭМГ икроножной
мышцы, с; отчет испытуемого о самочувствии: стрелка с кружком — «Хорошо!»,
с квадратом — «Устал!», с треугольником — «Очень устал!»; частота дыхания
(ЧД), 1/мин; стадии работоспособности: ОС (светлые прямоугольники) —
оптимальное (устойчивое) состояние, КУ (косая штриховка) — компенсированное утомление, ДУ (черные столбики) — декомпенсированное
утомление.
В формировании эмоций и эмоциональных стрессов участвует особый юіасс биологических регуляторов — нейропептиды (энкефалины, эндорфины, опиатные пептиды). Они представляют собой осколки белковых молекул — короткие аминокислотные цепочки. Нейропептиды распределены широко и неравномерно в различных отделах головного и спинного мозга. Действуя в области контактов между нейронами, они способны усиливать или угнетать их функции, обеспечивая обезболивающий эффект, улучшая память и формирование двигательных навыков, изменяя сон и температуру тела, снимая тяжелые состояния при алкоголизме — абстиненции. Их концентрация в нервной системе уменьшается при ограничениях двигательной активности и увеличивается при эмоциональных
реакциях, стрессах. Обнаружено, в частности, что у спортсменов в
соревновательных условиях концентрация нейропептидов в 5-6 раз превышает их обычное содержание у нетренированных лиц.
ПРЕДСТАРТОВЫЕ СОСТОЯНИЯ
Предстартовые состояния возникают задолго до выступления, за несколько дней и недель до ответственных стартов. Возникает мысленная настройка на соревнование, повышенная мотивация, растет двигательная активность во время сна, повышается обмен веществ, увеличивается мышечная сила, в крови повышается содержание гормонов, эритроцитов и гемоглобина.
Эти проявления усиливаются за несколько часов до старта и еще более за несколько минут перед началом работы, когда возникает собственно стартовое состояние.
ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПРЕДСТАРТОВЫХ СОСТОЯНИЙ
В мозгу человека перед выполнением какого-либо произвол ьно-го действия появляются определенные сдвиги. Возникает замысел и план предстоящего… Различают предстартовые изменения двух видов — неспецифические… К числу неспецифических изменений относят 3 формы предстартовых состояний: боевую готовность, предстартовую лихорадку…РЕГУЛЯЦИЯ ПРЕДСТАРТОВЫХ СОСТОЯНИЙ
На формы проявления предстартовых реакций оказывает влияние тип нервной системы: у спортсменов с сильными уравновешенными нервными процессами —… Умение тренера провести необходимую беседу, переключить спортсмена на другой…РАЗМИНКА И ВРАБАТЫВАНИЕ
В подготовке организма к предстоя щей работе очень велика роль разминки, так как здесь к условнорефлекторному механизму предстартовых состояний подключаются безусловнорефлекторные реакции, вызванные работой мышц.
РАЗМИНКА
Общая разминка неспецифична. Она направлена на повышение функционального состояния организма и создание оптимального возбуждения центральных и… Специальная часть разминки обеспечивает специфическую подготовку к предстоящей… работу.ВРАБАТЫВАНИЕ
Период врабатывания отсчитывают от начала работы до появления устойчивого состояния. Во время врабатывания осуществляются 2 процесса: • переход организма на рабочий уровень; • сонастройка различных функций.УСТОЙЧИВОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЯХ
При длительной циклической работе относительно постоя иной мощности (в зонах большой и умеренной мощности, частично субмаксимальной мощности) в организме спортсмена возникает устойчивое состояние (steady state), которое продолжается от момента завершения врабатывания до начала утомления.
ВИДЫ УСТОЙЧИВОГО СОСТОЯНИЯ
По характеру снабжения организма кислородом выделяют 2 вида устойчивого состояния.
• Кажущееся (или ложное) устойчивое состояние (при работе большой и субмаксимальной мощности), когда спортсмен достигает уровня максимального потребления кислорода, но это потребление не покрывает высокого кислородного запроса и образуется значительный кислородный долг.
• Истинное устойчивое состояние при работе умеренной мощности, когда потребление кислорода соответствует кислородному запросу, и кислородный долг почти не образуется.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ УСТОЙЧИВОГО СОСТОЯНИЯ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЯХ
• Мобилизация всех систем организма на высокий рабочий уровень (главным образом, кардиореспираторной системы и системы крови,… • Стабилизация множества показателей, влияющих на спортивные результаты —… • Согласование работы различных систем организма, которое сменяет их дискоординацию в период врабатывания — например,…ОСОБЫЕ СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ПРИ АЦИКЛИЧЕСКИХ, СТАТИЧЕСКИХ И УПРАЖНЕНИЯХ ПЕРЕМЕННОЙ МОЩНОСТИ
Различные виды стандартных ациклических упражнений, а также ситуационных упражнений характеризуются переменной мощностью работы, т. е. отсутствием классических форм устойчивого состояния.
ОСОБЫЕ СОСТОЯНИЯ ПРИ СТАНДАРТНЫХ АЦИКЛИЧЕСКИХ
И СТАТИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЯХ
Выполнение различных упражнений в гимнастике, прыжках в воду, тяжелой атлетике, метаниях, прыжках в длину, в высоту, с шестом, стрельбе и т. п. весьма кратковременны. В отличие от длительных циклических упражнений здесь невозможно достижение устойчивого состояния по потреблению кислорода и другим физиологическим показателям.
Однако повторная работа в этих видах спорта вызывает своеобразное проявление процесса врабатывания и последующей стабилизации функций. Каждое предыдущее выполнение упражнения служит разминкой для последующего и вызывает врабатывание организма с постепенным нарастанием функциональных сдвигов, вплоть до необходимого рабочего уровня с повышением КПД работы.
ОСОБЫЕ СОСТОЯНИЯ ПРИ СИТУАЦИОННЫХ УПРАЖНЕНИЯХ
Несмотря на постоянные изменения мощности, после прохождения врабатывания различные соматические и вегетативные показатели устанавливаются в… 130-180 уд.мин. Хотя на уровень 180 уд. минэтот показатель поднимается лишь в… 130 уд. минв моменты игровых пауз. Поддержание этого оптимального диапазона функциональных возможностей требует…ФИЗИЧЕСКАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СПОРТСМЕНА
Физическая работоспособность спортсмена является выражением жизнедеятельности человека, имеющим в своей основе движение, универсальность которого была блестяще охарактеризована еще И. М. Сеченовым. Она проявляется в различных формах мышечной деятельности и зависит от способности и готовности человека к физической работе.
В настоящее время физическая работоспособность наиболее широко исследуется в спортивной практике, представляя несомненный интерес для специалистов как медико-биологического, так и спортивно-педагогического направлений. Физическая работоспособность — одна из важнейших составляющих спортивного успеха. Это качество является также определяющим во многих видах производственной деятельности, необходимым в повседневной жизни, тренируемым и косвенно отражающим состояние физического развития и здоровья человека, его пригодность к занятиям физической культурой и спортом.
ПОНЯТИЕ О ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЮ
С учетом изложенного, В. П.ЗагрядскийиА. С. Егоров (1971) уже предлагают определять работоспособность как способность человека совершать конкретную… Развивая дальше эти представления и проводя многочисленные обследования… Адаптируя приведенное выше определение работоспособности к -практике спорта, следует указать, что прямые показатели у…ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ ТЕСТИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
Все тесты, о которых в дальнейшем пойдет речь, хорошо и подробно изложены в специальных пособиях В. Л. Карпмана с соавторами, 1988; И. А. Аулика,… рассматриваться, а будут изложены л ишь общие принципы тестирования и их… В тестах с максимальными мощностями физических нагрузок испытуем ый выполняет работу с прогрессивным увеличением ее…Схема оценки работоспособности
| Периоды работоспособности | Субъективное состояние | Клинико-физиологические показатели | Психофизиологические показатели | Профессиональная работоспособность | Функциональное состояние организма | Степень снижения работоспособности по интегральному критерию | |
| Враба-тывание | Улучшается | Улучшаются | Улучшаются | Улучшается | Нормальное состояние — утомление | До 16% | |
| Стабильная работоспособность | Хорошее | Устойчивость показателей | Устойчивость показателей | Сохраняется на стабильном уровне | |||
| Неустойчивая работоспособность | Ухудшается | Разнонаправленные сдвиги вегетативных функций. Ухудшение показателей функциональных проб | Разнонаправленные сдвиги показателей; некоторые константы не изменяются | Незначительное снижение | Переходное состояние — хроническое утомление | 16-19% | |
| Прогрессирующее снижение работоспособности | Постоянное ощущение усталости, не проходящее после дополнительного отдыха | Однонаправленное ухудшение всех показателей, величины которых могут выходить за пределы физиологических колебаний. При функциональных пробах — значительное снижение показателей, а также появление атипичных реакций | Однонаправленное ухудшение всех показателей. Признаки неврастенії ческих состояний | Выраженное снижение, появление грубых ошибок ч в работе | |||
показатели зависят не только от проделанной работы, ной от особенностей восстановительных процессов. К их числу относятся хорошо известные пробы С. П. Летунова, Гарвардский степ-тест, тест Мастера и др. Принципиальная особенность этих проб заключается в том, что между мощностью мышечной работы и длительностью ее выполнения имеется обратно пропорциональная зависимость, и с цельюопределения физической работоспособности для таких случаев построены специальные номограммы.
В практике физиологии труда, спорта и спортивной медицины наиболее широкое распространение получило тестирование физической работоспособности по ЧСС. Это объясняется в первую очередь тем, что ЧСС является легко регистрируемым физиологическим параметром. Не менее важно и то, что ЧСС линейно связана с мощностью внешней механической работы, с одной стороны, и количеством потребляемого при нагрузке кислорода, — с другой.
Анализ литературы, посвященной проблеме определения физической работоспособности по ЧСС, позволяетговоритьоследуюших подходах. Первый, наиболее простой, заключается в измерении ЧСС при выполнении физической работы какой-то определенной мощности
(например, 1000 кГммин). Идея тестирования физической работоспособности вданном случае состоит втом, что выраженность
учащения сердцебиения обратно пропорциональна физической подготовленности человека, т. е. чем чаще сердечный ритм при нагрузке такой мощности, тем ниже работоспособность человека, и наоборот.
Второй подход состоит в определении той мощности мышечной работы, которая необходимадля повышения ЧСС до определенного уровня. Такой подход является наиболее перспективным. Вместе с тем он технически более сложен и требует серьезного физиологического обоснования.
Сложности физиологического обоснования такого подхода кте-стированию физической работоспособности обусловлены несколькими моментами: возможными предпатологическими изменениями сердечно-сосудистой системы; различными типами кровообращения, при которых одинаковое кровоснабжение мышц может обеспечиваться различной величиной ЧСС; неодинаковой физиологической ценой учащения сердечной деятельности при физических нагрузках, определяемой так называемым законом исходных величин и т. д.
Среди спортсменов эти различия в значительной степени сглаживаются сходством возраста, хорошим здоровьем, тенденцией к брадикар-дии в покое, расширением функциональных резервов сердечно-сосудистой системы и возможностей их использования при физических нагрузках. Это обстоятельство, по-видимому, определило использование в современном спорте теста PWC
(PWC — это первые буквы английского термина «физическая работоспособность» — Physical Working Capacity), который ориентирован на достижение определенной ЧСС (170 сердечных сокращений в 1 минуту). Испытуемому предлагается выполнение на велоэргометре или в степ-тесте 2-хпятиминутных нагрузок умеренной мощности с интервалом 3 мин, после которых измеряют ЧСС. Расчетпоказателя PWCпроизводится по следующей формуле:
PWC=
+
-)
где: и
— мощность первой и второй нагрузки;
f
и f— ЧСС в конце первой и второй нагрузки.
В настоящее время считается общепринятым, что ЧСС равная 170 уд.мин, с физиологической точки зрения характеризует собой начало оптимальной рабочей зоны функционирования кардиореспи-раторной системы, ас методической — начало выраженной нелинейности на кривой зависимости ЧСС от мощности физической работы. Существенным физиологическим доводом в пользу выбора уровня ЧСС в данной пробе служит и тот факт, что при частоте пульса больше 170 уд.минрост минутного объема крови если и происходит, то уже сопровождается относительным снижением систолического объема крови.
Проба PWCрекомендована Всемирной организацией здравоохранения для оценки физической работоспособности человека. Перспективы использования этой пробы в спорте очень широки, так как принцип ее пригоден для определения как общей, таки специальной работоспособности спортсменов.
Другой широко распространенной пробой является разработанный в США Гарвардский степ-тест. Этот тест рассчитан на оценку работоспособности у здоровых молодых людей, так как от исследуемых лиц требуется значительное напряжение. Гарвардский тест заключается в подъемах на ступеньку высотой 50 см для мужчин и 40 см для женщин в течение 5 минут в темпе 30 подъемов в 1 мин (2 шага в 1 с). После окончания работы в течение 30 с второй минуты восстановления подсчитывают количество ударов пульса и вычисляют индекс Гарвардского степ-теста (ИГСТ) по формуле:
ИГСТ=
Более точно можно расчитать ИГСТ, если пульс 3 раза – в первые 30 секунд 2-й, 3-й и 4-й минут восстановления. В этом случае ИГСТ вычисляют по формуле :
ИГСТ=
где: t — время восхождения на ступеньку (с),
f,f,
— число пульсовых ударов за 30 с 2-й, 3-й и 4-й мин восстановления.
Оценку работоспособности проводятпотаблице 7.
Одним из распространенных и точных методов является определение физической работоспособности по величине максимального потребления кислорода (МПК). Этот метод высоко оценивает Международная биологическая программа, которая рекомендует для оценки физической работоспособности использовать информацию о величине аэробной производительности.
Таблица 7
Оценка физической работоспособности по индексу
Как известно, величина потребляемого мышцами кислорода эквивалентна производимой ими работе. Следовательно, потребление организмом кислорода… МПК характеризует собой то предельное количество кислорода, которое может… Аэробная возможность (аэробная мощность) человека определяется прежде всего максимальной для него скоростью…СВЯЗЬ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ С НАПРАВЛЕННОСТЬЮ ТРЕНИРОВОЧНОГО ПРОЦЕССА В СПОРТЕ
широко вошло в практику спортивной физиологии и медицины. В связи с этим повысилась актуальность вопроса о диагностическом и прогностическом… К настоящему времени имеется достаточное количество исследований этого… Анаибольшие относительные величины наблюдаются у спортсменов, тренирующих качество выносливости. Для борцов и боксеров…РЕЗЕРВЫ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
Общефизиологическое значение этой проблемы состоит в том, что на примере спортивной деятельности она раскрывает значение пластичности нервной… Наиболее важной характеристикой резервных возможностей организма является… функциональные возможности ЦНС, нервно-мышечного аппарата, кардио-респираторной системы, метаболические и…Функциональные резервы при физической работе различной мощности
При работе субмаксимальной мощностибиологически активные вещества нарушенного метаболизма в большом количестве поступают в кровь. Действуя на… Функциональными резервами при работе субмаксимальной мощности являются… При работе большой мощности физиологические резервы в общем те же, что и при субмаксимальной работе, но первостепенное…Предельные сдвиги в висцеральных системах при мышечной работе
основным лимитирующим звеном транспорта кислорода. Кроме того,… В таблице 10 показано, что сердечно-сосудистая система обладает мощным резервом перераспределения кровотока, и по его…Распределение кровотока в покое и при физических нагрузках различной интенсивности
В нашу задачу не входил анализ биохимических основ физической работоспособности спортсменов. Этой проблеме посвящены многие работы биохимиков… Второй аспект — это регулирующая роль метаболитов, образующихся при мышечной… Все перечисленное выше функциональные резервы физической работоспособности должны рассматриваться не изолированно, а…ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УТОМЛЕНИЯ СПОРТСМЕНОВ
Теоретическое и практическое значение проблемы утомления определяется тем, что ее закономерности являются физиологической основой работоспособности человека и научной организации труда. Это прежде всего предполагает приведение условий труда человека в соответствие с его психофизиологическими возможностями.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ УТОМЛЕНИЯ
К настоящему времени имеется около 100 определений понятия утомления и ряд теорий его происхождения. Обилие формулировок само по себе указывает на… Таким образом, главным и объективным признаком утомления человека является… Состояние утомления имеет свою динамику — усиливается во время работы и уменьшается в процессе отдыха (активного,…ФАКТОРЫ УТОМЛЕНИЯ И СОСТОЯНИЕ
ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА
Наряду с основным фактором (рабочей нагрузкой), ведущим к утомлению, существует ряд дополнительных или способствующих факторов. Эти факторы сами по… • факторы внешней среды (температура, влажность, газовый состав,… • факторы, связанные с нарушением режимов труда и отдыха;ОСОБЕННОСТИ УТОМЛЕНИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
При выполнении циклической работы максимальной мощности основной причиной снижения работоспособности и развития утомления является уменьшение… При циклической работе субмаксимальной мощности ведущими причинами утомления… Циклическая работа большой мощности приводит к развитию утомления вследствие дискоординации моторных и вегетативных…ПРЕДУТОМЛЕНИЕ, ХРОНИЧЕСКОЕ УТОМЛЕНИЕ И ПЕРЕУТОМЛЕНИЕ
Рис. 27. Изменения минутного объема дыхания (МОД), частоты дыхания (ЧД) и глубины дыхания (ГД) в процессе бега
По абсциссе: время, мин, цифры сверху — температура тела; по ординате: слева — МОД, л/мин, и ЧД, вд./мин, справа — ГД, л.
возникающие изменения носят профилактический характер, они направлены на предупреждение или задержку развития утомления и свидетельствуют о совершенстве регуляции различных органов и систем.
Таки м образом, развитие скрытого утомления обусловлено изменениями координации двигательных и вегетативных функций без снижения эффективности работы. В физиологическом механизме возникновения этой стадии утомления важная роль принадлежит условным рефлексам и развитию экстраполяции. Благодаря им хорошо тренированный человек значительно лучше использует функциональные резервы организма для смены форм координации двигательных и вегетативных функций с целью предотвращения или отсрочки развития утомления.
Иногда скрытую стадию утомления называют еще компенсированной, а при существенно выраженных признаках утомления — декомпенсированной формой (Моногаров В.Д., 1986). Такая классификация утомления, на наш взгляд, является неудачной как по форме, так и по содержанию. Утомление — это нормальная реакция организма наработу. Компенсация и особенно декомпенсация функций — это совокупность реакций организма на патологические процессы, на повреждения в органах и системах. Соединение нормального функционального состояния организма с патологическими его проявлениями некорректно и теряет всякий физиологический смысл как в теоретическом плане, так и особенно при разработке практических мероприятий по предупреждению развития утомления. Поэтому наиболее целесообразно выделять просто утомление (без каких-либо определений) как нормальное функциональное состояние организма во время работы, признаки которого полностью исчезают после обычного (регламентированного) отдыха. При длительной или интенсивной работе, нарушении режимов труда и отдыха симптомы утомления кумулируются и оно может переходить в хроническое утомление и переутомление (СолодковА.С, 1978).
Хроническое утомление — это пограничное функциональное состояние организма, которое характеризуется сохранением к началу очередного трудового цикла субъективных и объективных признаков утомления от предыдущей работы, для ликвидации которых необходим дополнительный отдых. Хроническое утомление возникает во время длительной работы при нарушении режимов труда и отдыха. Основными субъективными признаками его являются ощущение усталости перед началом работы, быстрая утомляемость, раздражительность, неустойчивое настроение; объективно при этом отмечается выраженное изменение функций организма, значительное снижение спортивных результатов и появление ошибочных действий.
При хроническом утомлении необходимый уровень спортивной
работоспособности может поддерживаться лишь кратковременно за счет повышения биологической цены и быстрого расходования функциональных резервов организма. Для ликвидации неблагоприятных изменений функций организма и сохранения спортивной работоспособности необходимо устранить нарушения режимов тренировок и отдыхай предоставить спортсменам дополнительный отдых. При несоблюдении этих мероприятий хроническое утомление может перейти в переутомление.
Переутомление — это патологическое состояние организма, которое характеризуется постоянным ощущением усталости, вялостью, нарушением сна и аппетита, болями в области сердца и других частяхтела. Для ликвидации этих симптомов дополнительного отдыха недостаточно, атребуется специальное лечение. Наряду с перечисленными, объективными признаками переутомления являются резкие изменения функций организма, часть которых выходит за пределы нормальных колебаний, потливость, одышка, снижение массы тела, расстройства внимания и памяти, атипичные реакции на функциональные пробы, которые часто не доводятся до
конца.
Главным объективным критерием переутомления является резкое снижение спортивных результатов и появление грубых ошибок при
выполнении специальных физическихупражнений. Спортсмены с признаками переутомления должны быть отстранены от тренировок и соревнований и подвергнуты медицинской коррекции.
Осуществленная в последние годы физиологами труда (Сапов И. А., Солодков А. С, Щеголев В. С, 1986) количественная оценка работоспособности различных специалистов позволилаустановить, что снижение прямых и косвенных ее показателей до 15% по сравнению с исходными свидетельствует о развитии в организме явлений утомления, 16-19% — говорит о наличии хронического утомления, а снижение на 20% и более указывает на возникновение переутомления.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
Восстановительные процессы — важнейшее звено работоспособности спортсмена. Способность к восстановлению при мышечной деятельности является естественным свойством организма, существенно определяющим его тренируемость. Поэтому скорость и характер восстановления различных функций после физических нагрузок являются одним из критериев оценки функциональной подготовленности спортсменов.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
При характеристике восстановительных процессов следует исхо-дитьизучения И. П. Павлова о том, что процессы истощения и восстановления в организме… После окончания физических нагрузок в организме человека некоторое время…ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
М ожно полагать, что в дан ном случае дело обстоит несколько иначе. Прежде всего следует иметь в виду, что в целостном организме, особенно во время… Нервный механизм регуляции, как более быстрый, прежде всего направляет и… Более медленный гуморальный механизм регуляции обеспечивает прежде всего восстановление водно-солевого обмена, запасов…ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
следующему: их неравномерности, гетерохронности, фазовому характеру восстановления работоспособности, избирательности восстановления и ее… 1.Неравномерность восстановительных процессов впервые была установлена А.… восстановления.Рис. 28. Значение восстановительных
Процессов в изменении
Работоспособности
работы, горизонтальная линия — исходный уровень работоспособности. I — поддерживание исходнойФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
восстановительных процессов является уровень общей и специальной работоспособности. Все восстановительные физиологические мероприятия могут быть разделены на… группы проводятся с целью профилактики неблагоприятных функциональных изменений, сохранения и повышения…Раздел II
ЧАСТНАЯ СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
К разделу частной спортивной физиологии, как уже указывал ось выше, относятся физиологическая классификация физических упражнений, характеристика двигательных качеств и навыков и особенности функционального состояния и работоспособности лиц разного возраста и пола в особых условиях внешней среды. Важной физиологической особенностью этого раздела является также, рассмотрение механизмов и закономерностей функционирования организма при специфической профессиональной деятельности спортсменов с учетом их тренированности и генетической обусловленности.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ
И ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ
Физические упражнения — это двигательная деятельность, с помощью которой решаются задачи физического воспитания — образовательная, воспитательная и оздоровительная.
