Биологические основы проблем большого спорта. Реферат: Социально биологические основы физической культуры. Воздействие направленной физической нагрузки на отдельные системы организма

В настоящее время основной методологической базой развития любой науки и отрасли знаний является использование системного анализа (Анохин П.К.,1975; Сорокин А.П., 1977; Судаков К В., 1987; Кочетков А.Г., Стрельникова И.Г., 1994; Лебединский В.Ю. Васильев В.Г., 1997 и др.). С его позиций физическая культура и спорт представляют собой сложную, полуоткрытую систему биосоциального уровня, которая должна характеризоваться целостностью и выделенностью.

Принципы системного подхода позволяют характеризовать ее целостность на основе:

• 1) уже имеющихся знаний;
• 2) анализа ее структурно-функциональной организации, условий и причин изменчивости;
• 3) получение о ней новых знаний на основании более глубокой аналого-синтетической деятельности.

С позиций системного анализа невозможно представить функционирование этой системы без ее взаимодействия с внешней средой, которая должна быть от нее выделена, так как без взаимодействия с последней она будет нежизнеспособна, ибо должна с ней обмениваться веществом, энергией и информацией. Их взаимодействие носит сложный, многокомпонентный характер, потому что внешняя среда не однородна. Многочисленные ее параметры следует рассматривать и представлять в виде дискретно-существующих факторов (сигналов), отличающихся друг от друга характером действия (спецификой), силой и протяженностью во времени.

Следует также отметить, что любая система только тогда жизнеспособна и может эффективно функционировать, когда она представляет собой динамичную саморегулирующуюся организацию, системнообразующим фактором которой будет являться конечный полезный результат, инициированный воздействием факторов внешней среды.

Сказанное выше демонстрирует еще один признак систем - организацию. То есть все элементы (компоненты), составляющие систему, должны быть организованы в пространстве и во времени, взаимодействуя на достижение конечного полезного результата. Эта ее организация проявляется лишь в процессе взаимодействия самой системы с факторами внешней среды (суперсистемы) и характеризуется пространственной закрепленностью и временными отношениями, обуславливающими ее целостность.

Пространственная закрепленность взаимодействующих элементов системы представляет собой ее структуру (взаимодействие элементов, описанное в пространстве), а функция - это взаимодействие элементов, описанное во времени - то есть это та ее работа, которая направлена на получение конечного полезного результата.

Формирование и функционирование любой как биологической, так и биосоциальной системы возможно только при наличии системообразующего фактора, который является внешним относительно этой системы и составляет часть взаимодействия самой системы и внешней среды (суперсистемы). Это взаимодействие совершается и проявляется с использованием переноса вещества, энергии и информации, а сама система должна обладать свойствами: самоорганизации, саморегуляции и самовоспроизведения, которые адекватно изменяются по отношению к динамике условий внешней среды.

Следовательно, с позиций системного анализа сферу физической культуры и спорта следует представить как сложную биосоциальную систему, состоящую из трех основных компонентов, каждый из которых имеет свой системообразующий фактор и конечный полезный результат.

Массовые занятия физической культурой и уровень физического здоровья (I) нации являются базой для развития как массового спорта (II), так и спорта высших достижений (III), а без ее достаточного эффективного функционирования не возможно их успешное развитие.

Кроме того, с учетом динамики изменения морфофункциональных характеристик организма человека в возрастном аспекте следует говорить о трех основных этапах функционирования этой подсистемы «физическое воспитание»: Период развития организма человека (до зрелого возраста) - здоровьеформирование.

I. Зрелый возраст - здоровьссохраненне

II. Инвалюция (старшие возрастные группы) - здоровьесберсжение (поддержание здоровья).

Кроме того, в процессе формирования и функционирования любой биосоциальной системы отмечается специализация образующих ее элементов, которые являются системами более низкого уровня организации.

Выделяются три их основные группы:

• 1. «рабочие» элементы;
• 2. элементы «обеспечения»;
• 3. элементы «регуляции».
• 1. Рабочие элементы - это главные, основные элементы системы, через взаимодействие которых реализуется достижение конечного полезного результата

Понятно, что ведущим компонентом в этом взаимосодействии всегда будет учитель, преподаватель, тренер, от квалификации и профессионализма которых и будет зависеть достижение соответствующего образовательного и воспитательного эффекта (конечного полезного результата).

