Физическое воспитание

 

По мере нарастания мощности физической нагрузки линейно повышаются величины ЧСС и сердечного выброса.

 

Влияние физической нагрузки на сердечный выброс и частоту  сокращений сердца (по В. И.Дубровскому)

Состояние 

ЧСС, уд/мин 

Сердечный выброс, л/мин

 

Покой 

60 

5,5

 

Умеренная нагрузка 

100 

10,9

 

Интенсивная нагрузка 

138 

15,0

 

 

При увеличении кровотока  одновременно уменьшается сопротивление  продвижению крови по сосудистому  руслу — так называемое периферическое сопротивление. Это следствие раскрытия  в работающих мышцах большего по сравнению  с покоем числа капилляров, а также  изменения упруговязких свойств  сосудистых стенок — снижение сосудистого  тонуса. Величина уменьшения периферического  сопротивления не всегда зависит  от увеличения кровотока. В результате повышается артериальное давление: систолическое  растет до 200 мм рт. ст. более или менее  пропорционально мощности выполняемой  работы.

 

В интенсивно работающих мышцах кровоток возрастает в 15— 20 раз, причем количество функционирующих капилляров может увеличиваться в 50 раз. Во время  физической нагрузки кровообращение перестраивается  в режим максимального удовлетворения потребностей работающих мышц в кислороде.

 

При систематических занятиях физическими упражнениями значительно  нарастает как абсолютный, так  и относительный объем крови.

 

Изменения функционального  состояния органов дыхания при  занятиях физической культурой и  спортом. Объем работы дыхательного аппарата в процессе занятий физической культурой и спортом увеличивается  в соответствии с ростом газообмена. Если физическая нагрузка не слишком  значительна, между величинами вентиляции легких и потребления кислорода  обнаруживается линейная зависимость. При напряженной физической работе эта зависимость может нарушаться и тогда вентиляция увеличивается  в большей степени. У большинства  лиц, занимающихся физической культурой  и спортом, вентиляция легких не бывает больше 100 л/мин. Во время занятий  наряду с этим обычно повышается и  использование воздуха в легких. В покое вентиляция легких составляет 5—8 л/мин при использовании 3—4% кислорода. Во время занятий вентиляция увеличивается, составляя уже десятки литров в минуту, использование кислорода  оказывается обычно равно 4— 8 %. Однако так бывает лишь в упражнениях, выполняемых  с участием большей части мускулатуры.

 

В результате систематических  спортивных тренировок у юных спортсменов  наблюдается значительное по сравнению  со сверстниками-неспортсменами повышение  функционального уровня внешнего дыхания, характеризуемого величиной жизненной  емкости легких (ЖЕЛ) и времени  произвольной задержки дыхания на вдохе  и выдохе.

 

У юных спортсменов в покое  снижается частота дыхания и  увеличивается вентиляция легких как  за счет углубления, так и за счет учащения дыхательных движений. Во время физических упражнений глубина  дыхания, как правило, не превышает 30—40% от величины ЖЕЛ, а частота дыхания  увеличивается с 10—20 в покое до 30—40 в минуту и более во время  занятий.

 

Ритму дыхания соответствуют  аналогичные ритмичные колебания  в состоянии многих физиологических  систем вследствие иррадиации по нервной  системе колебаний возбуждения  дыхательного центра. Поэтому физическая работоспособность оказывается  неодинаковой в различные фазы дыхательного цикла. Сила мышц выше всего при задержке дыхания и в паузе после  выдоха, несколько меньше эта величина на выдохе и еще меньше на вдохе. Время двигательных реакций укорачивается  на вдохе.

Изменения работоспособности  в различные фазы дыхательного цикла (по К. М. Смирнову)

Показатель 

Вдох 

Выдох 

Пауза

 

Становая сила, кг 

119 

127 

133

 

Время двигательной реакции, мс 

394 

429 

433

 

 

Во время занятий физической культурой и спортом повышается диффузионная способность газов, т. е. количество кислорода и, следовательно, углекислого газа, диффундирующие в  единицу времени при разнице  парциального давления по обе стороны  альвеолярной мембраны в 1 мм рт. ст. Это  вызвано раскрытием во время работы большего, чем в покое, числа легочных капилляров. Увеличиваются общая  емкость капиллярного русла в  малом круге кровообращения и  скорость кровотока через легочные капилляры.