Физические упражнения чрезвычайно многообразны. Для их классификации невозможно применить один единственный критерий. Этим объясняется наличие различных систем физиологической классификации по разным критериям, положенным в их основу.
РАЗЛИЧНЫЕ КРИТЕРИИ
КЛАССИФИКАЦИИ УПРАЖНЕНИЙ
В связи с многообразием физических упражнений, различными их формами и физиологическими механизмами в основу классификации положены различные критерии. Среди них различают следующие основные критерии.
• Энергетические критерии — классифицирующие упражнения по преобладающим источникам энергии (аэробные и анаэробные) и по уровню энерготрат (единичным — ккал в I с) и суммарные, навею выполненную работу).
• Биомеханические — выделяющие по структуре движений уп -ражнения циклические, ациклические и смешанные.
• Критерии ведущего физического качества — упражнения силовые, скоростные, скоростно-силовые, упражнения на выносливость, координационные или сложно-технические.
• Критерии предельного времени работы — подразделяющие уп -ражнения по зонам относительной мощности.
Предлагали также классифицировать упражнения по отношению мощности энерготрат к основному обмену (Seliger V., 1972); учитывали взаимодействие со спортивным снарядом и человека с человеком (Фомин В. С, 1985); классифицировали виды спорта по соотношению интенсивности статической и динамической работы и степени опасности для здоровья (Mitchellat all., 1985). Выделяли также 2 группы спортивных упражнений: 1) связанные с предельными физическими нагрузками и развитием физических качеств и 2) технические, требующие специальных психофизиологических качеств — автомотоспорт, санный, парусный, парашютный, конный спорт, дельтапла-неризмидр. (КоцЯ.М. 1986). Существует также ряд педагогических классификаций упражнений, которые здесь не рассматриваются.
Классификация по энергетическим критериям рассматривает подразделение спортивных упражнений по преобладающему источнику энергии: анаэробные алактатные (осуществляемые за счет энергии фосфагенной системы — АТФ и КрФ), анаэробные лактат-ные (за счет энергии гликолиза — распада углеводов с образованием молочной кислоты) и аэробные (за счет энергии окисления углеводов и жиров). Соотношение аэробных и анаэробных источников энергии зависит от длительности работы (табл. 11).
Таблица 11
Соотношение анаэробных и аэробных источников энергии (%)
При различной длительности физических упражнений
(по: P. Astrandetal., 1970; И. В. Аулик, 1979)
| Путь энерго-продукции | Продолжительность работы | |||||||
| 10 с | 1 мин | 2 мин | 4 мин | 10 мин | 30 мин | 1 час | 2 часа | |
| Анаэробный Аэробный | 85 15 | 70 30 | 50 50 | 30 70 | 10 90 |
При классификации по уровню энерготрат выделяют упражнения по величине суммарных и единичных затрат энергии. С увеличением длины дистанции суммарные энерготраты растут, а единичные снижаются.
СОВРЕМЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ
ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ
Общепринятой в настоящее время считается классификация физических упражнений, предложенная В. С. Фарфелем (1970). В этой системе в силу многообразия и разнохарактерности физических упражнений
применены различные критерии классификации (см. схему классификации).
Схема физиологической классификации упражнений в спорте
(по В. С. Фарфелю, 1970)
ПОЗЫ
• Лежание
• Сидение
• Стояние
• Опора на руки
ДВИЖЕНИЯ
I. Стереотипные (стандартные) движения
Качественного значения (с оценкой в баллах)
Количественного значения (с оценкой в килограммах, метрах, секундах)
Циклические
По зонам мощности:
• Максимальной
• Субмаксимальной
• Большой
• Умеренной
Ациклические
• Собственно-силовые
• Скоростно-силовые
• Прицельные
II. Ситуационные (нестандартные) движения
• Единоборства • КроссыФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СПОРТИВНЫХ ПОЗ
И СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Поза— это закрепление частей скелета в определенном положении. При этом обеспечивается поддержание заданного угла или необходимого напряжения… При сохранении позы скелетные мышцы осуществляют две формы механической… Основные позы, которые сопровождают спортивную деятельность, — это лежание (плавание, стрельба), сидение (гребля,…Рис. 29. Кровоснабжение мыши, предплечья и голени при статической работе
(по: Тхоревскии В.И., 1978)
В настоящее время обнаружено, что артериальное давление в мышцахпри статической работе может достигать 400-500 мм рт.ст., так как это необходимо для преодоления периферического сопротивления кровотоку. Однако даже прекращение кровотока заметно не снижает работу мышц, так как в них имеются запасы кислорода и анаэробных источников энергии, а сама работа кратковременна.
Изменения вегетативных функций демонстрируют так называемый феномен статических усилий (или феномен Л индгарта- Верещагина): в момент выполнения работы уменьшаются ЖЕЛ, глубина и минутный объем дыхания, падает ЧСС и потребление кислорода, а после окончания работы наблюдается резкое повышение этих показателей. Этот эффект больше выражену новичков, но по мере адаптации спортсменов к статической работе он проявляется гораздо меньше.
При статической работе содержание кислорода в альвеолах легких зависит от принятой позы: из-за ухудшения легочного кровотока и неравномерности вентиляции различных долей легких оно составляет в позе стояния — 14.9%, сидения— 14.4%, лежания— 14.1%.
При значительных усилиях наблюдается явление н а т у ж и в а н и я, которое представляет собой выдох при закрытой голосовой щели, в результате чего туловище получает хорошую механическую опору, а сила скелетных мышц увеличивается.
Напряжение скелетных мышц при позно-тонических реакциях и статических усилиях оказывает в результате повышенной проприо-цептивной импульсации регулирующее влияние на вегетативные процессы — м о т о р н о-в исцеральные рефлексы (Могендович М. Р., 1972). Это, в частности, нарастание ЧСС (мо-торно-кардиальныерефлексы) и угнетение работы почек — уменьшение диуреза (моторно-ренальные рефлексы). Так, при положении вниз головой ЧСС составляет — 50, при лежании — 60, сидении — 70, стоянии — 75 уд мин, а количество мочи, образовавшейся за 1.5 часа, в позе лежания — 177 мл, а в позе стояния— 136 мл.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТАНДАРТНЫХ ЦИКЛИЧЕСКИХ И АЦИКЛИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ
3.4.1. СТАНДАРТНЫЕ ЦИКЛИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ Стандартные циклические упражнения отличаются повторением одних и тех же… т.д.). По предельной длительности работы они подразделяются на 4зоны относительной мощности — максимальную,…Рис. 30. Кислородный запрос, потребление кислорода и кислородный долг при легкой аэробной (слева) и тяжелой анаэробной работе (справа)
ного удовлетворения потребления кислорода во время работы не происходит, т, е. устанавливается кажущееся устойчивое состояние. ЧСС сохраняется достаточно постоянно на оптимальном рабочем уровне – 180 уд мин. Единичные энерготраты — невысоки (0.5-0.4 ккал с), но суммарные энерготраты достигают 750-900 ккал.
Ведущее значение в зоне большой мощности имеют функции
кардиореспираторной системы, а также системы терморегуляции и желез внутренней секреци и.
Работа умеренной мощности продолжается от 30-40 мин до нескольких часов. Сюда входят сверхдлинные беговые дистанции—20, 30 км, марафон 42195 м, шоссейные велогонки— 100 км и более, лыжные гонки— 15, 30,50 км и более, спортивная ходьба на дистанциях от 10 до 50 км, гребля на байдарках и каноэ — 10000 м, сверхдлинные заплывы и пр.
Энергообеспечение осуществляется почти исключительно аэробным путем, причем по мере расходования глюкозы происходит переход на окисление жиров. Единичные энерготраты — незначительны (до 0.3 ккалс), зато суммарные энерготраты огромны — до 2-3 тыс. ккал и более. Потребление кислорода в этой зоне мощности составляет около 70-80% МП К и практически покрывает кислородный запрос во времяработы, так что кислородный долг к концу дистанции составляет менее 4 л, а концентрация лактата почти не превышает нормы (около 1-2 мМоль л). Сдвиги показателей дыхания и кровообращения ниже максимальных. ЧСС держится на уровне 160-180 удмин. Несмотря на переключение окислительных процессов на утилизацию жиров (происходящую, например, у марафонцев после пробегания начальных 30 км пути), на дистанции продолжается расход углеводов. Это приводит куменьшению почти в 2 раза содержания в крови глюкозы — явлению гипогликемии. Это резко нарушает функции ЦНС, координацию движений, ориентацию в пространстве, а в тяжелых случаях вызывает потерю сознания. К тому же длительная монотонная работа приводит также к запредельному торможениюь ЦНС, называемому еще охранительным торможением, так как оно снижая темп движения или прекращая работу, предохраняет организм спортсмена, в первую очередь нервные клетки, от разрушения и гибели.
Ведущее значение в зоне умеренной мощности имеют большие запасы углеводов, предотвращающие гипогликемию, и функциональная устойчивость ЦНС к монотонии, противостоящая развитию запредельно го торможен ия.
СТАНДАРТНЫЕ АЦИКЛИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ
эти акты разнообразны (1—2—3—4 и т. д.). Их подразделяют на движения качественного значения, оцениваемые в баллах — гимнастика, акробатика,… • Собственно-силовые, характерные, например, для тяжелой атлетики, где сила… ).ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
НЕСТАНДАРТНЫХ ДВИЖЕНИЙ
• переменная мощность работы (от максимальной до умеренной или полной остановки спортсмена), сопряженная с постоянньми изменениями структуры… • изменчивость ситуации, сочетаемая с дефицитом времени.ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ФИЗИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ
характеризуется определенными качественными параметрами. Вчисле основных физических качеств различают мышечную силу, быстроту, выносливость,… Развитие физических качеств в разной мере зависит от врожденных особенностей.… Для проявления физических качеств характерна их меньшая осознаваемость по сравнению с двигательными навыками, большая…ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ, МЕХАНИЗМЫ
И РЕЗЕРВЫ РАЗВИТИЯ СИЛЫ
Сила является одним из ведущих физических качеств спортсмена. Она необходима при выполнении многих спортивных упражнений, особенно в стандартных ациклических видах спорта (тяжелой атлетике, спортивной гимнастике, акробатике и др.).
ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ МЫШЕЧНОЙ СИЛЫ
Абсолютная сила— это отношение мышечной силы к физиологическому поперечнику мышцы (площади поперечного разреза всех мышечных волокон). Она… 1 см(Н/смили кг/см). В спортивной практике измеряют динамометром силу мышцы… Относительная сила— это отношение мышечной силы к ее анатомическому поперечнику (толщине мышцы в целом, которая…ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ СИЛЫ
1) внутримышечные факторы, 2) особенности нервной регуляции и 3) психофизиологические механизмы.ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РЕЗЕРВЫ СИЛЫ
В условиях электрического раздражения мышцы или под гипнозом можно выявить максимальную мышечную силу, которая окажется больше той силы, которую… д е ф и ц и т о м м ы ш е ч н о й с и л ы. Этавеличинауменьшаетсявходе силовой… морфофунк-циональных возможностей мышечных волокон и механизмов их произвольной регуляции.ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ, МЕХАНИЗМЫ И РЕЗЕРВЫ РАЗВИТИЯ БЫСТРОТЫ
Значительная часть спортивных упражнений не только требует максимально возможного развития скорости движений, но и происходит в условиях дефицита времени. Достижение успеха в подобных упражнениях возможно лишь при хорошем развитии физического качества быстроты.
ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ БЫСТРОТЫ
В естественных условиях спортивной деятельности быстрота проявляется обычно в комплексных формах, включающих скорость двигательных действий и… К элементарным формам проявления быстроты относятся следующие. • Общая скорость однократных движений (или время одиночных действий) — например, прыжков, метаний.ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ БЫСТРОТЫ
• Лабильность — скорость протекания возбуждения в нервных и мышечных клетках. • Подвижность нервных процессов — скорость смены в коре больших полушарий… • Соотношение быстрых и медленных мышечных волокон в скелетных мышцах.ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЗЕРВЫ РАЗВИТИЯ БЫСТРОТЫ
В процессе спортивной тренировки рост быстроты обусловлен следующими механизмами. • Увеличение лабильности нервных и мышечных клеток, ускоряющих проведение… • Ростлабшьности и подвижности нервных процессов, увеличивающих скорость переработки информации в мозгу.ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ, МЕХАНИЗМЫ И РЕЗЕРВЫ РАЗВИТИЯ ВЫНОСЛИВОСТИ
Выносливостью называют способность наиболее длительно или в заданных границах времени выполнять специализированную работу без снижения ее эффективности. Ее определяют также как способность преодолевать развивающееся утомление или снижение
работоспособности человека.
ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ ВЫНОСЛИВОСТИ
Различают 2 формы проявления выносливости — общую и специальную.
Общая выносливость характеризует способность длительно выполнять любую циклическую работу умеренной мощности с участием больших мышечных групп, а специальная выносливость проявляется в различных конкретных видах двигательной деятельности.
Физиологической основой общей выносливости является высокий уровень аэробных возможностей человека — способность выполнять работу за счет энергии окислительных реакций.
Аэробные возможности зависят от:
• аэробной мощности, которая определяется абсолютной и относительной величиной максимального потребления кислорода (МПК);
• аэробной емкости — суммарной величины потребления кислорода на всю работу.
Специальная выносливость определяется теми требованиями, которые предъявляются конкретными физическими нагрузками организму спортсмена.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ ВЫНОСЛИВОСТИ
Развитие общей выносливости прежде всего обеспечивается разносторонними перестройками в дыхательной системе. Повышение эффективности… • увеличением (на 10-20 %) легочных объемов и емкостей (ЖЕЛ достигает 6-8 л и более),Рис. 31. Сердце нетренированного (а) и тренированного (б) человека
этом адаптивный эффект обеспечивается:
1) снижением вязкости крови и соответствующим облегчением кровотока и 2) большим венозным возвратом крови, стимулирующим более сильные сокращения сердца,
• увеличение общего количества эритроцитов и гемоглобина (следует заметить, что при росте объема плазмы показател и их относительной концентрации в крови снижаются),
• уменьшение содержания лактата (молочной кислоты) в крови при работе, связанное, во-первых, с преобладанием в мышцах выносливых людей медленных волокон, использующих лак-тат как источник энергии, и во-вторых, обусловленное увеличением емкости буферных систем крови, в частности, ее щелочных резервов. При этом лактатный порог анаэробного обмена (ПАНО) также нарастает, как и вентиляционный ПАНО.
Несмотря на указанные адаптивные перестройки функций, в организме стайера происходят значительные нарушения постоянства внутренней среды (перегревание и переохлаждение, падение содержания глюкозы в крови и т. п.). Способность спортсмена переносить весьма длительные нагрузки обеспечивается его способностью «терпеть» такие изменения.
В скелетных мышцах у спортсменов, специализирующихся в работе на выносливость, преобладают медленные мышечные волокна (до 80-90 %). Рабочая гипертрофия протекает по саркоплазматическому типу, т.е. за счет роста объема саркоплазмы. В ней накапливаются запасы гликогена, липидов, миоглобина, становится богаче капиллярная сеть, увеличивается число и размеры митохондрий. Мышечные волокна при длительной работе включаются посменно, восстанавливая свои ресурсы в моменты отдыха.
В центральной нервной системе работа на выносливость сопровождается формированием стабильных рабочих доминант, которые обладают высокой помехоустойчивостью, отдаляя развитие запредельного торможения в условиях монотонной работы. Особой способностью к длительным циклическим нагрузкам обладают спортсмены с сильной уравновешенной нервной системой и невысоким уровнем подвижности — флегматики.
Специальные формы выносливости характеризуются разными адаптивным перестройками организма в зависимости от специфики физической нагрузки.
Специальная выносливость в циклических видах спорта зависит от длины дистанции, которая определяет соотношение аэробного и анаэробного энергообеспечения.
В лыжных гонках на длинные дистанции соотношение аэробной и анаэробной работы порядка 95% и 5%; в академической гребле на 2 км, соответственно, 70% и 30%; в спринте — 5% и 95%. Это определяет разные требования к двигательному аппарату и вегетативным системам в организме спортсмена.
Специальная выносливость к статической работе базируется на высокой способности нервных центров и работающих мышц поддерживать непрерывную активность (без интервалов отдыха) в анаэробных условиях. Торможение вегетативных функций со стороны мощной моторной доминанты по мере адаптации спортсмена к нагрузке постепенно снижается, что облегчает дыхание и кровообращение. Статическая выносливость мышц шеи и туловища, содержащих больше медленных волокон, выше по сравнению с мышцами конечностей, более богатых быстрыми волокнами.
Силовая выносливость зависит от переносимости нервной системой и двигательным аппаратом многократных повторений натуживания, вызывающего прекращение кровотока в нагруженных мышцах и кислородное голодание мозга. Повышение резервов мышечного гликогена и кислородных запасов в миоглобине облегчает работу мышц. Однако почти полное и одновременное вовлечение в работу всех ДЕ лишает мышцы резервных ДЕ, что лимитирует длительность поддержания усилий.
Скоростная выносливость определяется устойчивостью нервных центров к высокому темпу активности. Она зависит от быстрого восстановления АТФ в анаэробных условиях за счет креатинфосфата и реакций гликолиза.
Выносливость в ситуационных видах спорта обусловлена устойчивостью центральной нервной системы и сенсорных систем к работе переменной мощности и характера — «рваному» режиму, вероятностным перестройкам ситуации, многоальтернативному выбору, сохранению координации при постоянном раздражении вестибулярного аппарата.
Выносливость к вращениям и ускорениям требует хорошей устойчивости вестибулярной сенсорной системы. Квалифицированные фигуристы, например, без отрицательных соматических и вегетативных реакций могут переносить до 300 вращений на кресле Барани. После многократных вращений вокруг вертикальной оси в висе (тест Вертикаль) у этих спортсменов практически отсутствует так называемое время поиска стабильной позы после опускания на опору. Активные вращения при выполнении специальных упражнений в большей мере способствуют повышению вестибулярной устойчивости, чем пассивные вращения на тренажерах.
Выносливость к гипоксии, характерная, например, для альпинистов, связана с понижением тканевой чувствительности нервных центров, сердечной и скелетных мышц к недостатку кислорода. Это свойство в значительной мере является врожденным. Лишь несколько спортсменов-альпинистов во всем мире смогли подняться на высоту более 8 тыс. м (Эверест) без кислородного прибора.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЗЕРВЫ ВЫНОСЛИВОСТИ
• мощность механизмов обеспечения гомеостаза — адекватная деятельность сердечно-сосудистой системы, повышение кислородной емкости крови и емкости… • тонкая и стабильная нервно-гуморальная регуляция механизмов поддержания… Развитие выносливости связано с увеличением диапазона физиологических резервов и большими возможностями их…ПОНЯТИЕ О ЛОВКОСТИ И ГИБКОСТИ; МЕХАНИЗМЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ РАЗВИТИЯ
Ловкостью считают: • способность создавать новые двигательные акты и двигательные навыки; • быстро переключаться с одного движения на другое при изменении ситуации;ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ
В процессе жизнедеятельности человека формируются различные двигательные умения и навыки, составляющие основу его поведения.
ДВИГАТЕЛЬНЫЕ УМЕНИЯ, НАВЫКИ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ
Основу технического мастерства спортсменов составляют двигательные умения и навыки, формирующиеся в процессе тренировки и существенно влияющие на спортивный результат. Считают, что эффективность спортивной техники за счет навыка повышается в циклических видах спорта на 10-25%, а в ациклических — еще более.
ДВИГАТЕЛЬНЫЕ УМЕНИЯ И НАВЫКИ
Двигательные умения — способность на моторном уровне справляться с новыми задачами поведения. Спортсмену необходимо умение мгновенно оценивать возникшую ситуацию, быстро и эффективно перерабатывать поступающую информацию, выбирать в условиях дефицита времени адекватную реакцию и формировать наиболее результативные действия. Эти способности в наибольшей мере проявляются в спортивных играх и единоборствах, которые относят к ситуационным видам спорта. В тех же случаях, когда отрабатываются одни и те же движения, которые в неизменном порядке повторяются на тренировках и во время соревнований (особенно в стандартных или стереотипных видах спорта), умения спортсменов закрепляются в виде специальных навыков.
Двигательные навыки— это освоенные и упроченные действия, которые могут осуществляться безучастия сознания (автоматически) и обеспечивают оптимальное решение двигательной задачи.
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Основные методы исследования двигательных навыков можно разделить на 2 группы:
1)описывающие внешнюю структуру движений и
2) внутреннюю их структуру.
К первым относятся методы кино-, фото-, видео-, телесъемки движений, тензометрия, динамометрия, гониометрия, циклография и пр. Ко вторым — электрофизиологические методы: электроэнцефалография, электромиография, запись Н — рефлексов и активности двигательных единиц. Комплексная оценка целостной структуры навыков осуществляется при одновременной регистрации биомеханических и физиологических показателей.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ
В понимание физиологических механизмов двигательных навыков особый вклад внесли отечественные физиологи — И. П. Павлов, В. М. Бехтерев, А. А. Ухтомский, П. К. Анохин, Н. А.Бернштейн, А. Н. Крестовников, Н. В. Зимкин, В. С. Фарфельидр.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА, ДОМИНАНТА, ДВИГАТЕЛЬНЫЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ СТЕРЕОТИП
Комплекс нейронов, обеспечивающих эти процессы, располагается на различных этажах нервной системы, становясь доминантой, т. е. господствующим… Порядок возбуждения в доминирующих нервных центрах закрепляется в виде…СТАБИЛЬНОСТЬ И ВАРИАТИВНОСТЬ КОМПОНЕНТОВ ДВИГАТЕЛЬНОГО НАВЫКА
Уже Н. А. Бернштейн отмечал, что даже достаточно простые навы-ковые действия не являются полностью стереотипными. При многократных повторениях они… учитывать не только внешние изменения ситуации, но и сократительные… Сохранение основных черт двигательного навыка в условияхСтабильность и вариативность включения различных мышц у квалифицированного тяжелоатлета при многократных рывках штанги
изменяющейся внешней среды и перестроек внутренней среды организма возможно лишь при варьировании «гибких» связей в системе управления движениями.… Навыки циклических движений более стабильны по сравнению с ациклическими, так…ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ И СТАДИИ ФОРМИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ
Процесс обучения двигательному навыку начинается с определенного побуждения кдействию, которое задается подкорковыми и корковыми мотивационными зонами. У человека это, главным образом, стремление к удовлетворению определенной социальной потребности (любовь к данному виду спорта, желание им заниматься, преуспеть в упражнении и пр.). Оптимальный уровень мотиваций и эмоций способствует успешному усвоению двигательной задачи и ее решению.
ЗАМЫСЕЛ И ОБЩИЙ ПЛАН ДЕЙСТВИЯ
эталон требуемого действия, «модель потребного будущего» (БернштейнН.А., 1966). Эту функцию П. К. Анохин назвал «опережающее отражение… Особое значение имеют в этом процессе восприятие и переработка зрительной…СТАДИИ ФОРМИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ
При этом отмечаются 3 стадии формирования двигательного навыка: 1)стадия генерализации (иррадиациивозбуждения), 2) стадия концентрации и,Появление сходства корковых функциональных систем при мысленном и реальном выполнении бега у спринтера 1 разряда
Примечание: 1—8 — номера корковых зон,Рис. 32. Перестройка и специфика корковых функциональных систем на различных этапах выработки двигательных навыков
а — мастера спорта, б — спортсмены-разрядники.