Удивительно наблюдать, что очень много наших тренеров работает за границей (спортивная гимнастика и др.), а их ученики и дети достигают выдающихся успехов, вплоть до уровня Олимпийского чемпиона. Не думается, чтобы они были бы не востребованы на родине, когда наши успехи в этих видах спорта малоутешительны.

2. Элементы обеспечения - включают в себя финансовое, материальнo-техническое, медико-биологическое, научно-методическое и т.д. обеспечение, без достаточного развития которых, на современном этапе невозможна результативная работа рабочих элементов этой системы.

В этом плане впечатляют успехи китайского спорта, который взял все лучшее из нашего и мирового опыта и даже превзошел его. Создана отличная материально-техническая база, особенно в вузах, выделяются достаточные финансовые средства, привлекаются со всего мира, включая и Россию, лучшие, высококвалифицированные тренерские, научные, медицинские кадры, что обеспечивает достижение высоких результатов в различных видах спорта.

3. Элементы регуляции - обеспечивают регламентацию (нормативно-правовые документы и др.) деятельности самой системы (физическая культура и спорт), взаимодействие ее с другими системами своего (здравоохранения, образования и др.) уровня, самих элементов в системе и ее взаимодействие с суперсистемами государственного, общественного и международного уровня.

В последнее время на федеральном уровне принят Закон о физической культуре и спорте, однако в субъектах Российской Федерации и на муниципальном уровне не все его положения в настоящее время осознаны и реализованы, особенно статьи о мониторинге здоровья населения, физического развития детей, подростков и молодежи.

Исходя из вышеизложенного и из современного состояния в России сферы физической культуры и спорта, следует большое внимание уделить на следующие основные моменты, с учетом которых следует провести реорганизацию этого направления деятельности в государственных структурах.

Необходимо:

• 1. привести организационные формы этой деятельности в соответствие с новыми общественно-политическими и социально - экономическими условиями жизни в нашем государстве;
• 2. главный акцент в физической культуре должен быть сделан на уровень физического здоровья различных групп населения, особенно подрастающего поколения;
• 3. необходимо совершенствовать систему и условия физического воспитания обучающихся, особенно по месту их жительства и учебы;
• 4. обеспечить развитие системы подготовки специализированных кадров (учителя, тренеры, спортивные врачи, психологи), которые должны обладать высокой квалификацией для успешной работы в области физической культуры, спорта и других смежных отраслей знаний;
• 5. нужно повысить престижность работы учителей физической культуры и тренеров по разным видам спорта, включая ее конкурентность с другими государствами, и обеспечивая им достойный уровень заработной платы. Оценка эффективности их работы должна осуществляться по успешности достижения конечного полезного результата;
• 6. повысить уровень материально-технического обеспечения условий занятий физической культурой и спортом, особенно в вузах и других учебных заведениях, которые должны стать одной из базовых основ для успешного развития как массового спорта, так и спорта высших достижений;
• 7. необходимо вернуться к более качественному, инновационному, научно - методическому и медико-биологическому обеспечению (комплексные научные группы) физкультурно-оздоровительной и спортивной работы;
• 8. для повышения конкурентоспособности в спорте высших достижений необходимо организовать несколько (возможно по одному в каждом федеральном округе) специализированных центров подготовки высококлассных спортсменов по различным видам спорта с их финансированием как из федерального бюджета, так и из бюджета субъектов РФ. Эффективность работы этих центров также должна оцениваться и премироваться в соответствии с уровнем достигнутых результатов. Достойным примером могут служить центр подготовки борцов (г. Красноярск) или центр подготовки по спортивной ходьбе (Республика Мордовия).

В то же время, на любом этапе научного исследования и подготовки высококвалифицированного специалиста, а тем более на их начальной стадии, где закладываются фундаментальные знания о строении и функционировании человеческого организма в целом, непременно должны осуществляться и использоваться принципы системного подхода, позволяющие характеризовать целостность объекта (биосистемы различного уровня организации) на основе:

• 1) уже имеющихся знаний;
• 2) анализа структурно-функциональной организации системы, условий, причин изменчивости и факторов формирования ее структур;
• 3) получения новых знаний об объекте на основании более глубокой аналого-синтетической деятельности исследователя и обучаемого.