 

Более активная вентиляции легких при занятиях физической культурой  и спортом приходится благодаря  усилению работы дыхательных мышц в  результате эфферентных влияний  из центральной нервной системы.

 

Эндокринные функции при  занятиях физической культурой и  спортом. В зависимости от мощности физических нагрузок у лиц, занимающихся физической культурой и спортом, увеличивается содержание в крови  норадреналина и адреналина, а  также кортизона и кортикостерона. В процессе адаптации к физическим нагрузкам, т. е. по мере развития тренированности, эти изменения становятся менее  выраженными, а иногда совсем не выявляются. В то же время увеличиваются возможности  повысить содержание катехоламинов  в крови. Во время предельной физической нагрузки у более подготовленных спортсменов содержание норадреналина  и адреналина в крови выше.

 

При длительной мышечной работе активность симпатико-адреналовой  и гипофизарно-адренокортикальной систем снижается. То же самое происходит с уровнем адреналина и норадреналина  в крови. Это связано с меньшей  активностью ферментов биосинтеза адреналина в надпочечниках, что  может иметь причинную связь  со снижением уровня глюкокортикоидов. Содержание глюкокортикоидов в крови  снижается при длительной мышечной работе вследствие повышенной активности гиппокампа, приводящей к угнетению функции гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы. Это защитная реакция организма, предотвращающая исчерпывание его ресурсов, в чем состоит сущность физического утомления. Тем не менее утомление при длительной мышечной работе может по-разному выражаться в гормональных изменениях. При работе умеренной мощности функции коры надпочечников иногда активизируются лишь в том случае, если продолжение работы требует значительного волевого усилия.

 

Мышечная работа сопровождается усиленной активностью и ряда других эндокринных желез. В крови  повышается концентрация глюкогена, сематотропина, альдостерона, вазопрессина, тес-тостерона. Причем если другие изменения можно  рассматривать как результат  усиления секреции соответствующих  гормонов, то увеличение содержания тестостерона сочетается с уменьшением скорости его элиминации из крови во время  мышечной работы. Продуцирование альдостерона возрастает при длительных упражнениях, сопровождающихся усилением потоотделения. Например, у пловцов в водной среде  хорошие возможности для теплоотдачи, и поэтому необходимость в  потоотделении незначительна, экскреция  альдостерона не увеличивается при  напряженных тренировках. При выполнении мышечной работы содержание тиреоидных гормонов щитовидной железы в крови  достигает уровня, наблюдаемого у  нетренированных лиц в покое. Очевидно, лишь для тренированного организма, отличающегося высокой  экономичностью обменных процессов, характерно снижение активности щитовидной железы в покое.

 

Уровень инсулина в крови  снижается во время длительной физической работы, и это результат не только уменьшения его секреции, но и усиления его распада.

 

Рост концентрации адреналина, норадреналина, глюкогена и сематотропина  в крови имеет важное значение для мобилизации энергетических ресурсов организма.

 

Занятия физическими упражнениями вызывают перестройку в терморегуляции за счет усиления энерготрат и обмена веществ. Так, при тяжелой мышечной работе потребление кислорода и  расход энергии возрастают по сравнению  с покоем в несколько раз. Обмен  веществ в процессе сравнительно легкой физической работы повышается в основном за счет усиления энерготрат в скелетных мышцах, а также  в сердце и мозге, а затраты  энергии на работу внутренних органов  уменьшаются. При более тяжелых  мышечных работах расход энергии  возрастает на 95%.

 

Таким образом, потребление  кислорода и расход энергии у  человека зависят от тяжести мышечной работы.

Величины потребления  кислорода и расхода энергии  у человека в состоянии покоя  и при различных видах мышечной работы (по А. И. Колотилову и С. А. Косилову)

Вид мышечной деятельности 

Потребление кислорода, мл/мин 

Расход энергии, ккал/мин 

Расход энергии за сутки, ккал/мин

 

Состояние покоя 

180-200 

1,0 

1400-1700

 

Мышечная работа средней  степени тяжести 

500-1500 

2,7-7,5 

3000-4000

 

Мышечная работа высокой  степени тяжести 

1000-3000 

5-15 

4000-5000

 

 

К мышечной работе в условиях оптимального микроклимата, а также  к работе в условиях нагревания или  охлаждения можно адаптироваться, т. е. сделать ее более экономной  по уровню энерготрат и более переносимой  по показателям теплового состояния. Систематическая тренировка в том  или ином виде спорта приводит к  снижению частоты пульса, кровяного  давления и поглощения кислорода.