На схемах — вид головы сверху. 1— иррадиация (б) и концентрация (а)
медленных потенциалов в темпе движения («меченых ритмов») у бегунов
во время бега; 2—5 — высокие межцентральные взаимосвязи потенциалов:
2— бегуны, бег; 3 — фехтовальщики, уколы с выпадом; 4 — биатлонисты,
стрельба; 5 — тяжелоатлеты, толчок штанги.
дорожке или на коньках, устанавливается сходство (пространственная синхронизация) потенциалов передне-лобной (программирующей) области с моторными центрами ног, а у гимнастов при представлении и выполнении стойки на кистях — с моторными центрами рук. При стрельбе, бросках мяча в баскетбольное кольцо возникает сходство активности зрительных, нижнетеменных зон (ответственных за пространственную ориентацию движений) и моторных зон коры, что обеспечивает точность глазо-двигательных реакций. В процессе фехтования к этим зонам подключаются передне-лобные области, связанные с вероятностной оценкой текущей и будущей ситуации.
В создании моторных программ принимают участие многие нейроны коры, мозжечка, таламуса, подкорковых ядер и ствола мозга. Обширное вовлечение множества мозговых элементов необходимо для поиска наиболее нужных из них. Этот процесс обеспечивается широкой иррадиацией возбуждения по различным зонам мозга и сопровождается обобщенным характером периферических реакций — их генерализацией. В силу этого первая стадия начинающихся попыток выполнить задуманное движение называется стадией генерализации. Она характеризуется напряжением большого числа активированных скелетных мышц, их продолжительным сокращением, одновременным
вовлечением в движения мышц-антагонистов, отсутствием интервалов в
ЭМГ во время расслабления мышц (рис. 33). Все это нарушает коорди нацию движений, делает их закреп ощенн ыми, при вод ит к значительным энерготратам и, соответственно, излишне выраженным вегетативным реакциям. На этой стадии наблюдаются особенное учащение дыхания и сердцебиения, подъем артериального давления, резкие изменение состава крови, заметное повышение температуры тела и потоотделения. Однако нет достаточной согласован ности этих сдвигов между собой и их соответствия мощности и характеру работы.
Массированный поток афферентных импульсов от проприоре-цепторов многих мышц затрудняет отделение основных рабочих мышечных групп от посторонних. Анализ «темного» мышечного чувства еще более осложняется обильным притоком интероцептивных сигналов — в первую очередь, от рецепторов дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Требуются многократные повторения разучиваемого упражнения для постепенного совершенствования моторной программы и приближения ее к заданному эталону.
На второй стадии формирования двигательного навыка происходит концентрация возбуждения в необходимых для его осуществления корковых зонах. В посторонних же зонах коры активность подавляется одним из видов условного внутреннего торможения — дифференцировочным торможением. В коре и подкорковых структурах создается мозаика из возбужденных и заторможенных нейронных объединений, что обеспечивает координированное выполнение двигательного акта. Включаются лишь необходимые мышечные группы и только в нужные моменты движения, что можно видеть на записях ЭМГ. В результате рабочие энерготраты снижаются.
Навык на этой стадии уже сформирован, но он еще очень непрочен и нарушается при любых новых раздражениях (выступление на незнакомом поле, появление сильного соперника и т. д.). Эти воздействия разрушают неокрепшую еще рабочую доминанту,
Рис. 33. Характеристика деятельности мышц при формировании двигательного навыка
Электромиограмма трехглавой мышцы плеча при неосвоенных
(А) и освоенных (Б) циклических движениях
едва установившиеся межцентральные взаимосвязи в мозгу вновь приводят к иррадиации возбуждения и потере координации.
На третьей стадии в результате многократного повторения навыка в разнообразных условиях помехоустойчивость рабочей доминанты повышается. Появляется стабильность и надежность навыка, снижается сознательный контроль за его элементами, т. е. возникает автоматизация навыка. Прочность рабочей доминанты поддерживается четкой сонастройкой ее нейронов на общий ритм корковой активности. Такое явление было названо А. А. Ухтомским усвоением ритма. При циклической работе ритм корковой активности соответствует темпу выполняемого движения: в ЭЭГпоявляются потенциалы, соответствующие этому темпу «меченые ритмы» ЭЭГ — рис. 34 (Сологуб Е.Б., 1965). Внешние раздражения на этой стадии лишь подкрепляют рабочую доминанту, не разрушая ее. Большая же часть посторонних афферентных потоков не пропускается в спинной и головной мозг: специальные команды из вышележащих центров вызывают пресинаптическое торможение импульсов от периферических рецепторов, препятствуя их доступу в спинной мозги вышележащие центры. Этим обеспечивается защита
Рис. 34. Медленные потенциалы в темпе движения —
«меченые ритмы» ЭЭГ
Радиотелеметрическая регистрация активности моторной области ноги
левого полушария у спортсмена-спринтера при пробегании 50-метровых
отрезков. Цифры справа — порядковые номера пробегов
сформированных программ от случайных влияний и повышается надежность навыков.
Процесс автоматизации не означает выключения коркового контроля за выполнением движения. В коре работающего человека отмечается появление связанных с движением потенциалов, специфические формы межцентральных взаимосвязей активности. Однако в этой системе центров по мере автоматизации снижается участие лобных ассоциативных отделов коры, что, по-видимому, и отражает снижение его осознаваемости.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ
В процессе тренировки происходит постоянное сличение созданной модели навыка и реальных результатов его выполнения (Бернш-тейнН.А., 1966; Анохин П. К., 1975). По мере роста спортивного мастерства совершенствуется сама модель требуемого действия, уточняются моторные команды, а также улучшается анализ сенсорной информации о движении.
ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ
В системе обратных связей разл ичают «внутренний контур» регуляции движений, передающий информацию от двигательного аппарата и внутренних органов… использовать зрительные ориентиры и звуковые сигналы для облегчения процесса…ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Особенно ценной для обучаемого является срочная информация, поступающая непосредственно в периоде выполнения упражнения или при повторных попытках… Для усиления мышечных ощущений при освоении сложных упражнений используют… Особое значение в процессе моторного научения имеет речевая регуляция движений (словесные указания педагога,…НАДЕЖНОСТЬ И НАРУШЕНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ
При действии различных сбивающих факторов, сопровождающих соревновательную деятельность спортсмена (внешних помех, эмоционального стресса, резких… Снижение функционального состояния организма спортсмена при заболеваниях,…ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗВИТИЯ ТРЕНИРОВАННОСТИ
Спортивная тренировка представляет собой специализированный педагогический процесс, направленный на повышение общей физической подготовленности и специальной работоспособности.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТРЕНИРОВКИ И СОСТОЯНИЯ ТРЕНИРОВАННОСТИ
Спортивная тренировка, с физиологической точки зрения, представляет собой многолетний процесс адаптации организма человека ктребованиям, которые ему предъявляет избранный вид спорта.
Как во всяком педагогическом процессе, в ходе тренировки соблюдаются общие педагогические принципы—активности, сознательности, наглядности, систематичности, последовательности, доступности и прочности. Вместе с тем, имеются специфические принципы тренировки—единство общей и специальной физической подготовки, непрерывность и цикличность тренировочного процесса, постепенное и максимальное повышение тренировочных нагрузок. Эти принципы обусловлены закономерностями развития физических качеств и формирования двигательных навыков у человека, особенностями функциональных перестроек в организме, изменением диапазона функциональных резервов спортсмена.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ТРЕНИРОВКИ
Цикличность тренировочного процесса связана с тем, что выход на наиболее высокий уровень специальной работоспособности осуществляется постепенно на… (не более 4-5 мес). После чего необходим определенный отдых, переключение на другую деятельность, снижение нагрузки,…ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОСТОЯНИЯ ТРЕНИРОВАННОСТИ
Его характеризуют 1) повышение функциональных возможностей организма и 2) увеличение экономичности его работы.ТЕСТИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ СПОРТСМЕНОВ В ПОКОЕ
Особенности морфологических, функциональных и психофизиологических показателей организма человека в состоянии покоя характеризуют степень его функциональной подготовленности к определенной физической нагрузке.
ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ В СПОРТЕ
спортивных возможностей, в которую входят функциональная и психологическая подготовленность, морфологические особенности, возраст и спортивный стаж.… Для оценки индивидуальных особенностей адаптации'организма к работе необходимо… • Оперативный или текущий контроль, отражающий ежедневные реакции организма спортсмена на выполняемые физические…ПОКАЗАТЕЛИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ В ПОКОЕ
Двигательный аппарат квалифицированных спортсменов отличается большей толщиной и прочностью костей, выраженной рабочей гипертрофией мышц, их… синапсов и увеличение их числа. Спортсмены имеют высокие показатели… Обмен веществ спортсменов характеризуется увеличением запасов белков и углеводов, снижением уровня основного обмена…ТЕСТИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ СПОРТСМЕНОВ ПРИ СТАНДАРТНЫХ И ПРЕДЕЛЬНЫХ НАГРУЗКАХ
О функциональной подготовленности спортсменов судят как по показателям в состоянии покоя, так и по изменениям различных функций организма при работе. Для тестирования используют стандартные и предельные нагрузки, причем стандартные нагрузки под-бираюттакие, которые доступны всем обследуемым лицам независимо от возраста и уровня тренированности. Предельные же нагрузки должны соответствовать индивидуальным возможностям человека.
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РЕАКЦИЙ ОРГАНИЗМА СПОРТСМЕНОВ НА СТАНДАРТНЫЕ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ НАГРУЗКИ
нетренированныхлиц при стандартных и предельных нагрузках имеют принципиальные различия. В случае стандартных нагрузок регламентируется мощность и длительность работы.… В этой ситуации лучше подготовленный человек, работая более экономно за счет совершенной координации движений, имеет…ТЕСТИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ ПРИ СТАНДАРТНОЙ РАБОТЕ
При стандартной работе тренированный организм отличают от нетренированного следующие особенности: • более быстроесрабатывание, • меньший уровень рабочих сдвигов различных функций,Рис. 35. Схема физиологических реакций на стандартную нагрузку у тренированных (сплошная линия) и нетренированных (прерывистая линия)
Индекса Гарвардского степ-теста (ИГСТ), который оценивается по скорости восстановления ЧСС после нагрузки. Величина показателя PWC
y лиц, не занимающихся спортом, в среднем составляет 1060, у спортсменов скоростно-силовых видов спорта — 1255, а у спортсменов, работающих на выносливость— 1500кгм мини более.
При выполнении стандартных нагрузок работоспособность спортсменов оценивается прямыми показателями — по величине и мощности выполненной работы и косвенными показателями— по величине функциональных сдвигов в организме. У тренированных спортсменов, обладающих более широким диапазоном функциональных резервов, отмечается значительное увеличение функциональных показателей, которое не может быть достигнуто нетренированными лицами.
Деятельность центральной нервной системы тренированных спортсменов характеризуется высокой скоростью восприятия и переработки информации, хорошей помехоустойчивостью, большей способностью к мобилизации функциональных резервов организма. У них велика возможность произвольного преодоления утомления, противостояния эмоциональным стрессам. Этому способствуют, с одной стороны, сформированные в мозгу мощные рабочие доминанты, а с другой — большое количество нейропепти-дов и гормонов (например, суточный выброс адреналина в соревновательном периоде у тренированных спортсменов может в 150 раз превышать показатели людей, не занимающихся спортом).
Энерготраты оченьвысоки: единичные — при работемакси-мальной мощности до 4 ккал • си суммарные при работе умеренной мощности — до 2-3 тыс. ккал и более.
Величины МПК, характеризующие аэробные возможности, достигают у выдающихся спортсменов (лыжников, пловцов, гребцов и др.)
6 и даже 7 л • миндля абсолютного МПК и 85-90 мл • кг• мин для относительного МПК. Такие величины МПК позволяют спортсмену развивать значительную мощность передвижений и показывать высокие спортивные результаты. Огромны и величины суммарного потребления кислорода на всю дистанцию. Важным показателем тренированности является способность спортсменов-стайеров продолжать работу при резком снижении содержания глюкозы в крови.
Высококвалифицированные спортсмены, работающие в зоне субмаксимальной мощности, отличаются оченьвысокими показателями анаэробных возможностей. Величины их кислородного долга достигают
20-22 л, что отражает переносимость высоких концентраций лакта-та в крови и глубоких сдвигов рН крови — до 7,0 и даже 6,9. Такие изменения характерны для работы с высоким кислородным запросом, который не удовлетворяется во время работы, несмотря на предельные изменения функций вегетативных систем. Величины минутного объема дыхания при этом порядка 180 л • мин, а минутного объема крови — 40 л • минСистолический объем крови достигает 200 мл.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРЕТРЕНИРОВАННОСТИ И ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ
Отклонения от рационального режима тренировочных занятий, несоблюдение величин нагрузки и длительности отдыха ведут к развитию состояний перетренированности и перенапряжения.
ПЕРЕТРЕНИРОВАННОСТЬ
Перетренированность — это патологическое состояние организма спортсмена, вызванное прогрессирующим развитием переутомления вследствие… Это состояние характеризуется стойкими нарушениями двигательных и… неустойчивость психоэмоционального состояния, которое отражается в большом числе жалоб (до 80% случаев), повышенной…ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ
гомеостаза. Оно вызывается несоответствием между потребностями организма в энергоресурсах при физической нагрузке и функциональными возможностями… При развитии перенапряжения нарушается баланс ионов натрия и калия, что… Выделяют острое и хроническое перенапряжение.СПОРТИВНАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ
Спортивная деятельность может осуществляться в самых различных условиях внешней среды. При этом спортсмены нередко подвергаются воздействию ряда экстремальных факторов, что приводит к ухудшению их функционального состояния, снижению общей и специальной работоспособности.
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА НА СПОРТИВНУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
Интенсивные и продолжительные физические нагрузки даже в комфортных условиях внешней среды существенно (в 15-20 раз) увеличивают теплопродукцию в работающих мышцах по сравнению с показателями основного обмена. Образовавшееся тепло передается в кровь, переносится по организму, повышая его температуру до 39-40° С и выше (рабочая гипертермия).
ВЛИЯНИЕ ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ
В комфортных условиях те плопотери осуществляются следующим образом: • 15% — засчеттеплопроведения и конвекции; • 55% — путем лучеиспускания;ВЛИЯНИЕ ПОНИЖЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
Повышается потребность в жирах. Калорийность питания должнаувеличиваться на 5% при каждом снижении среднемесячной температуры воздуха на 10°С. При… В организме уменьшаются запасы углеводов и увеличиваются запасы липидов.…СПОРТИВНАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕННОГО БАРОМЕТРИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ
ВЛИЯНИЕ ПОНИЖЕННОГО БАРОМЕТРИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ
Основные тренировки, аиногда и соревнования проводятся на высотах 2500-3000 м, т. е. в среднегорье. Первые дни нахождения человека в среднегорье сопровождаются снижением аэробных возможностей, увеличением энерготрат на…ВЛИЯНИЕ ПОВЫШЕННОГО БАРОМЕТРИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ
Исследования влияния повышенного барометрического давления на организм человека сопряжены с методическими трудностями, которые определяются тем,… При анализе реакций организма на действие комплекса перечисленных факторов… опосредованно, преимущественно за счет компенсаторных реакций.СПОРТИВНАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ПРИ СМЕНЕ ПОЯСНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ
Среди биологических ритмов человека центральное место занимают околосуточные, или циркадные (циркадианные) ритмы, период которых колеблется около… В настоящее время известно около 60 разных физиологических функций организма,… Возможность нарушения суточных биологических ритмов обусловлена двумя факторами:ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ОРГАНИЗМЕ ПРИ ПЛАВАНИИ
механическими факторами, связанными с движением в плотной водной среде, горизонтальным положением тела и большой теплоемкостью воды. Плотность воды примерно в 775 раз больше плотности воздуха, а отсюда… Гипогравитация в соответствии с законом Архимеда приводит к тому, что масса тела человека в воде не превышает 1 -1.5…ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СПОРТИВНОЙ ТРЕНИРОВКИ ЖЕНЩИН
Роль женщин в производственной сфере, спорте и общественной жизни непрерывно возрастает, от укрепления их здоровья зависит развитие будущего поколения. Это делает необходимым всестороннее научное обоснование физического воспитания и спортивной тренировки женщин.
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЖЕНСКОГО ОРГАНИЗМА
Особенности строения и функционирования женского организма определяют его отличия в умственной и физической работоспособности. В общебиологическом аспекте женщины по сравнению с мужчинами характеризуются лучшей приспособляемостью к изменениям внешней среды (температурные сдвиги, голод, кровопотери, некоторые болезни), меньшей детской смертностью и большей продолжительностью жизни.
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ И СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ
В то же время цифровая память и скорость переработки информации у женщин ниже, чем у мужчин. Они медленнее решают тактические задачи, больше… обучаемости женщин обусловливают достижение ими значительных успехов. Женщинам… Высокая чувствительность кожных рецепторов, двигательной и вестибулярной сенсорных систем, тонкие дифференцировки…ДВИГАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ И РАЗВИТИЕ ФИЗИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ
общее положение центра масс, что способствует лучшему сохранению равновесия, например, в гребле, упражнениях на бревне и т. п. Вместестем, большая… Для женского организма характерны специфические особенности проявления и… Абсолютная мышечная сила у женщин меньше, чему мужчин, так как у них тоньше мышечные волокна и меньше мышечная масса…ЭНЕРГОТРАТЫ, АЭРОБНЫЕ И АНАЭРОБНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ
Рабочие энерготраты зависят от характера нагрузки. При сходстве биомеханических условий движений (работа на велоэргометре или на тредбане) и… 6-7%, при беге — на 10 %. При этом и общие энерготраты у женщин значительно… В среднем, ежедневное потребление энергии у высококвалифицированных спортсменов составляет 3500 ккал, у спортсменок…ВЕГЕТАТИВНЫЕ ФУНКЦИИ
Дыхание женщин характеризуется меньшими величинами объемов и емкостей легких, более высокими частотными показателями. Жизненная емкость легких у… В процессе индивидуального развития уже с 7-8 летудевочек начинается переход… 11 лет. Максимальные значения достигаются в 15лет, апосле 35лет начинается их снижение.ИЗМЕНЕНИЯ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА В ПРОЦЕССЕ ТРЕНИРОВОК
Регулярные занятия физическими упражнениями вызывают значительные перестройки всех функций организма. При выборе средств и методов повышения общей и специальной работоспособности в различных видах спорта и массовых формах физической культуры необходим учет особенностей организма женщин. При этом основное внимание должно уделяться сохранению их здоровья и детородной функции.
ИЗМЕНЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ
ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЖЕНСКОГО ОРГАНИЗМА В ПРОЦЕССЕ
СПОРТИВНОЙ ТРЕНИРОВКИ
Особое внимание должно уделяться подростковому периоду, когда физические упражнения должны сочетаться со сложной перестройкой всех функций… при нагрузке; артериовенозная разность и коэффициент использования кислорода… Грамотное использование физических нагрузок приводит к повышению функциональных возможностей организма девочек и…ВЛИЯНИЕ БОЛЬШИХ НАГРУЗОК НА ОРГАНИЗМ СПОРТСМЕНОК
Интенсивные тренировки с большим объемом нагрузок, начатые до начала периода полового созревания, могут задерживать срок наступления первых… Подобные изменения в основном встречаются у спортсменок,Рис. 36. Возрастные периоды первых менструаций у спортсменок
тренирующихся на выносливость. Нарушения менструального цикла зависят от чрезмерности нагрузок и не зависят от избранного вида спорта.
У женщин-стайеров наблюдаются значительные перестройки в организме: они опиичаются меньшей массой тела, уменьшением процента жировой ткани, подавлением активности гипоталамо-гипо-физарно-половой системы. В результате этого в крови снижается содержание гонадотропных и половых гормонов (фоллитропина, эстрогена и прогестерона). В 50% случаев у бегуний на длинные дистанции наблюдалось уменьшение максимального диаметра фолликулов (определенного ультразвуковым методом), чего не отмечалось у бегуний трусцой.
У женщин, занимающихся марафонским бегом, отмечали дефицит железа, возникающий в результате его больших потерь с потом и недостаточным возмещением с пищей. Это приводило к развитию железодефицитной анемии, недостаточному снабжению организма кислородом и падению спортивной работоспособности. Примерно у 1/3 женщин, тренирующихся на выносливость, фиксировали задержку наступления первых менструаци й, а после их наступления развитие их недостаточности (олигоменорреи) или прекращения (аме-норреи). У спортсменок с аменорреей зарегистрировано понижение плотности костной ткани, степени минерализации отростков поясничных позвонков, а как следствие остеопороза — частые переломы костей.
Причиной развития спортивной аменорреи считают снижение содержания в организме жира. При его показателях ниже определенного
уровня (16% массы тела) нарушается продукция женских половых гормонов эстрогенов, связанная с жировой тканью, отчего тормозится выделение нейрогормонов гипоталамуса. Их отсутствие нарушает контроль гипофизом функций яичников и приводит к отсутствию овуляции.
Явления эти обратимы. После снижения физических нагрузок протекание ОМЦ через2-3 месяца нормализуется. Для профилактики описанных явлений рекомендуется, помимо снижения нагрузки, увеличение в рационе кальция и железа, введение эстрогенов, устранение физиологических и эмоциональных стрессов.
ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ЖЕНЩИН
На протяжении всего детородного периода женщины (отполово-го созревания в 12-13 лет до прекращения репродуктивной функции в 45-55 лет) функции ее организма подчиняются периодическим околомесячным колебаниям, специфичным только для женского организма.
СПЕЦИФИЧЕСКИЙ БИОЛОГИЧЕСКИЙ ЦИКЛ
Сам половой центр гипоталамуса находится под контролем вышележащих отделов головного мозга и вместе с ними реагирует на все внешние воздействия.… Продолжительность ОМЦ колеблется от 21 до 36 дней, в среднем (у 60% женщин) —… Весь циклможно подразделить на 5фаз:ИЗМЕНЕНИЕ СПОРТИВНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ В РАЗЛИЧНЫЕ ФАЗЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА
физическая работоспособность снижается, повышается функциональ-ная стоимость выполняемой работы, возникает состояние физиологического стресса. Уменьшение концентрации эритроцитов и гемоглобина в І фазе ОМЦ понижает… Накопление в крови эстрогена во II фазе нормализует функции организма, оказывает положительное влияние на…Рис. 37. Изменения различных показателей работоспособности женского организма в разные фазы овариально-менструального цикла и тренировочные циклы
(по данным разных авторов) Дезавт. — дезавтоматизация двигательных навыков; ЧСС,
О— рабочие изменении частоты сердцебиения и потребления кислорода;
Т °С — динамика ректальной температуры тела; Слиз. — набухание слизистой матки;
Коорд., Сила, Время, Ошиб. Точн. — показатели координации, мышечной силы,
времени реакции и ошибки точности движений;
Трен. — тренировочные микроциклы.
I, 2, 3 — обычные микроциклы, 4 — специальный микроцикл;
I-V- фазы ОМЦ.
Для повышения спортивного мастерства имеет значение общая продолжительность ОМЦ, характерная для конкретного организма. Оптимальной длительностью ОМЦсчитают 28дней, а неблагоприятной—36—42 дня и менее 21 дня.