С позиций системного подхода невозможно представить формирование и функционирование любой биологической системы и спортсмена, в частности, без ее взаимодействия с внешней средой, так как без взаимодействия с последней она нежизнеспособна. Это можно обосновать также тем, что в живой природе практически не встречаются полностью закрытые, автономные системы, поскольку для обеспечения их жизнедеятельности необходим обмен с внешней средой веществом, энергией и информацией, иначе биосистема погибнет. Нежизнеспособны также и открытые биологические системы.

Взаимодействие организма или его систем с окружающей их средой носит сложный многокомпонентный характер, наиболее полно разобраться в котором можно только на основе системного анализа. Прежде всего сама окружающая нас среда неоднородна, как по составу, так и по интенсивности воздействия ее на организм человека и животных. Многочисленные ее параметры можно и следует представить в виде дискретно существующих факторов (сигналов), отличающихся друг от друга характером действия (спецификой), силой и протяженностью во времени.

На основании вышеизложенного следует отметить, что биосистема любого уровня организации характеризуется не только целостностью, но и должна обладать выделенностъю (изолированность) от внешней среды. Воздействие на нее факторов внешней среды будет являться одним из основных звеньев и пусковым механизмом, определяющим не только морфофункциональные особенности их строения, но и направленность, выраженность приспособительных изменений структуры систем любого уровня организации, в частности опорно-двигательного аппарата.

Таким образом, одним из основных признаков и свойств живой системы является ее выделенность, то есть система имеет разграничительные с суперсистемой (внешней для нее средой) элементы, которые составляют ее субсистемы, организованы в пространстве (структурная характеристика) и во времени (характеристика функции и процесса). Выделенность системы из суперсистемы (внешней среды) как в пространстве, так и во времени согласуется со способностью биосистем формировать ее неравновесное состояние с суперсистемой и механизмы его удержания. Неравновесность живой системы с внешней средой определяется выработкой ею механизмов поддержания относительного постоянства своей организационной структуры и функции, то есть механизмов гомеостаза и гомеокинеза.

Обособленность систем имеет также существенный качественный характер, а не только пространственный или временной, поскольку каждая система любого уровня организации имеет свой структурный, функциональный, термодинамический гомеостаз и отличается как от предыдущей, так и от последующих систем в их иерархической организации.

Осуществление и реализация пространственного и временного континуума живой системы возможно только лишь при получении вещества, энергии и информации из источников суперсистемы, использование которых имеет место в процессе их взаимодействия. Из этого следует, что полного изосостояния системы с внешней для нее средой (суперсистемой) не может быть, поскольку в этом случае будет иметь место потеря кардинальных свойств живой системы - ее выделенности и целостности, - которые обеспечиваются разграничительными структурами системы и структурами воспроизводства элементов ее взаимодействия с внешней средой.

Следует также отметить, что каждая биологическая система различного иерархического уровня только тогда жизнеспособна, когда она представляет собой динамическую саморегулирующуюся организацию, системообразующим фактором которой будет являться конечный полезный результат, инициированный воздействием факторов внешней среды (Анохин П.К., 1968, 1975; Сорокин А.П., 1973, 1977, 1977, 1982; Судаков К.В., 1987; Макаров А.К., Лебединский В.Ю., Корытов Л.И., 1989; Васильев В.Г., Лебединский В.Ю., 1990; Лебединский В.Ю., Васильев В.Г., Корытов Л.И., 1990; Кочетков А.Г., Сорокин А.П., Стельникова И.Г., 1992; Лебединский В.Ю., Васильев В.Г., 1993; Кочетков А.Г., Стельникова И.Г., 1994; Шпорин Э.Г. с соав., 2011 и др).

Становится ясным, что организм человека является сложной многоуровневой полуоткрытой биосоциальной системой, которая состоит из подсистем различного уровня организации. В то же время, живая система любого конкретного уровня организации является частью, компонентом (субсистемой) системы более высокого иерархического уровня (суперсистемы). Она для этой системы будет являться внешней средой.