 

Как видно из таблицы 9, скорость и объем поглощения кислорода  у лыжников с разной степенью тренированности  могут различаться практически  в 2-3 раза. Интенсивность энерготрат при легкоатлетическом беге распределяется следующим образом: 100 м — 300 ккал/мин; 400 м - 180 ккал/мин; 800 м - 120 ккал/мин; медленный  бег трусцой — 15 ккал/мин.

 

В процессе тренировки детей  младшего школьного возраста, направленной на развитие силы мышц, увеличиваются  показатели силы мышц — в среднем  на 12%, быстроты движений — на 8,7%, общей  выносливости - на 1,2%. В группе детей, тренировавших быстроту движения, эти  величины улучшаются соответственно на 6,9 и 7,6%, а показатели общей выносливости ухудшаются на 2,5%. У детей, тренировавших  общую выносливость, на 28,6 % повысились показатели выносливости, показатели быстроты движения практически не изменились, а мышечная сила возросла на 7,8%.

 

Таким образом, целенаправленное, правильно дозированное с позиции  возрастных функциональных возможностей занятие физическими упражнениями способно вызвать комплексное улучшение  показателей основных двигательных качеств и значительно повысить функциональные возможности двигательного  анализатора детей.

 

Нормализация двигательной активности в процессе занятий физической культурой снижает риск инфаркта на 50%. Известно, что наиболее высокий  уровень смертности среди людей  с низким уровнем физической подготовленности — 64 случая на 10000 человек. Низкая смертность наблюдается среди лиц со средним  уровнем физической подготовленности, а самая низкая — у людей, чья  физическая подготовленность оценивается  как очень высокая — 18,6 случая на 10000 человек (В. И.Белов).

 

Сравним данные о заболеваемости спортсменов и неспортсменов (табл.10).

 

Таблица 10

 

Частота некоторых заболеваний  у спортсменов и практически  здоровых рабочих того же возраста (по Н. Д.Гориневской)

Заболевания 

Частота заболеваний, %

 

Спортсмены 

Неспортсмены

 

Органические заболевания  сердечнососудистой системы 

0 

1,1

 

Гипертонические состояния 

4,2 

10,6

 

Вегетодистония 

3,8 

7,7

 

Заболевания органов пищеварения 

2,9 

5,6

 

Хронический тонзиллит 

1,6 

6,2

 

Сколиоз 

0 

12,5

 

 

Частота заболеваний гриппом  в период эпидемий (на 10 000) и число  дней нетрудоспособности (по Н. Д. Гориневской) у спортсменов также ниже: соответственно 68 и 2,7, у неспортсменов 130 и 5,8. Различаются  эти группы и по длительности заболеваний.

 

Длительность заболеваний  у спортсменов и неспортсменов  разного возраста(по М. Я.Левину и  С. В.Хрущеву)

Группа 

Продолжительность заболевания (дни)

 

ОРИ 

Ангина 

Гнойничковые поражения  кожи 

Лимфаденит

 

10—14-летние

 

Спортсмены 

5,4 

7,3 

10,5 

8,5

 

Неспортсмены 

8,6 

11,3 

5,6 

13,3

 

15—17-летние

 

Спортсмены 

4,6 

7,4 

8,5 

6,7

 

Неспортсмены 

8,3 

10,0 

6,9 

10,0

 

 

Таким образом, у физически  тренированных лиц уровень общей  и инфекционной заболеваемости в 2—3 раза ниже, чем в других группах  населения благодаря активации  генетического аппарата клетки, вызывающей усиление синтеза нуклеиновых кислот и белков, в том числе и белка  митохондрий. Это приводит к увеличению их мощности и повышенному ресинтезу  аденазин-трифосфорной кислоты (АТФ) в  результате дефицита энергетических образований (макроэргических фосфатов), активизации  процессов фосфорилирования и гликолиза. Этот сдвиг и становится сигналом для генетического аппарата клетки.

 

Таким образом, факторы, определяющие рост и развитие, должны иметь характер физиологического стресса, естественное следствие которого — повышение  активности физиологической системы, индуцирующей невозвращение этой системы  к исходному уровню, ее восстановлению с избытком (И. А. Аршавский).

 

Среди лиц, не занимавшихся физической культурой, за медицинской помощью  обращались 58 %, среди занимавшихся нерегулярно — 38%, а среди лиц, регулярно занимавшихся физическими  упражнениями, — лишь 20,8%.