ИНДИВИДУАЛИЗАЦИЯ ТРЕНИРОВОЧНОГО ПРОЦЕССА С УЧЕТОМ ФАЗ БИОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА
При построении тренировочных занятий необходимо учитывать особенности протекания специфического биологического цикла женского организма — овариально-менструального цикла.
ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОТЕКАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА У СПОРТСМЕНОК
Поданным итальянского Института спортивной медицины, снижение работоспособности во время менструаций среди высококвалифицированных спортсменок в… В эти фазы у бегуний на короткие дистанции снижается быстрота и сила, у… Исследование электрической активности мозга высококвалифицированных баскетболисток в различные фазы ОМЦ (Сологуб…УЧЕТ ФАЗ БИОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА ПРИ ПОСТРОЕНИИ ТРЕНИРОВОЧНОГО ПРОЦЕССА
При этом рекомендуется выделять специальный микроцикл, охватывающий 1-2 дня до менструаций и менструальный период. Втренировочный мезоцикл, следовательно, будут включены 2-4 нормальных… В период специального микроцикла рекомендуется снижать общий объем нагрузок, применять упражнения на гибкость, на…ФИЗИОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СПОРТИВНОГО ОТБОРА
Эффективность тренировочных воздействий существенно определяется адекватностью физических упражнений для данного человека, его врожденнымии приобретенными особенностями, что необходимо учитывать в процессе спортивного отбора.
ФИЗИ0Л0Г0-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ВОПРОСАМ СПОРТИВНОГО ОТБОРА
Среди мероприятий по физическому воспитанию населения весьма важная роль принадлежит процессам спортивного отбораи спортивной ориентации. Эти процессы имеют принципиальное различие. В процессе спортивной ориентации изучаются врожденные особенности человека и подбираются адекватные для него физические упражнения или вид спорта. В ходе спортивного отбора определяются модельные характеристики соревновательной деятельности ведущих спортсменов и специфические для данного вида спорта спортивно-важные качества, а затем производится поиск и подбор людей с соответствующими врожденными и развившимися в процессе жизнедеятельности морфофункциональными особенностями.
Наряду с педагогическими, психологическими и социологическими методами изучения индивидуальных особенностей человека при этом используются генетические и морфофункциональные методы, которые позволяют описать не только врожденные особенности, т. е. задатки человека, но и развитые в течение жизни комплексы его индивидуальных особенностей, определяющих его способности. Получаемые характеристики должны быть различными на разных этапах подготовки спортсмена, так как спортивный отбор представляет собой многоступенчатый процесс с изменяющимися требовани -ями к организму человека в ходе многолетней тренировки. При этом необходимо учитывать не только исходные показатели, но и многие другие параметры:
• динамику индивидуальных реакций организма спортсмена на предъявляемые нагрузки,
• возрастные периоды наибольшей эффективности тренирующих воздействий для развития разных физических качеств,
• индивидуальный тип адаптации к физическим упражнениям определенной направленности,
• скорость и мощность мобилизации функциональных резервов данного организма,
• выраженность и темпы проявления срочной и долговременной адаптации ко всему комплексу спортивной деятельности.
Неадекватный выбор спортивной специализации или стиля соревновательной деятельности, как показывают современные исследования , резко замедляет рост спортивного мастерства и ограничивает уровеньспортивныхдостижений, а также является факторомрискадля здоровья спортсмена.
За последние годы все больше и больше выявляется значение
наследственных влияний на многие показатели строения и функций организма человека, а также на степень развития разных его
физических качеств. Их учет в организации тренировочного процесса и спортивном отборе становится все более насущным.
Наследственность заключается в способности живых организмов передавать свои признаки следующим поколениям. В противоположность этому, изменчивость связана со способностью изменения наследственных задатков и их проявлений в процессе развития организмов.
Совокупность всех наследственных задатков называется генотипом, а совокупность всех признаков организма — фенотипом. Фенотип зависит от возможности врожденных задатков проявиться в определенных условиях жизни. Таким образом, основные черты организма определяются как унаследованными свойствами, таки влияниями различных факторов среды (питания, климато-географических и экологических условий, социальной среды, особенностей воспитания и пр.). Иными словами, фенотип есть генотип пііюс средовые влияния.
Изучение наследственности у человека характеризуется определенными ограничениями генетического анализа. У человека невозможно проведение направленного скрещивания, экспериментального получения мутаций, обеспечение строгого контроля за окружающим и условиями среды на протяжении роста и развития организма. Использование статистического подхода затрудняют малочисленность потомства, длительный период полового созревания, отсутствие сведений об отдаленных предках и их морфофункциональных особенностях. Огромное разнообразие наследственных признаков у человека и большое количество групп сцепления генов также являются препятствием для точного анализа генетических влияний.
К основным методам исследования генетики человека относят следующие:
• генеалогический (метод родословных), вкотором составляются и анализируются родословные для изучаемого человека, которого называют в данном случае пробандом;
• цитологический (изучение особенностей хромосом, ДНК);
• популяционный (анализ наследственности в изолированных группах населения);
• близнецовый, основанный на сравнении различных признаков у близнецов.
Одним из простых количественных показателей наследственности является коэффициентХольцингера (Н), который определяет генетическую долю в общем развитии организма. При Н= 1.0изучаемый показатель полностью зависит от генотипа, при Н > 0.7 доля генетических влияний очень высока (70% и более) и лишь
небольшая часть приходится на средовые воздействия. Чем меньше этот коэффициент, тем больше средовые влияния на признаки.
НАСЛЕДСТВЕННЫЕ ВЛИЯНИЯ НА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ФИЗИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА ЧЕЛОВЕКА
Изучение степени наследуемости различных морфофункцио-нальных показателей организма человека показало, что генетические влияния на них чрезвычайно многообразны. Они отличаются по срокам обнаружения, степени воздействия, стабильности проявления. Чем больше выражены наследственные влияния на признаки организма, тем болылийих учет должен быть при отборе.
НАСЛЕДУЕМОСТЬ МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ
Среди морфологических признаков наиболее значительны влияния наследственности на продольные размеры тела, меньшие — на объемные размеры, еще… Для функциональных показателей выявлена значительная генетическая… Многие психологические, психофизиологические, нейродинамичес-кие, сенсомоторные показатели, характеристики сенсорных…НАСЛЕДУЕМОСТЬ ПРОЯВЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ
Для различных элементарных проявлений качества быстроты — времени простых и сложныхдвигательныхреакций, максимального темпа движений, скорости… темпе, прыжков в длину с места и других скоростных и скоростно-силовых…Показатели влияния наследственности (Н) на физические качества человека
Проявления генетических влияний зависят от возраста. Они больше выражены в молодом возрасте (16-24 г.) по сравнению с более п ожил ы м… Наследственные влияния на морфофункциональные особенности и физические качества человека зависят от периодов…Рис. 38. Сенситивные периоды (возраст) развития физических качеств
Хотя имеются индивидуальные варианты сроков их наступления, все же можно, в среднем, выделить общие закономерности. Так, сенситивный период проявления различных показателей качества быстроты приходится на возраст 11-14лет и к 15-летнему возрасту достигается его максимальный уровень. Близкая к этому картина наблюдается в онтогенезе и для проявления качеств ловкости и гибкости.
Несколько позже отмечается сенситивный период качества силы. После сравнительно небольших темпов ежегодных приростов силы в дошкольном и младшем школьном возрасте наступает некоторое их замедление в возрасте 11-13 лет. Затем наступает сенситивный период развития мышечной силы в 14-17 лет, когда особенно значителен приростсилы в процессе спортивной тренировки. К возрасту 18-20 лет у юношей (на 1-2 года раньше у девушек) достигается максимальное проявление силы основных мышечных групп. Сенситивный период выносливости приходится примерно на 15-20лет, после чего наблюдается максимальное ее проявление и рекордные достижения на стайерских дистанциях в беге, плавании, гребле, лыжных гонках и других видах спорта, требующих выносливости (рис. 38).
УЧЕТ ФИЗИ0Л0Г0-ГЕНЕТИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА В СПОРТИВНОМ ОТБОРЕ
Знание степени наследственных влияний на морфофункцио-нальные особенности человека и его физические качества позволяет в ходе спортивного отбора опираться на те показатели, которые в наибольшей степени находятся под генетическим контролем, т. е. являются наиболее прогностичными и мало изменяемыми в ходе тренировки.
УЧЕТ СЕМЕЙНОЙ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ В СПОРТИВНОМ ОТБОРЕ
Еше в 1930-х годах было показано, что выраженную внутрисемейную наследуемость имеют показатели скорости выполнения теппинг-теста. Если оба родителя… Если оба родителя оказывались «медленными», то среди детей преобладали… Оказалось, что внутрисемейное сходство зависит от характера упражнений, особенностей популяции, порядка рождения…УЧЕТ ТРЕНИРУЕМОСТИ СПОРТСМЕНОВ
спортивная обучаемость спортсмена, т. е. его способность повышать функциональные и специальные спортивные возможности под влиянием систематической… • степенью прироста различных признаков организма в процессе многолетней… • скоростью этих сдвигов в организме.ЗНАЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИ АДЕКВАТНОГО И НЕАДЕКВАТНОГО
ВЫБОРА СПОРТИВНОЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ, СТИЛЯ СОРЕВНОВАТЕЛЬНОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И СЕНСОМОТОРНОГО ДОМИНИРОВАНИЯ
• адекватный для генетических задатков выбор спортивной специализации, стиля соревновательной деятельности, ведущей руки и ноги спортсмена; • многоступенчатый отбор на каждом этапе многолетней подготовки, с учетом…Рис. 40. Время достижения высокого уровня спортивного мастерства
(квалификации мастера спорта) у высокотренируемых
И низкотренируемых спортсменов
Неадекватный выбор вида спортивнойдеятельности сопровождается формированием нерациональной функциональной системы адаптации с большим числом… К сожалению, в практике довольно часто встречаются случаи неадекватного… Например, у фехтовальщиков часты случаи, когда вооруженная рука является неведущей, т. е. хуже управляемой (рис. 41).…Рис. 41. Адекватность выбора вооруженной руки у фехтовальщиков
выше показатели теппинг-теста и силы мышц, в предрабочей ЭЭГ более высокий уровень преднастройки (синхронизации корковой активности), а во время парного взаимодействия с соперником в ЭЭГ формируется более асимметричная система управления движениями, включающая нижнетеменные, зрительные и моторные области левого полушария (условно «система восприятия»), при обучении с электромиографической обратной связью менее выражен прирост способности к произвольному управлению мышечными усилиями.
У контратакующих боксеров — более симметричная система
взаимосвязанной активности в коре больших полушарий с ведущей ролью передне-лобных областей («система принятия решений»), более высокийкоэффициентинтеллектуальности всловесном тесте Г.Ай-зенка, при обучении с ЭМГ-обратной связью более успешно происходит совершенствование мышечного чувства и точности воспроизведения заданных усилий.
Аналогичные данные, полученные на спортсменах волейболистах, баскетболистах, футболистах и фехтовальщиках, позволяют отнести атакующих (нападающих) спортсменов к лицам с невербальным мышлением («художественному» типу, по И. П. Павлову), а контратакующих (защитников) — к лицам с вербальным мышлением («мыслительному» типу).
Как оказалось, в группах спортсменов атакующего или контратакующего стиля насчитывается примерно 2/3 спортсменов, адекватно выбравших стиль соревновательной деятельности, соответствующий их врожденным индивидуально-типологическим особенностям, и около 1/3 спортсменов с неадекватным выбором, которые, по-видимому, компенсируют этот выбор другими функциональными возможностями организма (табл. 15).
Таблица 15
Количество (%) высококвалифицированных боксеров атакующей
И контратакующей манеры ведения боя, выбравших адекватный
И неадекватный для врожденных индивидуально-типологических
Особенностей стиль соревновательной деятельности
Используемый стиль Адекватность выбора I разряд и кандидаты в мастера спорта Мастера спорта и мастера спорта … Однако неадекватный выбор стиля особенно значительно затрудняет рост… Дифференциация спортсменов по физиолого-генетическим особенностям создает основу для различного педагогического…ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ ДЛЯ ПОИСКА ВЫСОКО И БЫСТРО ТРЕНИРУЕМЫХ СПОРТСМЕНОВ
Современные методы спортивной генетики позволяют избежать многих ошибок в этом плане. В настоящее время достигнуты определенные успехи в поиске… Генетическим маркером называют легко определяемый, устойчивый признак… К основным их свойствам относят следующие:ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЗДОРОВИТЕЛЬНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ
Человек не может жить в отрыве от внешней среды. Организм человека, являясь открытой системой, тесно связан с ней — он получает из воздуха кислород для дыхания, пищу для энергообеспечения жизнедеятельности, различного рода информацию из социального окружения для своего развития. Многие влияния оказывают неблагоприятное воздействие, и человеку необходимо принимать специальные меры для поддержания своей работоспособности и здоровья.
РОЛЬ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОЙ ЖИЗНИ
Среди факторов, позволяющих поддерживать необходимый уровень здоровья и высокую работоспособность человека, одно из важнейших мест занимает физическая культура. При этом не требуется больших материальных затрат.
ВЛИЯНИЕ СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЙ ЖИЗНИ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
вызывать различные факторы неживой природы (абиотические), живой природы (биотические) и социальной сферы. Среди них следует учитывать физические факторы — колебания давления и… Устав Всемирной организации здравоохранения определяет понятие здоровья как «полное физическое, психическое и…Характеристика некоторых показателей сердечно-сосудистой системы у мужчин с разной степенью адаптации к окружающей среде
(средние данные)
| Возраст, лет | Показатели ЧСС, уд./мин АД, мм рт.ст. | Удовлетворит, адаптация | Напряжение | Неудовлетв. адаптация | Срыв адаптации |
| До 25 26-40 Старше 40 | ЧСС АД ЧСС АД ЧСС АД | 74.7 114.5/73.0 74.2 115.7/73.8 74.8 122/80 | 80.5 127.0/79.0 76.2 131.0/83.3 75.4 125.5/81.3 | - - 81.0 142.9/90.3 76.0 142.6/94.4 | - - 92.0 183.3/117.0 80.7 178.0/96.7 |
РОЛЬ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ СОВРЕМЕННОГО ЧЕЛОВЕКА
Нарастающее в современном мире ограничение подвижности противоречит самой биологической природе человека, нарушая функционирование различных… В этих условиях очевидна роль развития массовых форм физической культуры. Приобщение к физической культуре очень важно для женщин, от здоровья которых зависит качество потомства; для детей и…ГИПОКИНЕЗИЯ, ГИПОДИНАМИЯ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Снижение физических нагрузок в условиях современной жизни, с одной стороны, и недостаточное развитие массовых форм физической культуры среди населения, с другой стороны, приводят к ухудшению различных функций и появлению негативных состояний организма человека.
ПОНЯТИЯ ГИПОКИНЕЗИЯ И ГИПОДИНАМИЯ
Гипокинезия — это пониженная двигательная активность. Она может быть связана с физиологической незрелостью организма, с особыми условиями работы в… движенийшм акинезия, которая переносится организмом еще тяжелее. Существует и близкое понятие — гиподинамия. Это понижение мышечных усилий, когда движения осуществляются, но при…ВЛИЯНИЕ НЕДОСТАТОЧНОЙ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
В двигательном аппарате отмечаются некоторые дегенеративные явления,… При локомоциях усиливаются колебания общего центра масс, что резко снижает эффективность движений при ходьбе и…НЕРВНО-ПСИХИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, МОНОТОННОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Спортивная деятельность предъявляет к организму человека самые разнообразные требования — от работы в условиях дефицита времени на фоне непрерывно изменяющихся ситуаций, которая вызывает высокое нервно-психическое напряжение, до длительной монотонной работы, заметно снижающей тонус нервной системы.
НЕРВНО-ПСИХИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ
Огромный объем информации, который должен перерабатывать спортсмен в кратчайшие отрезки времени — часто в десятые и сотые доли секунды, высокая… — дистрессу. Стресс (англ. stress — напряжение) — это общая системная реакция организма человека на экстремальные раздражения.МОНОТОННОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Монотония — это состояние, вызываемое однообразием работы при большом количестве простых стереотипных движений. Такая работа вызывает у человека… Одним из механизмов возникновения состояния моното-н и и является привыкание.… Главным фактором сопротивляемости монотонии являются врожденные свойства нервной системы. Успешнее работают в этих…ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ ОЗДОРОВИТЕЛЬНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ
ОРГАНИЗМА
К основным средствам физического воспитания относят физические упражнения, естественные силы природы и гигиенические факторы. Физические упражнения — это двигательные действия человека, необходимые для решения задач физического воспитания. Главные их задачи — повышение работоспособности и оздоровление населения.
ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ ОЗДОРОВИТЕЛЬНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ
повышения и сохранения здоровья человека. Вместе стем, ими решаются в обществе и многие другие задачи — общеобразовательные, познавательные… Физические упражнения подразделяют на гимнастику, игры, туризм и спорт.… Основная гимнастика обеспечивает широкую общую физическую подготовку человека к различным видам двигательной…ВЛИЯНИЕ ОЗДОРОВИТЕЛЬНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ
НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ И НЕСПЕЦИФИЧЕСКУЮ
УСТОЙЧИВОСТЬ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА
1) специфический эффект, т. е. адаптация к данным физическим нагрузкам, 2) дополнительный, неспецифический эффект — повышение устойчивости к… Люди, систематически занимающиеся физическими упражнениями (не менее 6-8… (от 21 до 42 мл • кг• мин) смертность снижается примерно в 3 раза, а у женщин повышение МПК в 1,5 раза (от 21 до 32 мл…Часть III
ВОЗРАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
Возрастная физиология изучает особенности жизнедеятельности организма в различные периоды индивидуального развития или онтогенеза (греч.: онтос — особь, генезис — развитие). В понятие онтогенеза включают все стадии развития организма от момента оплодотворения яйцеклетки до конца жизни человека, выделяя пренаталь-ный этап (до рождения) и постнатальный (после рождения).
ОБЩИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА
ПЕРИОДИЗАЦИЯ И ГЕТЕРОХРОННОСТЬ РАЗВИТИЯ
1) рост — увеличение числа клеток (в костях, легких и других органах) или увеличение размеров клеток (в мышцах и нервной ткани), т. е.… 2) дифференцирование органов и тканей; 3) формообразование, т.е. качественные изменения. Эти процессы тесно взаимосвязаны. Например, ускоренный рост тела…Рис. 44. Пубератный скачок роста длины тела у девочек
(I) и мальчиков (Н)
Основными закономерностями возрастного развития являются периодизация и гетерохронность (греч.: гетерос — другой, хронос — время), т. е. неравномерность и разновременность роста и развития.
В ходе онтогенеза наблюдаются определенные периоды формирования отдельных функций и органов, ускорение и замедление их роста. Периоды ускорения развития различных функций не совпадают. Наиболее интенсивный рост длины тела происходит на протяжении 1 года жизни и в период полового созревания: в среднем, у девочек в 12-13 лет, у мальчиков в 14-15 лет. Речь формируется до 2-3 лет, а речевая регуляция движений с 4-5 лет. В возрасте 6-7 лет начинается смена молочных зубов на постоянные. Основные позы тела осваиваются до 1 года, а основной фонд движений закладывается до 3-х лет. В возрасте 6—12 лет достигается максимальное развитие иммунной ткани в организме. До 8 лет увеличивается длина шага, а с 8-9 лет нарастает темп ходьбы и бега. После 14 лет заметно нарастают масса тела и сердца.
Периодизация в развитии мозга проявляется в более раннем созревании первичных (проекционных) полей коры больших полушарий (до рождения и первые годы после рождения), затем — вторичных полей (зон опознания и осмысления информации) и в наиболее позднем созревании ассоциативных третичных полей (зон афферентного синтеза, прогнозирования и формирования программ поведения). Анатомически (по толщине и занимаемой территории) третичные поля к 7-8 годам созревают лишь на 80% от размеров взрослого мозга, а функциональное их развитие продолжается вплоть до 18-20 лет и более.
В связи с основными закономерностями возрастной периодизации строится программа обучения детей в школе, нормирование физических и умственных нагрузок, определение размеров мебели, обуви, одежды и пр. Закономерности роста и развития человека учитываются в законодательстве — возможность получить работу, вступить в брак, нести ответственность за проступки, получать пенсию и пр.
СЕНСИТИВНЫЕ ПЕРИОДЫ
Критические периоды переключают организм на новый уровень онтогенеза, создают морфофункциональную основу существования организма в… а сенситивные периоды приспосабливают функционирование организма к этим…Рис. 45. Возрастная динамика показателей в теппинг-тесте
(максимально частое движение кистью):1 — лица мужского пола, 2 — лица женского пола (по Бальсевич В.К., 2000)
Рис. 46. Возрастная динамика показателя высоты вертикального прыжка с места:
Яйца мужского пола, 2 — лица женского пола (по Бальсевич В. К., 2000)
волков, среди обезьян и др.) и пропустившие этот период, не могут, вернувшись в человеческое общество, адаптироваться к жизни в новых условиях, овладеть речью, необходимыми навыками и даже погибают вследствие этого, не достигнув взрослого состояния.
ВЛИЯНИЕ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМА
Определение степени наследственных влияний производится путем изучения родословных (генеалогическийметод), цитогенетическим методом (анализом… природу почти 4 тысяч заболеваний. Одним из таких примеров является гемофилия… Корреляция двигательных возможностей детей иродителей, изученная в английских колледжах для избранных семейств по…Показатели влияния наследственности (Н) на некоторые
Морфофункциональные признаки организма человека
В результате использования близнецового метода выявлено, что под выраженным генетическим контролем находятся размеры и состав тела, такие… Эти показатели меньше всего подвержены изменениям в процессе тренировки и,… Особенно значительны наследственные влияния на умственную работоспособность и на различные показатели электрической…АКСЕЛЕРАЦИЯ ЭПОХАЛЬНАЯ И ИНДИВИДУАЛЬНАЯ, БИОЛОГИЧЕСКИЙ И ПАСПОРТНЫЙ ВОЗРАСТ
Важной особенностью возрастного развития в настоящее время является акселерация (лат. : акселератио — ускорение). Различают акселерацию эпохальную и индивидуальную. Под эпохальной акселерацией понимают ускорение роста, физического развития, полового созревания и психического развития организма человека, которое наблюдается с конца XIX в. — начала XX в. по сравнению с предыдущими годами. Употребляют также термин секу-лярный тренд (вековая тенденция). Такое явление наблюдается в разных странах, в различных городах и сельской местности (рис. 47).
Рис. 47. Эпохальная акселерация
Рост юношей- 19-и лет — швейцарцев (Шв.) и японцев (Яп.) в 1910 и 1962 гг
(по: Ishiko Т., 1973)
За последние 30-40летуноворожденныхдетей средняя длина тела увеличилась на 0.5-1 см и масса тела — на 100-150г. Ввозрасте 1 года дети стали, в среднем, длиннее на 5 см и тяжелее на 1.5-2 кг, чем 50-75 лет назад.
Весьма объемное исследование, охватившее детей в возрасте 5-7 лет, было выполнено в различных странах — Северной Америке, Англии, Швеции, Польше — за длительный период времени от 1800г до 1950 г.