В свою очередь, эти системы также состоят из субсистем более низкого уровня организации, для которых они сами уже представляют внешнюю среду. Сказанное выше отражает признак иерархии, который характерен для живых систем, а сама иерархия определяет наличие исходящих из нее следующих обязательных характеристик живых систем: признак относительной автономности и признак соподчиненности.

Системы более высокого уровня организации, образующиеся в результате объединения и взаимодействия систем предыдущей ступени иерархического уровня, всегда относительно обособлены одна от другой и от внешней среды (суперсистемы) для каждой из них.

Критериями иерархических уровней систем служат:

• 1) наличие органического отношения целого и его основных элементов между системами одного уровня организации и образованиями другого уровня;
• 2) наличие существенных специфических признаков, присущих системам каждого из основных уровней организации живой материи.

Н.П.Наумов (1964) насчитывает девять уровней организации живой материи, подразделяемых на три основных группы:

• 1) биологические микросистемы (молекулярный, мицеллярный, клеточный);
• 2) биологические мезосистемы (тканевой, органный, орга- низменный);
• 3) биологические макро- и мегасистемы (видовой, популяционный, биоценозов и биосферный).

А.П.Сорокин (1977) дополнительно к этим уровням вводит уровень «система органов» и другие уровни. Г.Г.Автандилов (1990) выделяет десять структурно-функциональных уровней биологической организации.

На наш взгляд, исходя из результатов изучения строения человеческого организма и его различных структурных компонентов (система органов, орган, клетка и др.) с использованием системного подхода, достаточно различать следующие иерархические уровни организации, которые соответствуют основным обязательным и необходимым признакам (целостность, выделенностъ, наличие специфических признаков и т.д.) живых систем.

Наряду с этим, в соответствие с работами Анохина П.К., 1968, 1975 и Судакова К.В., 1987, выделяются и функциональные системы, которые могут объединять не только системы, но и их элементы различного иерархического уровня для достижения конечного полезного результата. К ним можно отнести функциональные системы, представляющие собой взаимосодействие нейронов по обработке информации, принятию решения и реализации ответных реакций на воздействие факторов внешней среды. Кроме того, к ним можно отнести такие функциональные системы, как система кислородообеспечения организма, система обеспечения организма пластическими и энергетическими веществами, система выведения продуктов метаболизма, и т.д.

Так, например, функциональная система кислородообеспечения организма будет представлять собой взаимосодействие аппарата внешнего дыхания, сердечно-сосудистой системы (уровень системы органов), интерстециального сектора органов (органный уровень) и тканевое дыхание (клеточный уровень), последовательно через которые в организм поступает кислород и в обратном направлении выводится углекислый газ.

Аналогичным образом включает в свой состав биосистемы и их элементы различного иерархического уровня и функциональная система обеспечения организма пластическими, энергетическими веществами и водой: аппарат внешнего пищеварения, сердечно-сосудистая система (уровень системы органов), интерстециальный сектор органов (органный уровень) и внутриклеточная утилизация пластических, энергетических веществ (клеточный уровень). В обратном направлении осуществляется выведение продуктов их метаболизма во внешнюю среду, которая для каждого компонента этой функциональной системы будет являться частью суперсистемы, а для аппарата внешнего пищеварения - внешней средой.

Если рассматривать функциональную систему выведения продуктов метаболизма в более широком смысле, которая также начинается с клеточного уровня, то в ее составе как завершающий отдел кроме аппарата внешнего дыхания и внешнего пищеварения, граничащих с внешней средой следует рассматривать и мочевую систему с кожей, через функционирование которых также реализуется выведение в нее продуктов метаболизма и жидкости, но через потовые железы кожи оно осуществляется в минимальном объеме.

Сказанное выше демонстрирует еще один признак биосистемы - организацию, то есть все элементы (компоненты), составляющие систему, - субсистемы более низкого уровня организации - организованы в пространстве и во времени, взаимодействуя на достижение конечного полезного результата. Эта организация систем проявляется лишь в процессе взаимодействия самой системы с фактором внешней среды (суперсистемы) и характеризуется пространственной закрепленностью и временными отношениями, обусловливающими целостность как самой системы, так и суперсистемы.