Оказалось, что дети этого возраста за каждое десятилетие, в среднем, увеличивались на 1.5 см в длину и на 0.5 кг массы тела.
Подростки и юноши 14-17 лет Москвы, Ленинграда и Киева в 60-70-х г.г. по сравнению с 1923-1925 г.г. оказались выше на 10-13 см, тяжелее на 9-11 кг, окружность их груди — больше на 4.7 см.
Ускорилось половое созревание, раньше формируются вторичные половые признаки, на 1.5-2 года раньше появляются первые менструации у девочек, отмечаются случаи раннего деторождения (с 8-9 лет).
В настоящее время максимального роста девушки и юношидос-тигаютв
16-19 лет, а 50 лет назад они достигали его к 20-26 годам. У 19 — летних юношей в Швейцарии средние значения роста в 1888-1890 г.г. были 164 см, а в 1962 г. — 173 см; в Японии эти показатели в 1910 г. составили 162 см, а в 1962 г.— 167 см.
Соответственно, раньше формируются физические качества у подростков, особенно у юных спортсменов. Так, мальчики 14-14.5 лет,
специально не занимающиеся спортом, прыгали в длину с места в 1927 г. на 178 см, а в 1967 г. — на 191 см; результаты бега на 60 м в этом возрасте составили в 1938 г. 9.19 с, а в 1962 г. — 8.86 с.
Американские школьники 14-17-летнего возраста в 1963-1964 годах превосходили по силе сверстников, учившихся в той же школе в 1899 году, на 4-5 кг.
По вопросу о причинах эпохальной акселерации нет единого мнения. Считают, что это явление может быть обусловлено усиленным ультрафиолетовым облучением (гелиогенная теория), влиянием на эндокринные железы магнитных волн, возросшей космической радиацией, увеличением потребления белков (алиментарная теория), повышенным поступлением в организм витаминов и минеральных солей (нутригенная теория), ростом количества получаемой информации, особенно в условиях городской жизни. Предполагают, что природные факторы могут вызывать периодические изменения в генетике человека, обусловливая эпохальные вспышки акселерации.
Врезультате акселерации изменяются стандарты мебели, одежды, обуви, пересматриваются сроки начала обучения в школе и начала спортивной специализации, режимы труда и отдыха детей. Обучение в школе начинается в настоящее время с 6-7 лет, а не с 8 лет, как в начальные десятилетия XX века. Значительно раньше во многих случаях начинаются занятия физической культурой и спортом: плаванием с первых дней жизни, фигурным катанием, гимнастикой — с 3-4 лет, теннисом — с 5-6 лет, баскетболом — с 6-7 лет.
Однако увлекаться этим нельзя, так как на общем фоне эпохальной акселерации существуют огромные индивидуальные различия в темпах созревания организма. В связи с этим, наряду с понятием эпохальной акселерации, как общебиологического явления, существует и понятие об индивидуальной или внутригруп-повой акселерации, т. е. явлении ускорения развития отдельных детей и подростков в определенных возрастных группах.
Реальный уровень развития организма человека не всегда соответствует его хронологическому или паспортному возрасту, т. е. количеству прожитых лет. В связи с этим возникло понятие — биологический возраст, отражающее реальное состояние развития органов и систем организма в онтогенезе.
Биологический возраст определяют по общим размерам тела, тем -пам прорезывания молочных зубов и их замены на постоянные (зубной возраст), по степени зрелости костной системы (костный возраст) и по показателям развития вторичных половых признаков, выраженность которых оцени вается в баллах..
При определении баллов полового развития для мальчиков отмечают степень оволосения лобка (Pubis), оволосения подмышечных впадин (Axillaris), оволосения лица (Fades), увеличение щитовидного хряща
гортани — кадыка (Larinx) и изменение тембра голоса (Vox). Для девочек отмечают степень оволосения лобка, развитие волос в подмышечной впадине (Axillaris), развитие молочной железы (Mamma) и становление менструальной функции (Menses). Косвенным показателем биологического возраста является так называемый филиппинский тест. Он становится положительным в среднем около 5-6 лет, когда пальцами правой руки, положенной на голову при вертикальном ее поддержании, дети перекрывают левую ушную раковину.
По степени соотношения биологического и паспортного возраста различают акселератов (или акселерантов) — детей и подростков с ускоренным развитием, когда биологический возраст опережает паспортный; медиантнов — соответствующих паспортному возрасту, и ретардантов — отстающих в развитии от паспортного возраста. В среднем, около 13-20% от общего количества детей, относящихся к данному возрасту, представляют собой акселератов. Столько же примерно детей относится к ретардантам. Основную же массу составляют медианты.
Для акселератов характерны более высокий рост, большая мышечная сила и объем сердца, более высокие значения жизненной емкости легких, более длительная задержка дыхания, более раннее половое созревание и ускоренное психическое развитие. У детей и подростков, опережающих по росту и развитию своих сверстников, отмечаются ускоренные темпы формирования физических качеств. Они имеют преимущество при занятиях баскетболом, волейболом, теннисом, греблей, плаванием.
Различия биологического и паспортного возраста могут достигать у акселератов 3-5 лет. Например, юные баскетболисты и пловцы 13-й летло показателям роста и развития могут соответствовать 18-летним спортсменам. Однако чрезмерное ускорение созревания не всегда положительно отражается на состоянии ряда функций организма. Уакселерированныхдетей рости развитие сердца отстает от роста тела, что может привести к сердечно-сосудистым заболеваниям. Избыточное выделение гормона роста (соматотропина передней доли гипофиза), обеспечивающее сверхвысокий рост, сопровождается недостаточностью половых гормонов, что требует особого внимания к предъявлению нагрузок гигантам.
Для ретардантов характерно отставание в половом созревании и уменьшение доли жирового компонента тела. Замедленный рост длины и массы тела у детей ретардантов создают им преимущество в развитии относительной силы и прыгучести. Благодаря меньшему весу и большей гибкости девочки-ретардантки предпочтительны в спортивной гимнастике, акробатике, фигурном катании.
В настоящее время считают, что очень часто рост и развитие у ак- ч селератов заканчиваются раньше, а у ретардантов продолжаются зна-374
чительно дольше. В результате конечная длина тела во взрослом состоянии у ретардантов может оказаться больше, чему акселератов.
Более медленное созревание мозга также приводит к лучшему его развитию и более высоким умственным способностям. Показано, что у спортсменов сердце растет медленнее и достигает большего объема и большей мощности сердечной мышцы, чем у нетренированных сверстников.
Имеются отдельные сообщения, что в последние десятилетия (с 80-х годов) явления эпохальной акселерации несколько менее выражены.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗМА ДЕТЕЙ
ДОШКОЛЬНОГО И МЛАДШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА
И ИХ АДАПТАЦИЯ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ
РАЗВИТИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ, ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ
Однако различные зоны коры созревают не одновременно. Раньше всего, в первые же годы жизни созревают проекционные зоны коры (первичные поля) —… Быстрее всего формируются функциональные системы, включающие вертикальные… Однако, медленнее происходит развитие отростков корковых нейронов и миелинизация нервных волокон в коре, процессы…Возрастные изменения рефракции глаза
При переходе от дошкольного к младшему школьному возрасту по мере улучшения взаимосвязи зрительной информации и двигательного опыта улучшается… Зрительные сигналы играют ведущую роль в управлении двигательной… Качественная перестройка зрительных восприятий происходит в возрасте 6лет, когда начинается вовлечение в анализ…ФИЗИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ
И ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
На протяжении первого года жизни и в возрасте 6 лет происходит заметный прирост длины тела. В первые два года жизни усиленно растут мышцы,… В костях и скелетных мышцах у детей много органических веществ и воды, но… Мышечные волокна ребенка тонкие и слабые, они гораздо менее возбудимы, чему взрослых.…ОСОБЕННОСТИ КРОВИ, КРОВООБРАЩЕНИЯ И ДЫХАНИЯ
Количество крови у дошкольников относительно массы тела заметно больше (в 4г— 11 % от массы тела, в6-7л— 10%),,…Возрастная динамика функциональных показателей и развития физических качеств у детей дошкольного и младшего школьного возраста
Минутный объем крови у 4-11 -летних детей примерно в 2раза меньше, чему взрослых. Небольшие размеры сердца и слабость…Рис. 48. Длительность дыхательного цикла и дыхательный объем у мальчиков и мужчин
(по А.З. Колчинской, 1973)
При небольшой длине кровеносного русла время кругооборота крови очень невелико — у новорожденных всего 12с, у 3-летних— 15с
(у взрослых 20-22с).
По мере роста и развития ребенка совершенствуется его дыхательны й ап п арат. Дыхание у детей частое и поверхностное. Легочная ткань мало растяжима. Бронхиальное древо недостаточно сформировано. Грудная клетка сохраняет еще конусовидную форму и имеетмалую экскурсию, а дыхательные мышцы слабы. Все это затрудняет внешнее дыхание, повышает энерготраты на выполнение вдоха и уменьшает глубину дыхания. Дыхательный объем дошкольника в 3-5раз меньше, чем у взрослого человека (рис. 48). Он постепенно увеличивается в младшем школьном возрасте (см. табл. 19), но еще заметно отстает от взрослого уровня.
Из-за неглубокого дыхания и сравнительно большого объема «мертвого пространства» эффективность дыхания у детей невысока. И з ал ьвео-лярного воздуха в кровь переходит меньше кислорода и много его оказывается в выдыхаемом воздухе. Кислородная емкость крови в результате мала — 13-15 об.% (у взрослых — 19-20об.%).
Частота дыхания у детей повышена. Она постепенно снижается с возрастом. В силу высокой возбудимости детей частота дыхания чрезвычайно легко нарастает при умственных и физических нагрузках, эмоциональных вспышках, повышении температуры и других воздействиях. Дыхание часто оказывается неритмичным, появляются задержки дыхания.
Вплоть до 11-летнего возраста отмечается недостаточность произвольной регуляции дыхания. Особен но это отражается на речевой функции дошкольников.
Наиболее интенсивно размеры альвеол, объем и масса легких растут на протяжении первого года жизни. От 1 года до 8 лет объем легких увеличивается в 2 раза, но он еще наполовину меньше, чем у взрослого.
Такие показатели, как длительность задержки дыхания, максимальная вентиляция легких, ЖЕЛ определяются удетей с 5-летнего возраста, когда они могут сознательно регулировать дыхание.
Жизненная емкость легких дошкольников в 3-5 раз меньше, чем у взрослых, а младшем школьном возрасте — в 2 раза меньше (см. табл. 19). В возрасте 7-11 лет отношение ЖЕЛ к массе тела (жизненный показатель) составляет 70 мл/кг (у взрослого — 80 мл/кг).
Минутный объем дыхания на протяжении дошкольного и младшего школьного возраста постепенно растет.
Этот показатель за счет высокой частоты дыхания удетей меньше отстает от взрослых величин:
в 4 года — 3.4 л/мин, в 7 лет — 3.8 л/мин, в 11 лет — 4-6 л/мин.
Продолжительность задержки дыхания у детей невелика, так как у них очень высокая скорость обмена веществ, большая потребность в кислороде и низкая адаптация к анаэробным условиям. У них очень быстро снижается содержание оксигемоглобина в крови и уже при его содержании 90-92% в крови задержка дыхания прекращается (у взрослых задержка дыхания прекращается при значительно более низком содержании оксигемоглобина — 80-85%, а у адаптированных спортсменов — даже при 50-60%). Длительность задержки дыхания на вдохе (проба Штанге) в возрасте 7-11 лет порядка 20-40 с (у взросл ых — 30-90 с), а на выдохе (проба Генча) — 15-20 с (у взрослых — 35-40 с).
Величина МВЛдостигает в младшем школьном возрасте всего 50-60 л/мин (у нетренированных взрослых людей она порядка 100-140
л/мин, а у спортсменов — 200 л/мин и более).
На протяжении первого года жизни у детей преобладает грудной тип дыхания, а в возрасте 3-7 лет начинает формироваться брюшной тип. Уже с возраста 7-8 лет начинают проявляться половые различия в показателях внешнего дыхания: у мальчиков ниже частота дыхания, больше глубинадыхания, ЖЕЛ, МОД, дыхание более экономично.
ОСОБЕННОСТИ ПИЩЕВАРЕНИЯ, ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
С появлением молочных зубов у ребенка начинается выраженное слюноотделение. Оно усиливается на протяжении первого года жизни и продолжает… Размеры желудка постепенно увеличиваются, к 6-7 годам он приобретает форму,… В дошкольном возрасте интенсивно развиваются функции поджелудочной железы и печени ребенка. В возрасте 6-9 лет…ОСОБЕННОСТИ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ, ПРОЦЕССОВ ВЫДЕЛЕНИЯ И ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЖЕЛЕЗ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ
В первые годы жизни в организме ребенка преобладают процессы химической терморегуляции. Благодаря высокому уровню обменных процессов организм… Обилие кровеносных сосудов в коже обусловливает быстрый перенос тепла от… С переходом к младшему школьному возрасту границы терморегуляции расширяются, а механизмы теплообмена…ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ ДЕТЕЙ
ДОШКОЛЬНОГО И МЛАДШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА
К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ
Особенности адаптации детей дошкольного и младшего школьного возраста к физическим нагрузкам связаны с уровнем морфо-функционального созревания их организма.
ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯМИ
Малый двигательный опыт, слабое отражение в сознании функциональных изменений в организме при физических нагрузках обусловливают недостаточное… Возрастные особенности управления движениями связаны с постепенным… С основными этапами созревания мозга связаны и этапы изменений процессов управления движениями.Рис. 49. Возрастная динамика межцентральных взаимосвязей в ЭЭГ
(по данным разных авторов)
зрительно-двигательных взаимосвязей. Лишь с 4-х месяцев движения глаз сочетаются с движениями рук и эти связи закрепляются в ЦНС.
В возрасте 5 мес-1 года осуществляется формирование зрительно-двигательной системы и становление вертикальной позы, но еще слишком мала координация произвольных движений.
В возрасте 1-2 лет точность произвольных движений еще низка из-за отсутствия налаженной координации мышц-антагонистов. Начинают формироваться примитивные акты ходьбы и бега. Локо-моции включают элементарные спинальные рефлексы (миотатичес-кие, рефлексы опоры, ритмические, перекрестные на уровне симметричных сегментов спи иного мозга, перекрестные сочетательн ые рефлексы верхних и нижних конечностей). Они управляются спи-нальными механизмами и запускаются локомоторным центром среднего мозга, который находится под контролем коры больших полушарий. Переломный момент перехода от отдельных шагов к сложному локомоторному акту ходьбы определяется включением в систему управления древних автоматизмов — циклоидных форм движений, регулируемых подкорковыми ядрами. Лишь после этого ходьба становится циклической цепью двигательных актов, «мелодией» движения. Однако ходьба ребенка еще далека от совершенства, а бег малыша — семенящий, характеризуется отсутствием полетной фазы.
В возрасте 3-6 лет главным регулятором произвольных движений при их программировании и текущем контроле становятся зрительные обратные связи, формирующие единую зрительно-двигательную функциональную систему. Ведущим механизмом является механизм рефлекторного кольцевого регулирования. В процессе движения от нервных центров поступают по прямым связям моторные команды к работающим мышцам, а от зрительных, мышечных и других рецепторов тела по обратным связям передается информация о результатахдвижения и вносятся сенсорные поправки в моторные программы. При занятиях физическими упражнениями с детьми этого возраста важно использовать различные зрительные ориентиры, помогающие в освоении двигательных навыков.
Начиная с 5-6-летнего возраста (по мере созревания двигательной сенсорной системы) осуществляется переход кдоминирующей роли проприоцептивных обратных связей. За период от 5 до 8 лет устанавливаются выраженные координационные взаимоотношения между мышцами-антагонистами, что резко улучшает качество двигательных актов.
В возрасте 6лет формируется представление о схеме тела, связанное с важным этапом развития задних третичных полей
(нижнетеменных зон коры). Приобретается адресная точность передачи моторных команд к различным звеньям тела, а сами команды становятся более тонкими и сложными.
Постепенно совершенствуется координация движений в ходьбе и беге. При ходьбе увеличивается амплитуда движений, угол разворота стоп, что повышает устойчивость тела, стабилизируются пространственные и временные параметры шагов. Правильная координация движений рук и ног при ходьбе у ребенка в 3 г. наблюдается в 10%, в 4 г. — в 50%, в 6-7 лет — в 80% случаев. С 5-6 лет появляется способность совершать прыжки двумя ногами вместе, нарастает дальность и точность прыжков.
В возрасте 7-9лет деятельность зрительно-двигательной системы начинает полностью контролироваться хорошо выраженными проприоцептивными обратными связями, которые приобретают значение ведущего механизма управления движениями. Механизм кольцевого рефлекторного регулирования достигает своего совершенства.
В 7-8 лет при беге хорошо выражена безопорная фаза. Это заметно повышает скорость бега. В возрасте 5-6 лет средняя скорость бега у мальчиков составляет 4.07 м/с, в 7-8 лет — 4.83 м/с, в 9-10 лет — 5.09 м/с, в 11-12 лет — 6.85 м/с, в 17-19 лет — 8.46 м/с (Бальсевич В. К., 2000). Однако опорные реакции еще отличаются от взрослого типа. Они «вялого» типа — характеризуются медленным развитием усилий. Координация движений при ходьбе и беге, как оказалось, имеет генетически закрепленный индивидуальный характер. Биомеханические исследования показали, что только у однояйцевых (монозиготных) близнецов имеется сходство динамических кривых опорных реакций.
У детей младшего школьного возраста с ростом скоростно-сило-вых возможностей повышается высота вертикального прыжка. У мальчиков она на 2-4 см больше, чем у девочек.
К 9-летнему возрасту у детей завершается формирование представления о схеме пространства, что отражает очередной этап созревания заднего третичного поля коры. Ребенок хорошо ориентируется в пространстве, обладает достаточным глазомером. Однако в 7-9 лет еще недостаточно развиты процессы экстраполяции, планирования действий в предстоящие моменты. Это происходит из-за более медленного созревания передних третичных полей — ассоциативных лобных зон коры.
С 9-летнего возраста начинается развитие механизмов центральных команд, когда ребенок программирует предстоящие кратковременные движения, не имея обратной информации от периферических афферентов о результатах действия. При таком программном управлении все движение должно быть точно
запрограммированоеще доего начала, так какпоправки вэти команды могут вноситься лишь при повторных выполненияхдвигатель-ных актов. Включение этих механизмов отражает созревание передних третичных полей коры больших полушарий, функцией которых является предвидение будущих событий, процессы предпрог-раммирования.
В возрасте 10-11 лет механизм центральных команд (программного управления) уже полностью включен в моторную деятельность ребенка. Этоозначает, что дети этого возраста используют все механизмы управления произвольными движениями, присущие взрослому человеку.
Все же несмотря на это, регуляция движений еще и в этом возрасте недостаточно совершенна. При высокой скорости ходьбы и бега, работы на пальцевом эргографе электрическая активность в ЭМГ работающихмышц может сохраняться и в нерабочие моменты, когда у взрослых наблюдается пауза в их активности. Это приводит к лишним энерготратам, большему утомлению мышц, ухудшает координацию и эффективность движений.
Итак, основные этапы развития моторныхфун-кций и совершенствования управления движениями у детей следующие. Первый год жизни — формирование основных поз; до 3-х лет — создание основного фонда движений; в возрасте 3-6 лет — созревание механизма кольцевого рефлекторного регулирования с ведущей ролью зрительных обратных связей; в возрасте 7-9 лет —усовершенствование кольцевого рефлекторного механизма с ведущей ролью проприоцеп-тивных обратных связей; в 10-11 лет — созревание механизма центральных команд (программного управления).
Большое значение в регуляции двигательной активности детей дошкольного и младшего школьного возраста имеет развитие меж-полушарных отношений. В первые годы жизни у детей доминирующим является правое полушарие. Еще не сформированы индивидуальные особенности функциональной асимметрии. Они формируются постепенно напротяжениидошкольного и младшего школьного возраста. Зачастую у детей многие функции перекладываются на неведущую конечность (например, левшей часто обучают основные действия выполнять правой рукой — есть, писать и т.п.). Такое переучивание приводит к иннервационному конфликту, когда управление движениями осуществляется неадекватными для данного организма механизмами. В результате не только ухудшаются моторные реакции, но и могут развиваться стрессовые состояния, неврозы, заикания.
Недостаточная функциональная зрелость левого полушария головного мозга удетей и преобладание у них функций правого полушария требует использования в физическом воспитании
преимущественно наглядных методов обучения,прочувствования движений, использования подражательных реакций, а высокая эмоциональность детей, обусловленная большой ролью подкорковых влияний (ретикулярнойформации, лимбическихструктур) — широкого применения различных игровых средств.
Особенно важно учитывать, что у маленьких детей в связи с поздним развитием лобных долей еще не налажена р ечевая регуляция движений. В 2-3 года ребенок не может выполнять двигательные действия не только под внешнюю команду, но даже под свою собственную команду: «Раз-два!». Эта способность постепенно формируется к 4-5 годам с развитием речевой функции и речедвигательных межцентральных взаимосвязей. Тогда не только внешняя речь посторонних лиц, но и собственная шепотная, азатем и внутренняя речь становится регулятором двигательного поведения. Налаживание речевой регуляции движений облегчает формирование двигательных навыков. Известно, что мы запоминаем из того, что читали 10%, из того, что слышали — 20%, что видели — 30%, что слышали и видели — 50%, что говорили — 70%, что говорили и делали—90%.
ОСОБЕННОСТИ ВОЗРАСТНОГО РАЗВИТИЯ ФИЗИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ
Быстрота проявляется в элементарных и комплексных формах. На протяжении дошкольного и младшего школьного возраста происходит постепенное нарастание… Бремя простой двигательной реакции на свет в 2-3 года составляет 0.6-0.8 с, к… Таблица 20Возрастная динамика развития физических качеств у мальчиков
Сокращение времени реакции неодинаково для различных групп мышц, а величины этого показателя зависят от врожденных свойств нервной системы детей —… Около 20-25% 6-7-летних здоровых детей характеризуются низкой подвижностью нервных процессов. Это так называемые…Возрастная динамика равновесия в стойке на одной ноге
Возраст, лет Время (с)… Ловкость — комплексное понятие, в ее структуру включаются способность быстро… Развитию ловкости у детей способствуют созревание высших отделов мозга (особенно третичных полей коры больших…РЕАКЦИИ ВЕГЕТАТИВНЫХ СИСТЕМ И ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ
Дети легче переносят нагрузки аэробного характера и мало адаптированы к анаэробной работе. Однако аэробные возможности их еще недостаточны.… Величина систолического объема крови у цетей младшего школьного возраста… Важной особенностью регионарного кровообращения является большее увеличение ЧСС, систолического и минутного объема…Рис. 50. Изменение МОК у нетренированных (1) и тренированных (2) мальчиков 7—8 лет при выполнении стандартной нагрузки
I — исходный фон, II — работа, III — восстановительный период (по: Косимое С.А. и др., 1989).
Дыхание неравномерное, зачастую возникают задержки дыхания. Большое значение для детей имеет носовое дыхание. От него дети зависят больше, чем взрослые, так как их носовые проходы узкие, а реакции кровеносных сосудов слизистой дыхательных путей на изменения температуры внешней среды еще несовершенны.
Игры и эстафеты за счет высокой эмоциональности детей вызывают резкое нарастание у них ЧСС и изменения дыхания. Повышение мощности нагрузки вызывает у младших детей гораздо большее увеличение ЧСС и частоты дыхания, чем у более старших. Часто (в 12-13% случаев) в состоянии покоя встречаются значительные дыхател ьные аритмии, которые исчезаютпри рабочем учащении дыхания до 30 вд./мин.
Дети младшего школьного возраста и, особенно, дошкольного возраста не переносят длительные интенсивные нагрузки, связанные с накоплением кислородного долга, и с задержкой дыхания. В их крови при задержке дыхания очень быстро падает содержание оксигемогло-бина. Непроизвольное прекращение задержки дыхания наступает при гораздо более высоких его концентрациях, чем у взрослых, обусловливая малую продолжительность подобных задержек (табл. 22).
Таблица 22
Возрастные изменения длительности задержки дыхания на вдохе
(по: Аганянц Е. К. и др., 1991)
| Возраст, лет | ||||||
| Время задержки, с |
Аэробные возможности детей нарастают с возрастом, увеличиваясь в абсолютных значениях М ПК (л/мин) примерно до 15 лет. У мальчиков МП К составляет в 7-8 лет— 1.3 л/мин, в 8-9 лет— 1.5 л/мин, в 9-Ю лет— 1.6 л/мин, в 10-11 лет— 1.7 л/мин. Эти значения гораздо ниже, чем у взрослых. Однако относительные величины МПК (мл/мин.кг) удетей очень высоки, близки к показателям нетренированных взрослых лиц, а у некоторых детей даже превосходят их.. У мальчиков младшего школьного возраста значения МПК превышают эти показатели удевочек (табл. 23).
Таблица 23
Возрастная динамика относительных величин максимального потребления кислорода — МПК
Возраст, лет МПК мальчиков, мл/мин.кг МПК…ВЛИЯНИЕ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА РАЗВИТИЕ ФУНКЦИЙ, ЗДОРОВЬЕ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ДЕТЕЙ
Двигательная активность детей очень высока. Она совершенно необходима для нормального развития всех органов и систем организма, повышения устойчивости к неблагоприятным условиям внешней среды и снижения заболеваемости.
Число шагов, подсчитанных за сутки, неуклонно растет по мере повышения возраста детей (табл. 25). У отдельных 7-летних мальчиков суточное количество шагов может доходить до 20-22 тысяч. Понятно, что существующий школьный режим не удовлетворяет этим требованиям. Потребность в двигательной активности в детских садах и начальной школе удовлетворяется примерно на 30-50%.
Таблица 25
Нормы двигательной активности детей — число шагов за сутки
За последнее время все большее значение приобретает проблема физиологической незрелости детей (Аршавский И. А., 1985). Число таких детей постоянно… Основным признаком физиологической незрелости является мышечная гипотония… Главным фактором в борьбе с этим состоянием является правильно организованная двигательная активность. Только…Возрастная динамика показателей физической работоспособности у мальчиков
У юных спортсменов уровень общей физической работоспособности повышен по сравнению с нетренированными сверстниками. Так, например, у юных… Систематические занятия физическими упражнениями укрепляют здоровье, повышают… Наряду с детьми, соответствующими по развитию физических качеств и работоспособности средним статистическим…ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗМА ДЕТЕЙ
СРЕДНЕГО И СТАРШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА
И ИХ АДАПТАЦИЯ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ
В связи с существенными на этом этапе онтогенеза перестройками организма, связанными с половым созреванием, особо выделяют так называемый… • препубертатный период (10-12 лет); • собственно пубертатный период, протекающий в 2 фазы: 1 -я фаза — девочки 11-13 лет и мальчики 13-15 лет, 2-я фаза —…РАЗВИТИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ, ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ
До 13-15 лет продолжается развитие промежуточного мозга. Происходит рост объема нервных волокон таламуса, дифференцированиє ядер гипоталамуса. К 15-летнем возрасту взрослых размеров…Зрительной сенсорной системы
Созревание слуховой сенсорной системы (главным образом ее коркового отдела) завершается к 12-13-летнему возрасту. Резко снижаются пороги… К 11-летнему возрасту повышается точность оценки протяженности звучания… Вместе с тем у подростков и юношей начинает снижаться восприятие высоких частот, этот процесс продолжается и далее в…ФИЗИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ И ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
Завершается формирование зубного аппарата. Вырастают клыки (10-12 лет) и малые коренные зубы (10-12 лет), затем вторые (12-14 лет) и третьи коренные… В костной ткани продолжается процесс окостенения, который в основном… фаланг пальцев рук (к 19-21 году). Незавершенный процесс окостенения позвоночника может привести у подростков и…Рис. 51. Увеличение массы тела (1) и массы сердца (2) в процессе онтогенетического развития
В возрасте 8-18 лет значительно изменяется длина и толщина мышечных волокон. Происходитсозреваниебыстрыхутомляемыхгли-колитических мышечных волокон (II – б типа) и с окончанием переходного периода устанавливается индивидуальный тип соотношения медленных и быстрых волокон в скелетных мышцах.
В среднем школьном возрасте завершается формирование у подростка присущего ему морфотипа: эктоморф (по другим классификациям — астеник, долихоморф) с узкими пропорциями тела, эндоморф (гиперстеник, брахиморф) с широкими пропорциями тела и промежуточный тип (мезоморф).
Постепенное и поэтап ное упрочение костей, связочного аппарата и мышечной массы у подростка делает необходимым постоянно следить за формированием его правильной осанки и развитием мышечного корсета, избегать длительного использования асимметричных поз и односторонних упражнений, чрезмерных отягощений. Неправильное соотношение тонуса симметричных мышц приводит к асимметрии плеч и лопаток, сутулости и пр. функциональным нарушениям осанки. В среднем школьном возрасте нарушения осанки встречаются в 20-30% случаев, искривления позвоночника — в 1 -10% случаев. У девочек и девушек осанка является более прямой, чем осанка мальчи ков и юношей.
Созревание опорно-двигательного аппарата и центральных регуляторных механизмов обеспечивает развитие важнейших качественных характеристик двигательной деятельности. На средний и старший школьный возраст приходятся сенситивные периоды развития силы, быстроты, ловкости и выносливости (см. рис. 38).
Уровень физического развития организма и качеств двигательной деятельности зависит от стадии полового созревания. Чем более высокая стадия полового созревания у подростка, тем выше его физические возможности и спортивные достижения.
Большая межиндивидуальная вариабельность длительности протекания у подростков переходного периода отражается на некоторой разноречивости результатов исследований сенситивных периодов разными авторами. Особенно это касается первой фазы пубертата, когда отмечается ухудшение двигательных функций и проявления физических качеств. Подростки в этот период неловки и угловаты. Движения их недостаточно координированы. Они не знают, куда девать такие длинные руки, как ловко управлять неожиданно выросшими ногами. Во всех их действиях наблюдается обилие лишних движений. Повышены энерготраты на работу.
Нарушается моторика речи. Отмечается нарушение ритмичности и плавности речи, затрудняется регуляция громкости. Подростки часто сокращают слова, заменяя их междометиями. В этот период нарушается речевая регуляция движений. С окончанием переходного периода эти явления исчезают.
В юношеском возрасте в результате созревания опорно-двигательного аппарата и завершения развития физических качеств достигается высокое совершенство движений. Создается ос но ва форм и -рования наиболее сложных их форм, четкой ориентации во времени и пространстве, с максимальной выраженностью различных проявлений силы, ловкости и быстроты.
ОСОБЕННОСТИ КРОВИ, КРОВООБРАЩЕНИЯ, ДЫХАНИЯ
уменьшиется от периода новорожденности к возрасту 10-16 лет в 2 раза, но еще превышает конечные значения. У дошкольников кроветворение происходит в костном мозгу всех костей, но с… На протяжении среднего и старшего школьного возраста увеличивается количество эритроцитов и гемоглобина, снижается…ОСОБЕННОСТИ ПИЩЕВАРЕНИЯ, ВЫДЕЛЕНИЯ И ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ
Таблица 28
Возрастная динамика величин жизненной емкости легких (мл) за период от 4 до 17 лет
Прорезывание постоянных зубов (кроме зубов мудрости) заканчивается к 14-летнему возрасту. Полноценный зубной аппарат обеспечивает хорошую… К возрасту 13-15 лет устанавливается взрослый уровень объема и концентрации… В этот период еще продолжается морфологическое развитие желудочно-кишечного тракта. С возрастом увеличивается длина…Рис. 52. Распределение стадий половой зрелости у мальчиков 7-17лет
III стадия также соответствует 1-й фазе пубертата (у девочек до 13 лет, у мальчиков до 15лет). Она характеризуется активацией половых желез. В крови растет концентрация половых гормонов. У мальчиков увеличиваются размеры яичек и длина полового члена, усиливается оволосение лобка. У девочек усиливается развитие молочных желез и оволосение лобка, начинается оволосение подмышечных впадин. На этой стадии особенно повышается у мальчиков содержание в крови соматотропина и наблюдается пубертатный скачок роста (около 14 лет). Усиленное выделение соматотропина происходит ночью («человек растет во сне») и замедляется в дневное время.
IV стадия отмечается во 2-й фазе пубертата (у девочек в 13-14 лет, у мальчиков в 15-16лет). Она характеризуется максимальным уровнем активности половых желез. Их секреция достигает максимальных значений в 14-15 лет. У мальчиков происходит утолщение полового члена, усиленное оволосение лобка, появление волос на лице и в подмышечной впадине. К характерным признакам этой стадии относят также появление у них на л и це юношеских угрей и связанную с удлинением голосовых связок ломку голоса — смену высоких обертонов на более низкие. У девочек заметного развития достигают молочные железы, оволосение лобка приближается к взрослому типу. Увеличиваются запасы подкожного жира. В 12-13 лет появляются первые менструации (так называемые менархе), которые свидетельствуют о начале созревания в яичниках
яйцеклеток и становлении периодических процессов женского организма — овариально-менструального цикла (ОМЦ). У мальчиков в 15 лет появляются первые поллюции — выход созревших сперматозоидов из семенных пузырьков вместе с выделениями предстательной железы. Они происходят 1-3 раза в месяц или реже, с перерывами в 10-60 дней.
Гормон роста — соматотропин сохраняется на повышенном уровне у мальчиков, которые продолжают вытягиваться в длину, но у девочек его содержание снижается и их рост замедляется. В мышцах подростка усиленно формируются быстрые и мощные гликолитические волокна, достигая 50% объема мышцы. Это обусловливает высокий прирост силы. Однако повышенные физические нагрузки в этот период угнетают выделение соматотропного гормона и замедляют процессы полового созревания. Они должны тщательно дозироваться, особенно у девочек.
V стадия завершает 2-ю фазу пубертата (у девочек к 15-летнему возрасту, у мальчиков — к 17-летнему возрасту). Эта стадия определяется достижением зрелого уровня первичных и вторичных половых признаков. Она характеризуется созреванием в мужском организме функционально зрелых сперматозоидов и готовностью женского организма к детородной функции. У девушек происходит созревание в яичниках яйцеклеток и стабилизируется ОМЦ.
Выраженность стадий созревания подростков описывается в баллах полового развития (БПР). Для этого оценивается выраженность вторичных половых признаков, определяется сумма их показателей и сравнивается с табличными нормативами, (табл.29). Значительная перестройка деятельности всей эндокринной системы в переходный период отражается на изменениях во всех органах и системах организма, особенно выраженных в 1 -ю фазу пубертата (на II и III стадиях полового созревания). В этот период повышенная активность подкорковых структур и снижение регулирующих (тормозящих) влияний коры на подкорку, а также дисгармония в эндокринной системе вызывают нестабильность реакций в эмоциональной и психической сфере подростков. Отмечается несогласованность морфологического и функционального развития отдельных органов и систем. Происходит отставание скорости роста сердца от темпов удли нения тела, отставание роста просвета сосудов от повышения мощности сокращений миокарда, отставание на 1-2 года роста туловища в длину от удлинения конечностей. Эти изменения вызывают временное нарушение координации движений, снижают умственную и физическую работоспособность. Снижение работоспособности связано также с повышением энерготрат при увеличении размеров тела, что снижает возможность энергообеспечения мышечной работы в организме подростка.
Таблица 29
Величина балла полового развития у мальчиков и девочек
ОСОБЕННОСТИ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ, ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
Становятся более выраженными суточные колебания температуры тела. Средние суточные изменения температуры ядра тела у годовалого ребенка составляют… После 9-летнего возраста происходят качественные изменения процессов… мере взросления, у подростков 10-14 лет этот механизм снова временно возрастает в 1-ю фазу пубертатного периода.ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ ДЕТЕЙ
СРЕДНЕГО И СТАРШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА
К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ
Период среднего и старшего школьного возраста имеет свои специфические механизмы и закономерности адаптации к физическим нагрузкам, связанные с возрастными особенностями развития организма.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ДВИЖЕНИЙ
К этому возрасту у подростков сформированы все основные механизмы управления движениями, свойственные взрослому организму — рефлекторное кольцевое… программ по ходу движения, но и выполнение кратковременных двигательных актов… Рассматриваемый период характеризуется тремя качественными перестройками механизмов центральной регуляции движений: …Рис. 53. Межцентральные взаимосвязи ЭЭГ левого и правого полушария у велосипедистов разного возраста
(по: Сологуб Е. Б. и др., 1984)
Возрастные перестройки центральной системы управления обеспечивают более экономное и эффективное выполнение работы. Уточняются моторные команды к работающим мышцам и совершенствуются межмышечные координации Усилившееся влияние передне-лобных третичных полей на двигательную деятельность обеспечивает повышение произвольной мобилизации функциональных резервов организма, волевое преодоление утомления и, соответственно, увеличивает длительность работы до отказа.
Возможности участия третичных полей в регуляции движений еще недостаточно развиты у подростков по сравнению с юношами (рис. 54), особенно слабо они выражены в период полового созревания (в 1-ю фазу пубертата). В этот период наблюдается нарушение центральной регуляции движений. Корковые центры широко охватывают процесс возбуждения, нарушая тонкие межцентральные взаимоотношения и координацию движений. Перед стартом у подростков преобладает состояние предстартовой лихорадки.
Суммарное количесво (в процентах от всех вычисленных) высоких (0.7-1.0) межцентральных корреляций ЭЭГ моторных зон с лобными, нижнетеменными и зрительными зонами у юных фигуристов
(n = 10 в каждой возрастной группе) во время трехминутного бега на месте в темпе 3 шага в 1 секунду
Рис. 54. Возрастная динамика участия разных зон левого и правого полушария в управлении движениями
(модиф. по: СологубЕ.Б., Капустин B.C., 1986)
Ухудшаются процессы памяти и выработки двигательных навыков.
Затрудняется переделка двигательных динамических стереотипов. Подростки быстро утомляются, особенно при длительной монотонной работе.
С окончанием этого периода механизмы управления движениями постепенно приближаются ко взрослому уровню. В 13-14 лет завершается в основном формирование всех сенсорных систем. Совершенствуется поисковая функция глаза, ускоряются сенсомоторные реакции, уточняется «мышечное чувство» и улучшается точность воспроизведения мышечных усилий, повышается функциональная устойчивость вестибулярной системы.
В юношеском возрасте управление движениями достигает высокого совершенства, позволяя добиваться рекордных результатов во многих видах спорта.
РАЗВИТИЕ ФИЗИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ
Средний и старший школьный возраст особенно благоприятен для физического воспитания, так как соответствует проявлениям многих сенситивных периодов… Одним из ранних является физическое качество гибкости — суставной… Весьма благоприятный период развития ловкости отмечается с 7 до 14лет (с небольшим ухудшением этого качества в пике…Рис. 55. Максимальная сила кисти у нетринированных лиц
кисти у мужчин составляет около 70-75 % от массы тела, а у женщин примерно 50-60%. При отсутствии специальной тренировки сила сохраняется на этом уровне примерно до 45-летнего возраста. В юношеском возрасте устанавливается характерная для взрослого организма топография мышечной силы, однако коррекцию в нее вносит специфика мышечной тренировки.
Позже других качеств развивается выносливость к длительной цик-лическойработеумеренной мощности. Сенситивный период ее развития приходится на возраст 15-20 лет, когда в достаточной мере созрева-ютфункции дыхательной и сердечно-сосудистой систем, обеспечивающих работу аэробного характера. В 20-25 лет это качество достигает высокого развития и дольше других сохраняется в онтогенезе человека (примерно до 55 лет и более). Статическая выносливость (табл. 30) увеличивается меньше, чем динамическая. Она уменьшается в пубертатном периоде, а затем нарастает, особенно к возрасту 18-20 лет.
Таблица 30
Возрастная динамика показателей силы мышц и статической работоспособности у женщин при статических напряжениях
Возраст, лет 8-9 13-14 18-20 30-35 40-45 56-60 Сила, кг 14.8 … В юношеском возрасте на основе значительного развития различных качественных…ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГЕТИКИ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И РЕАКЦИЙ ВЕГЕТАТИВНЫХ СИСТЕМ НА ФИЗИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ
20-30 тысяч шагов в сутки. Их суточные энерготраты достигают в возрасте 10-12 лет 2200 ккал, в 13-15 лет примерно 3000 ккал. В покое основные… Основного развития у подростков достигают процессы аэробной энергопродукции.… На этой стадии прирост МПК(л/мин)умальчиковсоставляетпримерно28%,удевочек—17 %. У юных спортсменов прирост МПК еще…Рис. 56. Аэробные возможности мальчиков 8—15лет
(модифиц. по: Тихвинский С.Б., 1972)
Относительные величины МПК (мл/мин.кг) на протяжении среднего и старшего школьного возраста (10-17лет) практически не изменяются (рис. 57). Это связано с тем, что годовые приросты аэробных возможностей не превышают приростов массы тела. Однако у юных спортсменов, имеющих лучше развитые скелетные мышцы, формирующие аэробное энергообеспечение, относительные величины МПК выше, чем у сверстников, не занимающихся спортом.
Относительные величины М П К в женском организме ниже, чем в мужском. У девочек старше 8-летнего возраста относительные величины МПК в среднем школьном возрасте ниже, чем у мальчиков на 12-21 %, в старшем школьном возрасте —на 33-39%. Объясняется это тем, что в составе тела у них больше доля жирового компонента, потребляющего незначительное количество энергии.
Стабильные величины относительного МПК очень важны в плане отбора. Так как они не изменяются в процессе тренировки и уже в 9-10-летнем возрасте соответствуют взрослым показателям, то их следует использовать как информативные прогностические критерии для отбора детей в ДЮСШ, особенно в виды спорта, требующие развития выносливости.
После 14-летнего возраста начинается реализация нового этапа генетической программы онтогенеза. Происходит формирование быстрых мотонейронов в ЦИС и развитие быстрых и мощных гликоли-тических мышечных волокон в скелетных мышцах. К IV-V стадиям полового созревания (15-18 лет) быстрые волокна уже занимают по
Рис. 57. Возрастная динамика анаэробных возможностей
(кислородный долг, мл/кг) и относительная величина МПК (мл/мин/кг)
У мальчиков 9—17лет
Мощность выполняемой работы увеличивается с 11 до 16 лет более, чем на 200% (для сравнения — увеличение мощности работы с 7 до 11 лет составляет… За счет достигнутого высокого уровня МПКиулучшения процессов координации в… Однако, экономичность и эффективность их работы еще не достигают взрослых значений. КПД работы, выполняемой на уровне…ВЛИЯНИЕ СПОРТИВНОЙ ТРЕНИРОВКИ НА РАЗВИТИЕ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА И ДИНАМИКУ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
В коре больших полушарий тренирующегося подростка наблюдается общий подъем функционального состояния (возбудимости и лабильности) корковых… По мере роста специальной работоспособности в ЦНС юного спортсмена происходят… Проявление этих корковых функциональных систем в ЭЭГ усиливается у юных спортсменов по мере повышения возраста и…Динамика межцентральных взаимосвязей в коре больших полушарий
У одних и тех же юных спортсменов-фигуристов на протяжении
(по: Капустин В. С, 1984) Функциональное состояние I юн. разряд III разряд II разряд I разряд КМС … В процессе адаптации к физическим нагрузкам совершенствуется регуляция… Высокое нервно-психическое напряжение отрицательно сказывается на возможности сохранять устойчивую работоспособность.…Физическая работоспособность и количество эритроцитов в крови
У юных пловцов и нетренированных мальчиков 10-11 лет в начале и конце
Учебно-тренировочного года
Юные спортсмены-лыжники I разряда в возрасте 16-17 лет, имевшие в состоянии покоя высокое содержание в крови эритроцитов (до ) и гемоглобина (до… максимальная мощность работы у нихдостигала 400 Вт, относительные величины… Подобные высокие показатели доступны юным спортсменам только после окончания периода полового созревания, а на…Рис. 58. Возрастная динамика физической работоспособности
Юных футболистов по отношению к работоспособности
нетренированных сверстников, принятой за 100%
обязательного учета индивидуальных особенностей каждого организма, его возрастных возможностей, врожденных пределов изменчивости строения и функций под влиянием физических нагрузок. Лишь в этом случае возможно обеспечить планомерное нарастание спортивного мастерства, не ухудшая процессов роста и развития и сохраняя на высоком уровне здоровье юного спортсмена.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ УРОКА ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ В ШКОЛЕ
В физкультурных и педагогических вузах России студенты знакомятся с некоторыми положениями педагогического контроля и особенностями функций… Хорошо известно, что достаточное и правильно организованное физическое…ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НОРМИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ДЛЯ ДЕТЕЙ ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА
а) величина сдвигов физиологических констант и, прежде всего, частота сердечных сокращений, уровень артериального давления, потребление кислорода и… б) биоэнергетические затраты организма; в) интенсивность физичес-шхупражнений (сила, скоростьпередвижения).ИЗМЕНЕНИЕ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА ШКОЛЬНИКОВ НА УРОКЕ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ
В общеобразовательных школах в соответствии с существующими рекомендациями по проведению урока физической культуры время его каждой части довольно… Подготовительная часть урока, продолжительностью 8-10 мин, включает ходьбу с… этапа урока направлены на достижение врабатывания организма школьников к основной его части. Врабатывание различных…ВЛИЯНИЕ ЗАНЯТИЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРОЙ НА ФИЗИЧЕСКОЕ,
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ, РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ
И СОСТОЯНИЕ ИХ ЗДОРОВЬЯ
Одно из основных физиолого-педагогических требований урока физической культуры состоит в получении тренировочного эффекта. В физиологическом… Тренировочный эффект возникает, если нагрузка достигает или превышает… обычной повседневной (бытовой) нагрузки. Выбирая величину пороговой нагрузки, следует учитывать функциональные…Рис. 59. Функциональная взаимосвязь физических нагрузок и состояния здоровья населения
458 которые нередко приобретают хронический характер. Таким образом получается порочный замкнутый круг, который проще и доступнее всего разорвать путем применения различных физических упражнений в достаточном объеме с учетом возраста, пола, тренированности и состояния здоровья людей.