Пространственная закрепленность взаимодействующих элементов системы представляет ее структуру, то есть любая живая система структурирована. Таким образом, структура системы - это взаимодействие элементов системы, описанное и пространстве, а функция - это взаимодействие элементов системы, описанное во времени, это та работа системы, которая направлена на получение конечного полезного результата.

Формирование и функционирование любой биосистемы возможно только при наличии системообразующего фактора, который является внешним относительно этой системы сигналом и составляет часть взаимодействия самой системы и среды (суперсистемы). Это взаимодействие всегда совершается и проявляется переносом вещества, энергии и информации и реализуется (в широком смысле) через различные виды движения.

Кроме того, это взаимодействие происходит на пространственных контактно - разграничительных структурах системы, которые и являются результатом (следствием) такого взаимодействия. Чем более выражены разграничительные структуры системы и суперсистемы, тем более выделена сама система, и тем более сложным и специализированным становится процесс ее обмена с суперсистемой веществом, энергией и информацией.

Наряду с этим в живых системах выявляется еще один существенный признак - наличие механизмов восстановления элементов или компонентов системы, утраченных в процессе взаимодействия (функции), а также репродукция (размножение) и самой системы в целом.

Таким образом, любая биосистема обладает следующими основными свойствами: самоорганизация, саморегуляция и самовоспроизведение.

В процессе формирования и функционирования любой биологической системы отмечается специализация ее основных элементов. По А.П.Сорокину (1977) выделяются «рабочие» элементы, через деятельность которых осуществляются специфические ответные реакции (функция) системы на воздействие факторов внешней среды; элементы «регуляции», осуществляющие координацию и регуляцию ответных реакций, и элементы «обеспечения», осуществляющие трофические, пластические процессы в системе, восстановление утраченных структур и репродукцию.

Резюмируя сказанное, можно выделить следующие обязательные основные компоненты живых систем различного иерархического уровня:

• 1) пространственные контактно-разграничительные структуры;
• 2) специфические «рабочие» элементы;
• 3) элементы «регуляции»;
• 4) элементы «обеспечения», наличие которых не только обязательно (иначе теряется смысловое представление о системах), но и характерно для биологической и биосоциальной систем любого уровня организации.

С учетом вышеизложенного следует отметить, что человеческий организм, являясь самостоятельной биологической системой и в то же время элементом социальных, экологических и других суперсистем, состоя из подсистем более низкого уровня организации (уровень «система органов»):

• 1) кожа, слизистые оболочки внутренних органов и др. - пространственные контактно-разграничительные структуры, обеспечивающие его выделенность от внешней среды, через которые осуществляется обмен с ней веществом, энергией и информацией;
• 2) структуры опорно-двигательного аппарата (сома) - «рабочие» элементы, через деятельность которого осуществляется реализация любых ответных реакций организма на воздействие факторов внешней среды;
• 3) нервная система, эндокринные органы и др. - элементы «регуляции», которые осуществляют восприятие информации из внешней для нее среды, от элементов самой системы, ее обработку, координацию деятельности элементов системы и регуляцию ее ответных реакций, зависящих от характера (свет, звук, запах, вкус, температура, тактильная чувствительность и др.) и интенсивности воздействия внешних раздражителей;
• 4) аппарат внешнего пищеварения, внешнего дыхания, сердечно-сосудистая система, мочеполовой аппарат и др. - элементы «обеспечения», через деятельность которых осуществляются и поддерживаются обменные, пластические процессы - метаболизм в организме и репродукция.

Иерархическую организацию биосистем организма, его внутренних сред и коммуникационных систем, обеспечивающих трофические, пластические процессы в нем, обмен веществом, энергией и водой между подсистемами различного уровня организации и самого организма с внешней средой.

Схему иерархической организации коммуникационных систем организма можно представить следующим образом:

• 1. Аппараты, системы органов.
• 2. Барьеры между внешней и внутренней средой организма (кровью) -- аэрогематический барьер и др.
• 3. Гематотканевые барьеры.
• 4. Кожа, слизистые оболочки.

® -- воздействие факторов внешней среды и выведение экскретов.