В частности, проведенное нами медико-педагогическое наблюдение за учащимися гимназии физико-математического профиля при СПбГУ показывает, что ученики 9-го класса (первый год обучения в гимназии) совершают от 12000 до 20000 локомоций (поданнымша-гометрии), в 10-м классе 5000-12000 и в 11 -м классе — от 10000 до 15000 (рис. 60). Анализ функций сердечно-сосудистой системы свидетельствует, что за трехлетний период обучения у детей как в состоянии покоя, так и при физических нагрузках наблюдается тенденция к тахикардии, развитию гипотензивных реакций и снижению мышечной работоспособности.
Рис. 60. Взаимозависимость двигательной активности и состояния здоровья учащихся
Поданным врачей этой гимназии, среди учащихся 9-го класса те или иные заболевания, по поводу которых они обращались за медицинской помощью, отмечены у 54% гимназистов, в 10-м классе — у 86% и в 11-м классе — у 78% обучающихся. Несомненный интерес представляют сведения об освобождении учащихся по болезни от занятий на уроках физической культуры. Так, если общее число освобождений в 9-м классе условно принять за 100%, то в 10-м классе оно составило 307% и в 11-мклассе —265%. Анализ общей заболеваемости гимназистов во всех трех классах позволил установить, что среди 227 человек те или иные формы патологии выявлены у 164 (74,4%) учащихся.
Касаясь состояния здоровья студентов высших учебных заведений в различных городах России, можно сказать следующее. Удельный вес студентов, включенных в специальные медицинские группы (Калининградский университет, Кубанский медицинский институт, Санкт-Петербургские медицинские вузы, Шуйский и Уссурийский педагогические институты) составляет от 15% до 30%. Совершенно очевидно, что в состав этих групп включаются не все студенты, имеющиете или иные формы патологии. Поэтому общая заболеваемость студентов в различных вузах колеблется от 50% до 75% от общего их чист. У школьников и студентов, регулярно занимающихся физическими упражнениями, общая заболеваемость в 1,5-2 раза низке, чем у лиц контрольных групп.
ФИЗИОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ЗА ЗАНЯТИЯМИ
ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРОЙ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОРГАНИЗМА ШКОЛЬНИКОВ
Оперативный контроль предназначен для регистрации одного упражнения, серии упражнений и урока в целом, а также функциональных изменений организма.… функционирование различных органов и систем отмечается при средних по… Оперативная оценка физиологической стоимости упражнений имеет большое значение при выборе рациональной…ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗМА
ЛЮДЕЙ ЗРЕЛОГО И ПОЖИЛОГО ВОЗРАСТА И ИХ АДАПТАЦИЯ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ
Зрелый и пожилой возраст — это закономерно наступающие этапы индивидуального развития человека. Процессы созревания и старения происходят непрерывно, неравномерно и неодновременно. Они затрагивают не в равной степени различные ткани, органы и систем ы организма.
Как указывалось ранее, к первому периоду зрелого возраста относят мужчин и женщин от 21 до 35 лет, ко второму периоду — женщин в возрасте 36-55 лет и мужчин — 36-60 лет; пожилыми считаются женщины в возрасте 56-74 лет, а мужчины — 61 -74 лет. Период от 75 до 90 лет относят к старческому возрасту, а людей старше 90лет — к долгожителям. В данном разделе мы будем преимущественно рассматривать физиологические особенности организма людей второго периода зрелого возраста и пожилых.
СТАРЕНИЕ, ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ, АДАПТИВНЫЕ РЕАКЦИИ И РЕАКТИВНОСТЬ ОРГАНИЗМА
геронтология. Существует целый ряд теорий старения на клеточном, молекулярном и организменном уровнях. Общим в большинстве этих теорий является… Основные теории старения сводятся к следующему. В соответствии с теорией… Кописанной выше близка теория растраты жизненной энергии. В соответствии с энергетическим правилом М. Рубнера,ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, ВЕГЕТАТИВНЫХ И СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ
истончение кортикального слоя и расширение костно-мозгового канала, что способствует перелому костей. Возрастная деформация позвонков и истончение… деструктивные изменения хряща, огрубление синовиальной сумки, уменьшение синовиальной жидкости и снижение эластичности связок. Все это способствует возникновению артритов,…Рис. 61. Возрастная динамика количества быстрых волокон в мышцах
(по: Ларссен Э. и др. 1979)
изменений, что может приводить к развитию тромбофлебитов и тромбозов.
Функциональные возможности сердечно-сосудистой системы с возрастом понижаются. Это обусловлено уменьшением сократительной способности миокарда и ухудшением его кровоснабжения, увеличением дилатации предсердий и желудочков, ослаблением роли нервных механизмов регуляции и повышением — гуморальных. У пожилых людей уменьшается васкуляризация всех органов и тканей, т. к. понижается эластичность сосудов и повышается их тонус вследствие снижения в стенках сосудов эластина и увеличения коллагена и солей натрия и кальция. После 35-40 лет в стенках сосудов обнаруживается холестерин, а максимум его отмечается в 60-70 лет, что приводит к развитию атеросклероза. Развитию атеросклероза способствуют несбалансированное питание, малоподвижный образ жизни, стресс. Однако заметим, что атеросклероз — болезнь, свойственная, но не обязательная даже в пожилом возрасте!У мужчин атеросклероз развивается на 10 лет раньше, а инфаркты миокарда у них встречаются в 4 раза чаще, чем у женщин. Это обусловлено повышенным содержанием в крови женщин эстрогенов, которые задерживают отложение холестерина в стенках сосудов. Вследствие снижения эластичности сосудов возрастает периферическое сопротивление кровотоку, уменьшается его скорость и повышается артериальное давление.
Частота сердечных сокращений после 40-50 лет увеличивается. Вследствие снижения сократительной способности миокарда уменьшается УОК, а в организме должен поддерживаться на достаточном уровне МОК, что в какой-то мере и достигается увеличением ЧСС. Уровень артериального давления растет, при этом в большей степени диастолическое, что обусловлено повышением тонуса сосудов; пул ьсо-вое давление, естественно, снижается. Одной из наиболее важных медицинских проблем является контроль за динамикой артериального давления у пожил ых людей и знание его нормальных возрастных показателей. С этой целью профессор
Военно-медицинской академии З.М.Волынский с сотрудниками (1954) обследовали 109 тысяч жителей Ленинграда и вывели формулу «идеального» артериального давления для людей в возрасте от 20 до 70 лет: систолическое
. В соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения нормсыьное артериальное давление у людей зрелого и пожилого возраста не должно превышать 140/90ммрт. ст.
Органы дыхания с возрастом также претерпевают некоторые функциональные и морфологические изменения. Эти изменения выражаются в понижении эластических свойств легочной ткани, уменьшении силы дыхательных мышц и бронхиальной проходимости,
развитии пневмосклероза, что приводит к снижению вентиляции легких, нарушению газообмена, появлению одышки, особенно при физических нагрузках. В возрасте 60лет (по сравнению с 25-летними) общая емкость легких снижена примерно на 1000 мл, ЖЕЛ — на 1500мл, остаточный объем после максимального выдоха увеличен на 15-20%. Однако следует сказать, что в целом функции дыхательной системы (например, по сравнению с сердечно-сосудистой) являются достаточно стабильными и даже в глубокой старости обеспечивают потребности метаболизма в кислороде.
Пищеварительная система наибольшего функционального развития достигает к 25 годам, высокой остается до 40-45 лет, затем снижаются секреторная, кислотообразующая, моторная и всасывательная функции. Например, если в возрасте 25 лет отсутствие свободной соляной кислоты в желудочном соке встречается в 3-4% случаев, то у 60-70-летних — уже в
26-28%. Функции печени с возрастом изменяются несущественно.
После 20-25 лет отмечается постепенное снижение почечного кровотока, клубочковой фильтрации, реабсорбции и экскреторной функции канальцев; несколько позднее наблюдается инволюция нефронов. Эти изменения приводят к уменьшению диуреза. Хотя он становится чаще вследствие повышения порога раздражения рецепторов мочевого пузыря, а также отмечается задержка выведения мочевины, мочевой кислоты, креатинина, солей.
Все виды обмена веществ (белковый, углеводный, жировой и минеральный) с возрастом снижаются. Снижение метаболизма обусловлено ухудшением доставки кислорода и питательных веществ к тканям. Названные сдвиги приводят к уменьшению энергообмена и падению физической работоспособности (рис. 62). Пониженный уровень метаболизма сопровождается некоторым снижением температуры тела и кожной температуры, нарушением терморегуляции, особенно химической.
По мере старения организма снижаются функции сенсорных систем. Это проявляется вухудшении зрения, слуха, уменьшении болевой, температурной и тактильной чувствительности рецепторов кожи, повышении порогов вкусовой и обонятельной чувствительности . Наиболее выраженные возрастные изменения претерпевают зрительная и слуховая сенсорные системы. Известно, что с возрастом снижается эластичность хрусталика, и к 45-50 годам аккомодация глаза уменьшается в 4-5раз (рис. 63). Это приводит к развитию дальнозоркости и понижению остроты зрения; кроме того, повышаются пороги цветоощущения и цветоразличения, сужаются границы полей зрения. Ухудшения функций слуховой сенсорной системы проявляются в том, что уже после 35-40 лет снижается слуховая чувствительность, особенно в области высоких частот. После 60 лет
Рис. 62. Возрастная динамика основного обмена
(по: Boothby W.M. atai, 1936)
Рис. 63. Возрастная динамика аккомодации глаза
(модиф. по: Хрипкова А.Г. и др., 1990)
плохо воспринимаются и низкочастотные звуки. Большинство возрастных нарушений слуха обусловлены изменениями, происходящими в звуковоспринимающем аппарате внутреннего уха (уменьшение эластичности основной мембраны улитки и повышение порогов восприятия рецепторов кортиева органа).
ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛЯТОРНЫХ СИСТЕМ
Большинство желез внутренней секреции созревает довольно рано, но неодновременно. Так, гипофиз своего полного развития достигает уже к 15 годам и… Надпочечники максимального веса достигают к 35-40 годам. В зто время наиболее… Поджелудочная железа (смешанного типа) созревает к 10-12 годам, а с 30-35 лет начинается инволюция, особенно ее…ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ ЛЮДЕЙ ЗРЕЛОГО И ПОЖИЛОГО ВОЗРАСТА К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ
Занятия физическими упражнениями и, связанные с этим изменения функций и эмоциональные реакции, благоприятно влияютна организм людей зрелого и пожилого возраста. Наиболее ярко положительное влияние проявляется тогда, когда характер, объем, ритм, интенсивность и другие качества упражнений устанавливаются с учетом тренированности, личностных особенностей и функционального состояния занимающихся. В то же время физические нагрузки должны обеспечивать коррекцию возрастных нарушений и профилактику патологических изменений в организме.
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ И ЦЕНТРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ДВИЖЕНИЙ
активности являются регулярные занятия физическими упражнениями. Установлено, что люди зрелого и пожилого возраста, хорошо физически подготовленные, успешно разучивают и запоминают…ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ
Быстрота с возрастом ухудшается по всем составляющим ее параметрам (латентному периоду сенсомоторныхреакций, скорости одиночного движения и темпа…Рис. 64. Сила кисти в зрелом возрасте
(по: Asmussen E., 1968)
показателей быстроты идет более медленными темпами. Например, у тренированных лиц в возрасте 50-60 лет снижение быстроты составляет
20-40%, а у нетренированных — 25-60% от исходных величин, полученных в 18-20-летнем возрасте.
Сила различных групп мышц достигает максимальных значений к 18-20 годам, остается на высоком уровне до 40-45 лет, а к 60 годам снижается примерно на 25% (рис. 64). Инволюция силы как физического качества может быть оценена по ее показателям в отдельных движенияхипоперестройкетопографииразличныхгруппмышц. К 60 годам в большой степени снижается сила мышц туловища, что обусловлено, прежде всего, нарушением трофики нервно-мышечного аппарата и развитием в нем деструктивных изменений.
У лиц, не занимающихся выполнением физических упражнений, наибольшее снижение силы отмечается в возрасте от 40 до 50 лет, у регулярно тренирующихся — от 50 до 60 лет. Преимущество тренированных людей становится наиболее ощутимым в возрасте 50-60 лет и старше. Например, улиц, занимающихся спортом или физическим трудом, сила кистей рук при динамометрии даже в возрасте 75 лет составляет 40-45 кг, что соответствует в среднем уровню 40-летнего человека. Снижение мышечной силы связано с ослаблением функций симпато-адреналовой системы и половых желез (уменьшается образование андрогенов). Эти возрастные изменения приводят к ухудшению нейро-гуморальной регуляции мышц и снижению в них уровня метаболизма.
Скоростно-силовые качества также с возрастом снижаются, но вклад того или иного качества (силы, быстроты) в общую
двигательную реакцию зависит от характера упражнений. Например, при прыжках в длину с возрастом больше снижается сила, при метаниях — скорость. При выполнении большинства физических упражнений скоростно— силовые качества взаимосвязаны и влияют друг надруга. Тренировкаскоростно-силовой направленности в большей мере развивает эти качества человека и мало влияет на развитие выносливости. И наоборот, тренировка выносливости вызывает ее повышение, мало затрагивая системы и механизмы, ответственные за проявления мышечной силы. Именно поэтому люди зрелого и пожилого возраста при занятиях физическими упражнениями должны использовать их различные комплексы, позволяющие противодействовать инволюционным изменениям большинства органови систем.
Выносливость по сравнению с другими физическими качествами с возрастом сохраняется более длительное время. Считается, что ее снижение начинается после 55 лет, а при работе умеренной мощности (с аэробным энергообеспечением) нередко она остается достаточно высокой в 70-75 лет. Это подтверждают широко известные факты участия людей такого возраста в длительных забегах, заплывах, туристических походах. При выполнении упражнений скоростного, силового и скоростно-силового характера (с анаэробным энергообеспечением) выносливость снижается уже после 40-45 лет. Это обусловлено тем, что развитие выносливости зависит, прежде всего, от функциональной полноценности органов кровообращения, дыхания и системы крови, т. е. от кислородтран-спортной системы, которая при выполнении вышеназванных упражнений тренируется недостаточно. Регулярные занятия физическими нагрузками на выносливость (бег, лыжи, плавание) заметно отдаляют ее снижение, упражнения силового характера (гири, гантели, эспандер) мало влияют на возрастную динамику выносливости.
Гибкость характеризуется способностью выполнять движения с максимальной амплитудой. Без специальной тренировки это качество начинает снижаться уже с 15-20лет, что нарушает подвижность и координацию в различных формах сложных движений. У лиц пожилого возраста, как правило, гибкость тела (особенно позвоночника) существенно снижена. Тренировка позволяет сохранять это качество долгие годы. При попытке восстановить гибкость лучший результат наблюдается у тех, кто имеет хорошую физическую подготовленность.
Основным проявлением ловкости является точность двигательной ориентации в пространстве. Это качество также снижается довольно рано (с 18-20лет); специальные тренировки замедляют снижение ловкости и она остается на высоком уровне в течение многих лет.
ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ ВЕГЕТАТИВНЫХ И РЕГУЛЯТОРНЫХ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА
Движения —это наиболее физиологичный атрибут жизни. Мышечная деятельность вызывает напряжение всех функциональных систем, сопровождается… Влияние мышечной активности настолько велико, что под ее длительным… Какова же роль физических упражнений для людей зрелого и пожилого возраста с физиологических позиций? Под влиянием…Рис. 65. Максимальная ЧСС в зрелом и пожилом возрасте
моторная функции желудочно-кишечного тракта, достаточно стабильны фильтрация и реабсорбция в почках, отсутствуют выраженные отеки, которые чаще всего являются следствием сердечно-сосудистой или почечной недостаточности. Малая же двигательная активность сопровождается ухудшением функций органов пищеварения и выделения.
В пожилом возрасте все виды обмена веществ (белковый, углеводный, жировой и энергетический) снижены. Основным проявлением этого является избыточное содержание в крови холестерина, липопротеидов и молочной кислоты (даже при незначительных нагрузках). Регулярные умеренные физические нагрузки повышают уровень метаболизма и существенно снижают показатели холестерина и липопротеидов, уменьшая возможность развития атеросклероза. В то же время физические нагрузки, даже умеренной мощности, но проводимые эпизодически, сопровождаются избыточным накоплением молочной кислоты и снижением уровня глюкозы в крови, сдвигом рН в сторону ацидоза, повышением недоокисленных продуктов в крови и моче (креатинин, мочевина, мочевая кислота и др.).
Даже умеренная работа у людей старше 40 лет энергетически обеспечивается, главным образом, за счет анаэробного гликолиза, что обусловлено ухудшением удовлетворения кислородного запроса.
Функции регуляторных систем организма (железы внутренней секреции и ЦНС) с возрастом также снижаются. После 40-45 лет ухудшаются функции гипофиза, надпочечников и поджелудочной железы, после 50 лет — функции щитовидной и половых желез. Умеренные регулярные физические нагрузки задерживают снижение функций этих желез; значительные нагрузки, а также выполнение упражнений лицами, не адаптированными к ним, угнетают деятельность желез внутренней секреции.
Параметры центральной нервной системы и высшей нервной деятельности наиболее устойчивы и менее подвержены возрастным инволюционным процессам. Оздоровительная физическая культура активирует функции ЦНС и ВНД, тяжелая физическая работа — угнетает их. Естественно, возрастные изменения функций ЦНС и эндокринной системы ухудшают нервную и гуморальную регуляцию всех вегетативных систем организма.
ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ, РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И СОХРАНЕНИЕ ЗДОРОВЬЯ ЛЮДЕЙ
характеристик тех функций и качеств, которые обусловливают успешность его жизнедеятельности. Основными функциональными состояниями, связанными с двигательной активностью,… Совершенно очевидно, что в пожилом возрасте быстрее развивается утомление, и оно легче переходит в переутомление.…Рис. 66. Физическая работоспособность в зрелом и пожилом возрасте
возраста обусловлены многими факторами. Прежде всего, у них наблюдается замедление скорости кровотока, уменьшение объема циркулирующей крови и ее оксигенации, развитие гипоксии органов и тканей. Небольшие запасы гликогена в мышцах и печени приводят к падению уровня глюкозы в крови, снижению окислительных процессов и энергообмена. Отмечается также замедление восстановительных реакций и развитие склеротических изменений в сосудах и тканях организма. В результате этого снижаются прямые показатели работоспособности (количество и качество выполненной работы) и ее косвенные критерии (клинико-физиологические, биохимические и психофизиологические), которые свидетельствуют о возрастании физиологической цены выполняемой работы.
Значение физических упражнений и мышечной активности следует рассматривать, прежде всего, в свете теории моторно-висце-ральных рефлексов, сформулированной Р. М. Могендовичем в 1947 году. Согласно этой теории, моторика выступает как ведущая система, которая определяет уровень деятельности всех основных систем организма. Основываясь на данной теории, представляется возможным оценивать взаимодействие двигательной и вегетативной систем, осуществлять профилактику неблагоприятных функциональных изменений, заболеваний и преждевременного старения.
В настоящее время существует целый ряд подходов к оценке состояния здоровья, физической подготовленности и выносливости человека. Например, хорошо известен тест здоровья, принятый медико-биологической программой ЮНЕСКО, который рекомендует учитывать возраст человека, его массу тела, курение, употребление алкоголя, выносливость к статическим нагрузкам, пульс в покое и характер его восстановления после динамической нагрузки. За каждый показатель начисляются очки и на основе их суммы выносятся соответствующие рекомендации по особенностям питания, двигательной активности и специальной физической тренировке.
Все авторы многочисленных способов и средств продления активного долголетия и профилактики старения на первое место ставят физические тренировки. Так, американский физиолог А. Танни из 10 рассмотренных для этих целей средств (питание, курение, продуктивная работа, оптимизм, любовь и внимание к людям, тренировка ума и др.) опять-таки ведущим считает использование оптимальных физических нагрузок. С физиолого-педагогической точки зрения оптимальной нагрузкой является наименьший ее объем, который позволяет достигать возможно высокого полезного результата.
Наиболее доступными и достоверными критериями оценки оптимальности оздоровительных нагрузок является частота
сердечпых сокращений и % МПК (уровень потребления кислорода). В
настоящее время существуют неоднозначные мнения по величине этих констант, но принципиально важным является то, что все авторы рекомендуют при этом учитывать возраст, уровень тренированности и состояние здоровья человека. Если обобщить данные большинства специалистов в этой области, то можно рекомендовать средние величины частоты сердечных сокращений для лиц разного возраста при занятиях оздоровительной физической культурой. Так, лицам в возрасте до 20 лет рекомендуются нагрузки при частоте пульса не более 140 ударов в минуту, 30-летним—до 130,40-летним —до 125,50-летним—до 120, а 60-летним и старше — до 100-110 ударов в минуту. Н. А. Амосов допускает большие нагрузки людям зрелого и пожилого возраста, достаточно хорошо тренированным, с частотой пульса 130-150, а для начинающих — не более 120-130 ударов в минуту. При выполнении специальных физических упражнений, оздоровительной ходьбе и беге потребление кислорода у лиц пожилого возраста должно составлять 50-60% МПК, у более молодых людей эта величина может достигать 60т75%.
Роль и значение физической культуры в сохранении здоровья, профилактике преждевременного старения и продлении активного долголетия определяются рядом физиологических изменений у лиц, регулярно выполняющих рекомендуемые физические нагрузки. У таких людей улучшается оксигенация крови, органов и тканей, предупреждается регионарная гипоксия, повышается уровень метаболизма и выведение из организма конечных продуктов обмена веществ. У этих лиц остаются на высоком уровне биосинтез белка, ферментов и гормонов, что существенно замедляет процессы старения организма. Профилактика ишемической болезни сердца, атеросклероза и ожирения обусловлены снижением уровня холестерина и липопротеидов при достаточных мышечных нагрузках. Последние, повышая функциональную активность мышц («мышечный насос» или «периферические сердца», по Н. И. Аринчину), улучшают деятельность сердечно-сосудистой системы. Сохраняются и совершенствуются регуляторные и адаптивные механизмы, активность иммунной системы, а в конечном итоге повышается устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов среды, снижается возможность возникновения ряда заболеваний, сохраняются умственная и физическая работоспособность.
Этот раздел хотелось бы закончить словами древних мудрецов: «Хочешь быть здоровым — бегай, хочешь быть красивым — бегай, хочешь быть умным — бегай». От себя лишь добавим, что бегать надо тоже с умом!
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ У СПОРТСМЕНОВ РАЗНОГО ВОЗРАСТА
В соответствии с русской пословицей: «Сила есть — ума не надо», уже априори предполагалось, что людям физического труда, в том числе и спортсменам, интеллектуальные (умственные) способности не очень нужны. Может быть, отчасти, и поэтому в учебниках и учебных пособиях вопросы умственной работоспособности спортсменов не отражались. Хотя еще И. М. Сеченов указывал, что в любой физической работе обязательно присутствуют элементы и умственной деятельности.
ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ СПОРТА ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ И ИХ ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
Спортсмен, находящийся на игровой площадке, футбольном поле, боксерском ринге и пр., должен оценивать свое местоположение в их пределах,… На эффективность тактического мышления оказывают влияние определенные… имеет достоверную корреляцию с силой нервных процессов, ихРис. 67. Возрастная динамика времени решения тактических задач у баскетболистов
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ВОСПРИЯТИЯ,
ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ
ОТВЕТНЫХ ДЕЙСТВИЙ
На первом этапе (афферентного синтеза) восприятие внешней и внутренней информации обеспечивается деятельностью различныхРис. 68. Физиологические механизмы тактического мышления
сенсорных систем, в которой основную роль играет зрительная сенсорная система. Зрение обеспечивает поступление 80-90% внешней информации. При этом огромную роль играет поисковая функция глаза, так как глаз человека не просматривает абсолютно все видимое пространственное поле, а выбирает наиболее значимые детали, в результате повышается скорость и эффективность восприятия ситуации. В мозгу создается ее обобщенный образ.
Поисковая функция глаза совершенствуется по мере роста спортивного мастерства. Опытные спортсмены способны быстро схватывать целостные картины внешней ситуации, совершая меньшее количество поисковых движений глаз и лучше выделяя значимые детали, чем менее подготовленные. Боксер мастер спорта затрачивает на опознание финтов или ударов соперника на 1 с меньше, чем менее квалифицированный спортсмен, делает при этом в 2.5 раза меньше ошибок и совершает 1-3 макродвижения глаза (а боксер разрядник — 4-10 движений глаза). При восприятии полета мяча опытные теннисисты по сравнению с менее опытными совершают гораздо меньше ошибок в определении места и времени его встречи, даже при наблюдении лишь за начальной частью траектории его полета, а взор спортсмена сразу перемещается в конечную точку, не прослеживая всего пути.
Улучшению процессов восприятия способствует хорошая острота зрения и расширение поля зрения у спортсменов, особенно на цветные раздражители.
В реакциях на движущийся объект большое значение имеет восприятие его скорости, при котором происходит либо движение глаза за целью, и тогда анализируется информация от глазодвигательного аппарата, либо информация поступает от последовательного возбуждения фоторецепторов при перемещении изображения по сетчатке неподвижного глаза. Важна для восприятия ситуации отлаженная координация движения обоих глаз. Идеальный мышечный баланс встречается у нетренированных лиц примерно в 40% случаев, а у спортсменов игровых видов спорта — в 50-80% случаев.
Слуховая сенсорная система участвует в решении тактических задач, обеспечивая ориентацию в пространстве и особенно во времени. Речевые сигналы необходимы для взаимодействия спортсменов, получения информации от тренеров, судей, словесных самоотчетов, инструкций и пр. информации.
В тактическом мышлении учитывается также информация от вестибулярного аппарата, от мышц и кожи, от внутренних органов.
Созревание сенсорных систем завершается, в основном, к 12-13-летнему возрасту, а у юных спортсменов на 2-3 года раньше, чем у нетренированных сверстников. Это и определяет достаточное развитие у юных спортсменов процессов восприятия.
Доминирующая мотивация участвует в процессах предпрограм-мирования, осуществляя оценку ситуации и помогая в выборе моторных и тактических программ из памяти. С ее помощью происходит мобилизация усилий на удовлетворение потребностей, обеспечение положительных эмоций в деятельности спортсмена.
Она формируется с участием предшествующих переживаний,
индивидуального опыта, накопленных знаний, представлений личности о цели и задачах действия, о чувстве долга, сиюминутных соображений и желаний и т. п. В формировании такой доминирующей мотивации принимают участие нервные процессы в различных корковых и подкорковых структурах мозга (в частности, лимбичес-кая система регуляции эмоций), а также гормональная настройка организма.
В целом, весь этап афферентного синтеза обеспечивается тесным взаимодействием двух функциональных систем мозга: первым функциональным блоком — регуляции уровня бодрствования, куда входят неспецифические системы мозга (ретикулярная формация, лимбическая система), и вторым функциональным блоком — восприятия, переработки и хранения информации, включающем сенсорные системы с первичными, вторичными и третичными (нижнетеменными) полями задней половины коры больших полушарий.
Процесс принятия решений и программирование ответных действий осуществляет третий функциональный блок мозга — блок регуляции сложных форм поведения, программирования и контроля движений —в передних отделах коры (Лурия А. Р., 1973). Высшим отделом этого блока являются ассоциативные переднелобные области коры, которые на основании полученных сведений («что имеем?») осуществляют ключевой момент тактического мышления — принятие решения о цели и задачах действия («что делать?»). Одновременно формируется образ результата действия («что должно получиться»).
Процессы восприятия информации и принятия решения по длительности составляют примерно 50-60% от общего времени решения тактических задач. Принятие решения контролируется сознанием. При этом логическому решению всегда предшествует интуитивное решение, которое не осознается, т. е. является довербальным (доречевым) компонентом принятия решения. За ним следует вербальный компонент — с участием внутренней речи, который отражается в сознании (этот период можно зафиксировать по появлению небольшой активности в ЭМГкруговой мышцы рта). В осуществлении принятия решения имеет большое значение синхронизация электрической активности различных областей коры больших полушарий. Она облегчает межцентральные взаимодействия в процессе переработки информации. Чем более стабильными и сильными
являются функциональные взаимосвязи корковых центров, тем быстрее работает и оказывается более помехоустойчивой рабочая система мозга, становится более эффективным и меньше нарушается тактическое мышление.
Богатый запас тактических знаний позволяет квалифицированным спортсменам использовать различные их комбинации и строить на основе процессов экстраполяции (использования предшествующего опыта) новые тактические комбинации в неожиданных условиях.
Автоматизация мыслительных операций позволяет многие решения принимать почти мгновенно, как бы интуитивно, а осознавать их уже после выполнения (например, в боксе, фехтовании). Какпока-зывают электрофизиологические данные, по мере автоматизации навыков тактического мышления и двигательных навыков включение переднелобных областей в работу системы регуляции деятельности уменьшается, что сокращает число активных нейронов и увеличивает скорость решения тактических задач.
Переднелобные (третичные), премоторные (вторичные) и моторные (первичные) поля коры совместно с базальными ядрами, таламусом и мозжечком формируют программу ответных действий и передают ее рабочим органам на периферию. Результаты выполнения движений контролируются переднелобными областями (через каналы обратной связи). Задуманное и осуществленное действие сопоставляются в специальных аппаратах сравнения (хвостатое ядро и др.). При их несоответствии в программы вносятся поправки — сенсорные коррекции.
Скорость обучения и конечный уровень навыков тактического мышления зависят от индивидуальных психофизиологических особенностей спортсмена (лабильности и подвижности нервных процессов, типа нервной системы, способности к оперативному мышлению, концентрации и избирательности внимания и др.). В среднем, около 30% спортсменов обладают высоким уровнем обучаемости, значительно повышая скорость и эффективность решения тактических задач в процессе обучения. Средние способности к обучению обнаруживают примерно 45% спортсменов, слабые — около 25%. Следовательно, процесс обучения тактическому мышлению протекает с разным успехом, демонстрируя разную тренируемость спортсменов.
СКОРОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТАКТИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ. ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ МОЗГА
Эффективность решения тактических задач оценивается правильностью решения и временем решения. Параметры этих показателей зависят от пропускной способности мозга. Величина пропускной способности (С) равна количеству переработанной информации (I) в единицу времени (Т). За единицу информации 1 бит
принимается ее количество, которое перерабатывается при выборе из двух альтернативных решений. Между числом альтернатив (А) и количеством информации существуют следующие отношения (табл. 33).
Таблица 33
Соотношения количества информации (I, бит)
И числа альтернативных выборов (А)
| А | |||||||||
| I | 1.0 | 1.58 | 2.0 | 2.32 | 2.58 | 2.81 | 3.0 | 3.17 | 3.32 |
У человека время решения увеличивается прямо пропорционально росту количества предъявляемой информации до 3 бит, а при большем количестве информации резко возрастает и не изменяется, так как человек не способен эту информацию сознательно воспринять и действует в условиях полной для него неопределенности.
Индивидуальные скоростные возможности в ситуации выбора зависят от быстродействия мозга, которое отражается в частоте основного ритма биопотенциалов коры больших полушарий — альфа-ритма. Чем выше частота альфа-ритма, тем короче латентный период реакции выбора. Общее время решения тактических задач и время принятия решения зависят у спортсменов от уровня спортивного мастерства (квалификации, тактической подготовленности, роста работоспособности в годичном тренировочном цикле и пр.), спортивной специализации (специфики вида спорта и спортивного амплуа), возраста и пола, степени утомления и др. факторов. В основе скорости переработки информации лежат врожденные свойства мозга — лабильность и подвижность нервных процессов, которые в ходе тренировки меняются незначительно.
Пропускная способность мозга (по данным разных авторов) у квалифицированных спортсменов при напряженной спортивной деятельности колеблется в пределах 0.5-3 бит./с (рис. 69). Например, пропускная способность (бит./с) составляет у горнолыжников 3.5; у хоккеистов 2.8; у теннисистов 2.38; у гандболистов 2.33-3.01; у футболистов 2.28-2.85; у баскетболистов 1.66-2.14; у волейболистов 1.7; у ориентировщиков 0.84-1.28; у велосипедистов-шоссей-ников 0.62-0.96.
У людей нетренированных и спортсменов-разрядников оптимальным числом предъявляемой информации является 2 бита в 1 с, при этом наблюдается наибольшая скорость ее переработки и наиболее длительное сохранение умственной работоспособности на высоком уровне. У выдающихся спортсменов — членов сборных команд страны и Олимпийских команд пропускная способность достигает
Рис. 69. Пропускная способность мозга у квалифицированных спортсменов
(по данным разных авторов)
4-6 бит./с (например, у футболистов 3.44 бит./с и выше, у фехтовальщиков 5.26-6.32 бит./с).
Определить пропускную способность можно, предъявляя спортсмену тактические задачи с определенным информационным содержанием (количеством альтернатив) и фиксируя время ответа. Можно также использовать таблицу с кольцами Ландольта, поставив спортсмену задачу, как можно быстрее просматривать таблицу и зачеркивать кольца с определенным разрывом (по циферблату часов — 12.00, 1.30,3.00,4.30,6.00,7.30,9.00 и 10.30). Пропускную способность (С) рассчитывают по формуле:
,
где: n— число пропущенных или ошибочно зачеркнутых колец,
Т — время выполнения задания (с).
Величина пропускной способности является важным критерием адаптации спортсмена к нагрузкам и может быть использована для контроля тактической подготовленности. Разработана специальная шкала оценок пропускной способности для определения пригодности к конкретным видам спорта. По этой шкале, в частности, очень высоко оценивается пригодность к футболу тех спортсменов, которые в простых тестах (например, определение времени простой
зрительно-двигательной реакции) показывают пропускную способность выше 5 бит/с. В аналогичных условиях было показано, что высококвалифицированные фехтовальщики имеют пропускную способность 5-6 бит/с,
Особенностью женского организма является меньшее нарастание пропускной способности в процессе обучения, чем у мужчин. Так, у гандболисток на протяжении подготовительного периода пропускная способность мозга возросла от 2.32 до 2.57 бит/с, а у мужчин-гандболистов за тот же период занятий — от 2.33 до 3.00 бит/с.
Женщины по сравнению с мужчинами лучше решают более простые, стандартные задачи, особенно в монотонных условиях. Однако хуже решают более сложные задачи, в новых и экстремальных ситуациях. Процессы восприятия и переработки информации, появление тактических ошибок у женщин-спортсменок зависят от периодов овариально-менструального цикла. Ухудшение процессов решения тактических задач отмечается у них в менструальную, овариальную и предменструальную фазы.
ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ СПОРТСМЕНОВ, ЕЕ ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
Помехоустойчивость — одно из наименее тренируемых свойств организма, обуславливаемое наследственными влияниями. В этом отношении особенно важно… Физиологической основой явления помехоустойчивости является формирование в… Посторонние раздражения подкрепляют рабочую доминанту.ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ АСИММЕТРИИ СПОРТСМЕНОВ РАЗНОГО ВОЗРАСТА
Тело человека имеет, в принципе, двустороннюю симметрию. Однако существуют различия в весовых, линейных, объемных размерах, структуре и функциях парных органов и симметричных частей его тела. Эти особенности проявляются в результате генетических (наследственных) влияний, а также социальных, климато-географических и прочих средовых воздействий. У человека различают моторную, сенсорную и психическую асимметрию.
МОТОРНЫЕАСИММЕТРИИ У ЧЕЛОВЕКА, ИХ ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
Ведущую конечность определяют по следующим признакам: 1) ее предпочтение при выполнении действия одной рукой или ногой, 2) более высокая эффективность по силе, точности и быстроте включения,СЕНСОРНЫЕИ ПСИХИЧЕСКИЕАСИММЕТРИИ. ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ АСИММЕТРИИ
Особое значение в поведении человека имеет асимметрия зрения. Примерно две трети населения имеет правостороннюю асимметрию, т. е. ведущий правый… В целом, восприятие объекта в большей мере обеспечивается ведущим глазом, а восприятие окружающего фона — неведущим глазом.Частый вариант индивидуального профиля асимметрии
Различных функций
У детей 4-7 лет односторонний правый профиль асимметрии (рука, нога, глаз, ухо) наблюдается только в 15% случаев, а парциальный — в 80% случаев. По… Особое значение в жизнедеятельности человека имеет сочетание ведущей правой… Обследование школьников-правшей 7-15 лет с правым ведущим глазом показало их большую способность к понятийному,…Асимметрии у мужчин и женщин
| Пол | Рука-Глаз | Ухо-Глаз |
| Мужчины | ||
| Женщины |
ПРОЯВЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АСИММЕТРИИ У СПОРТСМЕНОВ
или без него — выбор вооруженной руки у фехтовальщика, правостороннего или левостороннего хвата клюшки у хоккеиста, стороны вдоха при плавании… Определение моторной асимметрии только по врожденным признакам показало, что… Неравномерное морфологическое развитие, одностороннее преобладание физических качеств и асимметрия двигательных…Рис. 70. Количество технических приемов у футболистов, выполняемых ведущей и неведущей ногой
Ведущая нога развивает большие усилия и делает более длинные шаги в легкоатлетическом беге, при передвижении на лыжах и лыжероллерах, активнее участвует в выполнении поворотов, в обгоне соперников на дистанции.
В асимметричных ациклических упражнениях (например, удары по мячу у футболистов и др.) технические приемы выполняются в основном ведущей конечностью, а неведущая осуществляет вспомогательную функцию, роль опоры (рис.70). При выполнении прыжков (в фигурном катании и др.) ведущая нога является маховой (у большей части спортсменов — правая), а неведущая—толчковой (ле -вая нога). Левую ногу как толчковую используют до 90% прыгунов в высоту, около 60% прыгунов в длину; большие усилия ее отмечаются у 86% бегунов на короткие дистанции.
Среди фехтовальщиков — финалистов крупнейших международных соревнований представительство левшей в 10 раз превышает средние популяционные данные.
У спортсменов отмечаются также проявления сенсорной асимметрии. Ведущим глазом у преобладающего числа спортсменов является правый: правоглазых — 85%, левоглазых — около 12%, без асимметрии — примерно 3%. У стрелков все праворукие спортсмены имеют ведущий правый глаз (табл. 36).
Таблица 36
Функциональная асимметрия глаз у спортсменов
У многих представителей циклических видов спорта встречается перекрестная моторная асимметрия: у пловцов-подводников ведущими являются правая рука… можно видеть у 60% высококвалифицированных лыжников-гонщиков. Спортсмены, имеющие односторонний тип доминирования функций (либо правый, либо левый профиль асимметрии) отличаются…Психофизиологические и личностные особенности
Фехтовальщиков-рапиристов высокого класса — мастеров спорта
И мастеров спорта международной квалификации
С различным типом моторного доминирования
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕНИРОВОЧНЫМ ПРОЦЕССОМ С УЧЕТОМ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АСИММЕТРИИ
При систематическом выполнении преимущественно односторонних упражнений происходит преобладающее развитие ведущей конечности и усиление асимметрии.… Однако при выполнении многих симметричных упражнений функциональная… Сильнейшая конечность выполняет большую работу, производит большие по амплитуде и силе движения в симметричных…Рис. 71. Асимметрия двигательного аппарата у тяжелоатлетов
(данные амплитуды и длительности ЭМГ при толчке штанги)
(по: Степанов B.C., 1985)
Накопленные данные указывают, что в результате долговременной адаптации к выполнению специальных упражнений симметричного характера наибольших успехов добиваются спортсмены, имеющие наименьшие различия в действиях правой и левой конечности (рис. 71), в то время как при выполнении упражнений одностороннего характера ведущие спортсмены имеют выраженную асимметрию.
Формирование двигательных навыков у спортсменов сопровождается различным участием правого и левого полушария в управлении движениями.
Доминирование функциональных систем управления движениями (с избирательными взаимосвязями корковых потенциалов, рабочими ритмами) елевом полушарии наблюдается у спортсменов высокой квалификации, по мере их вхождения в спортивную форму в годичном тренировочном цикле, при выполнении освоенных движений (выработанных двигательных навыков) и в период устойчивого состояния (или оптимальной работоспособности) в процессе работы.
Преобладание специфических систем управления движениями в правом полушарии отмечается у спортсменов низкой
квалификации, в периоды врабатывания и утомления, в состоянии
перетренированности, придезавтоматизациидвигательных навыков, т. е. при всяком снижении уровня специальной работоспособности спортсменов.
Из всего изложенного следуют два важных вывода:
• функциональная асимметрия изменяется под влиянием специфических тренировочных воздействий;
• направленные изменения (усиление или сглаживание)
функциональной асимметрии в процессе тренировки являются важным резервом повышения специальной работоспособности спортсменов. Исследования в этом направлении показали возможность и целесообразность управления тренировочным процессом с учетом симметрии-асимметрии. Так, например, для повышения эффективности выполнения симметричных упражнений целесообразны тренировочные занятия, направленные на сглаживание имеющейся функциональной асимметрии.
Направленные влияния должны использоваться на протяжен ии круглогодичной подготовки с основным объемом работы в подготовительном периоде. В процессе сглаживания функциональной асимметрии (у лыжников-гонщиков, тяжелоатлетов и др.) в недельном микроцикле следует включать 3-4 занятия с дополнительной нагрузкой на неведущую конечность при выполнении основных и вспомогательных упражнений. Дополнительный объем работы неведущей конечности должен превышать нагрузку на ведущую конечность на 15% у мастеров спорта и на 10% у спортсменов-разрядников.
Иная направленность управляющих воздействий должна быть в случае необходимости усиления асимметрии (например, в стрельбе. фехтовании, теннисе и ряде других видов спорта). В этих случаях неведущую конечность предлагается использовать лишь для «разгрузки» ведущей конечности.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНДИВИДУАЛЬНО-ТИПОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ СПОРТСМЕНОВ И ИХ РАЗВИТИЕ В ОНТОГЕНЕЗЕ
Понятие «высшая нервная деятельность» (ВИД) в физиологию введено И. П. Павловым, заменившим прежний термин — психическая деятельность. ВНД присуща всем организмам, обладающим нервной системой. В основе ВНД лежит взаимодействие условных и безусловных рефлексов, к которым у человека добавляется вторая сигнальная система.
ИНДИВИДУАЛЬНО-ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЧЕЛОВЕКА
По силе нервных процессов все организмы были разделены на сильных и слабых, по уравновешенности — на уравновешенных и неуравновешенных, а по… Оказалось, что их комбинации позволили выделить типы, соответствующие 4… В целом, можно выделить следующие 4 типа ВНД и соответствующие им темпераменты.РАЗВИТИЕ ТИПОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ В ОНТОГЕНЕЗЕ
На протяжении периода с 5до 7лет значительно возрастают сила и подвижность нервных процессов. Угашение дифференцировок вырабатывается в 2 раза… В возрасте 7-10 лет все свойства нервной системы уже достигают характерных… Сильный уравновешенный, оптимально возбудимый, быстрый тип. Дети этого типа быстро образуют и прочно сохраняют…ИНДИВИДУАЛЬНО-ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СПОРТСМЕНОВ И ИХ УЧЕТ В ТРЕНИРОВОЧНОМ ПРОЦЕССЕ
При изучении типологических особенностей адаптации человека к условиям внешней среды В. П. Казначеевым (1984) было все население классифицировано… в психологическом плане — склонностью к эмоциональным стрессам. Они быстро… При адаптации спортсменов к физическим нагрузкам отмечают различные типы индивидуальных реакций вегетативных и…ИНДИВИДУАЛЬНО-ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ БИОРИТМОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА
пр. К внешним синхронизаторам относят периодические изменения температуры, освещенности, колебания магнитного поля земли, атмосферного давления и… В организме человека ведущую роль в регуляции биоритмов играют функции… Суточные биоритмы наиболее знакомы человеку (рис. 73). Они формируются к концу 3 недели жизни ребенка. В целом,…Рис. 73. Изменение работоспособности у человека на протяжении суточного цикла
Рис. 74. Распределение работоспособности у «жаворонков» (а) и «сов» (б)
(около 16 час.) и наименее деятельны ночью (около 4-5 час). В зависимости от времени суток варьируют также смертность человека (наибольшая около 4-х час), чувствительность клекарствам, рентгеновским облучениям идругим воздействиям, что учитывается в хронотерапии.
Среди населения по индивидуальным типам суточных биоритмов различают людей, имеющих наибольшую активность функций и наибольшую работоспособность в утренние часы—с 9 до ІЗ час. (рис. 74), называемых «жаворонками» (их около 20-25%); наиболее активных вечером с 21 часадо 1 часа ночи— «сов» (около 30-40%) и активных в течение всего дня — аритмиков (около 50%). Наличие этих биоритмов оказывает влияние на спортивную деятельность. Спортсмены с утренним типом суточного цикла более эффективно тренируются и лучше выступают на соревнованиях в утренние часы, а спортсмены с вечерним типом, соответственно, — в вечернее время.
При различных экстремальных воздействиях и тяжелых состояниях возникает рассогласование периодичности функций— д е -синхроноз (при действии алкоголя, наркотиков, болезнях, смене часовых поясов, перетренированности спортсменов). При смене часовых поясов происходит постепенная перестройка суточных биоритмов, для чего требуется 1-2 недели. У женщин-спортсменок эта перестройка происходит быстрее, чем у мужчин-спортсменов, у юных спортсменов 14-16-ти лет быстрее, чем у взрослых спортсменов.
Рис. 75. Графическое изображение физического (а), эмоционального (б) и интеллектуального (в) циклов человека
Рис. 76. Изменение величин прироста результатов (в %) по отношению к каждому предыдущему году: А —у 16 легкоатлеток — призеров Олимпийских игр 1980 г. в беге на 400, 800 и 1500 м; Б —у 67 сильнейших
Метателей мира
Обнаружено, что у многих спортсменов доминируют недельные и 2-х недельные биоритмы — по показателям минутного объема дыхания, частоты… К околомесячным биоритмам (18-37 суток) можно отнести специфический… Физический ритм с периодом 23 дня связан с колебаниями работоспособности, энергии организма; эмоциональный ритм (28…ЗАКЛЮЧЕНИЕ
С позиций системного подхода, одно из них состоит в том, что в основе жизнедеятельности организма как единого целого лежит совокупная работа… Функциональные системы имеют отличную от рефлекторной дуги циклическую… Следующее положение касается поддержания постоянства внутренней среды организма. Для сохранения гомеостаза и…– Конец работы –
Используемые теги: Физиология, человека0.036
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Реклама
Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.
© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.18 сек.
Новости и инфо для студентов