Исходя из анализа предлагаемой схемы, можно легко представить выделенность биосистем основных уровней организации и проследить то, что обмен веществом, энергией и водой не только между организмом и внешней средой, но и в самом организме осуществляется поэтапно (соответственно иерархическим уровням организации биосистем) и происходит через различные оболочки, барьеры и мембраны.

Основными этапами этого обмена будут являться:

• 1) внешняя среда кровь;
• 2) кровь интерстициальная жидкость;
• 3) интерстициальная жидкость цитоплазма кариоплазма.

В обратном направлении происходит выведение экскретов во внешнюю для системы среду.

Исходя их вышеизложенного, еще раз следует подчеркнуть, что организм человека как биологическая система (суперсистема) состоит из взаимосодействующих на получение конечного полезного результата элементов, которые являются уже самостоятельными системами более низкого уровня организации - уровень системы органов.

К ним в организме человека и животных следует относить: опорно-двигательный аппарат («рабочие» элементы суперсистемы), аппарат внешнего дыхания (дыхательная система), аппарат внешнего пищеварения (пищеварительная система), мочеполовой аппарат и сердечно-сосудистую систему, которые относятся к элементам «обеспечения» суперсистемы.

К элементам «регуляции» суперсистемы (организм) наряду с воздействием факторов внешней среды следует относить: нервную систему, эндокринные органы.

Все эти элементы суперсистемы так же, как и сама система обладают выделенностью от внешней среды, которая обеспечивается наружными оболочками. Так, сердечно-сосудистая система, являясь замкнутым образованием, состоящим из различных сосудов, с одной стороны граничит с внешней средой в органах внешнего дыхания (аэрогематический барьер), в желудочно-кишечном тракте, в мочеполовой системе, в коже, обмениваясь с ней веществом и энергией. С другой стороны - она граничит со внутренней средой органов (гематотканевые барьеры), обмениваясь также уже с их интерстециальным пространством веществом и энергией.

Аппарат внешнего дыхания, внешнего пищеварения, мочеполовой, опорно-двигательный аппарат, эндокринная, нервная системы и т.д. также обладают определенной выделенностью от внешней среды.

В свою очередь, если рассматривать эти системы как самостоятельные биологические системы (уровень системы органов), они также состоят из структурных элементов, которые можно рассматривать как самостоятельные системы более низкого иерархического (органного) уровня организации.

Так, любой орган как самостоятельная биологическая система также имеет четыре группы основных обязательных структурных компонентов, которые свойственны любым живым системам этого уровня организации:

1. Пространственные контактно-разграничительные структуры (наружные соединительно-тканные оболочки органов); внутренняя среда органов (интерстиции) также отделена от внешней для нее среды (кровь) гематотканевыми барьерами.

Однако, внутриорганное сосудистое русло следует рассматривать как элемент обеспечения самой биологической системы органного уровня организации вследствие того, что оно не только входит в структурную организацию органов, обеспечивая взаимодействие с их структурными элементами, но и через них (внутриорганная капиллярная сеть) осуществляется поступление в эту систему необходимых для ее жизнедеятельности пластических, энергетических веществ, воды и выведение продуктов метаболизма;

• 2. «рабочие» элементы - это те элементы в нем, которые обеспечивают выполнение специфической работы (функции) биосистем органного уровня организации. Так, в мышцах - это будут мышечные клетки, в эндокринных органах - секретирующие клетки, в нервной системе - нейроны, а в костной ткани - специфические структуры соединительно-тканной природы (костные пластинки, костные балки) и т.д.;
• 3. элементы «обеспечения». На уровне органа к ним в первую очередь следует относить его интерстициальный сектор, образованный соединительной тканью, через который к специфическим рабочим элементам органа (клеткам) поступают пластические, энергетические вещества, вода, а с ней и гуморальные факторы регуляции жизнедеятельности этих живых систем.

Кроме того, не следует забывать, как отмечалось выше, и о состоянии внутриорганного сосудистого русла, которое также можно отнести к элементам обеспечения биосистемы этого уровня.

Наряду с этим, волокнистые структуры соединительной ткани образуют внутренний опорный каркас органа (строму), который вместе с его наружной оболочкой предопределяет не только форму, но и особенности его внешнего строения;

4. элементы «регуляции». К этим элементам системы органного иерархического уровня следует относить внутриорганную нервную систему, обеспечивающую как соматическую, так и вегетативную регуляцию процесса их жизнедеятельности

Необходимо также учитывать и регуляторные воздействия на функционирование этой системы и гуморальных факторов, которые поступают в орган через кровь.

В тоже время, если рассматривать следующий иерархический уровень организации биосистем, то характерным для всех живых систем признаком - выделенностью - будет обладать клетка, которая может рассматриваться с позиций системного анализа как самостоятельная биологическая система. Выделение тканей как самостоятельных биологических систем достаточно необоснованно и проблематично, так как они не обладают этим признаком.

Следовательно, любая клетка, как самостоятельная биологическая система также состоит из четырех групп основных обязательных компонентов (субклеточные структуры) и они уже могут рассматриваться как самостоятельные системы более низкого уровня организации:

• 1. пространственные контактно-разграничительные структуры. Каждая клетка от внешней среды, которой для нее является интерстиции органов, отделена своей наружной оболочкой;
• 2. «рабочие» элементы в клетках представлены различными структурами с учетом специфики рассматриваемого органа. Если анализировать мышечную клетку, то этими элементами будут являться миофибриллы, если рассматривать секретирующие клетки, то к ним следуют относить ее секреторный аппарат и т.д.;
• 3. элементы «обеспечения». К ним следует отнести клеточные структуры, которые обеспечивают ее жизнедеятельность, утилизируя кислород, пластические, энергетические вещества и выводя во внешнюю для нее среду (интерстиции органов) продукты жизнедеятельности (митохондрии, выделительные вакуоли и др.);
• 4. элементы «регуляции». Основным фактором, определяющим регуляцию жизнедеятельности клетки является тот генетический код, который заложен в ее ядре. Кроме того, она обеспечивается и той информацией, которая поступает к ней из внешней для нее среды - интерстиция органов и от нейронов.

Следующий момент, на котором следует остановиться - это факторы регуляции жизнедеятельности биологических систем различного уровня организации, которые могут быть не только факторами формирования, но и причинами изменчивости их структур.

В первую очередь их следует разделить на две основных группы: внесистемные (воздействие факторов внешней среды) и внутрисистемные.

Ко второй группе этих факторов следует относить:

• 1. генетический фактор, который в основном работает на клеточном уровне;
• 2. фактор взаимодействия элементов в системе (межклеточные, межорганные взаимоотношения и т.д.);
• 3. фактор функции;
• 4. нейро-гуморальная регуляция.

В различные периоды роста, развития, созревания, зрелости и инволюции биосистем (по Сорокину А.П., 1977, - их юность, зрелость и старость) в условиях нормы, при формировании пред- и патологических изменений каждый из этих факторов может занимать лидирующее положение и определять направленность и выраженность морфофункциональных перестроек системы любого уровня организации.

Так, в пренатальный и ранний постнатальный периоды развития организма ребенка в морфогенезе его структур доминирует генетический фактор, который предопределяет характер онтогенетического развития биосистем различного уровня организации, общие принципы их строения, взаимоотношение, взаиморасположение элементов в системах и возможность их функционирования. На более высоких уровнях организации биосистем (орган, система органов, организм) и в более поздние этапы онтогенеза влияние генетического фактора дополняется и корректируется через действие других факторов: фактора межклеточных, межорганных взаимоотношений, фактора функции, нейро-гуморальной регуляции и т.д.

Фактор взаимодействия элементов в системе (межклеточные, межорганные взаимоотношения и т.д.) в наибольшей степени просматривается при анализе внешнего строения различных органов с учетом их межорганных взаимоотношений. Так, на внешней поверхности различных внутренних органов и костей четко просматривается след от их взаимодействия с прилежащими структурами (органы, сосуды, нервы и др.): ямки, углубления, борозды, вдавления, впадины, ворота органов, вырезки, суставные поверхности, отверстия, отростки, вертелы, мыщелки, бугры, линии, гребни.

Фактор функции начинает действовать с того момента, когда возникает взаимодействие структур биосистемы с внешней для нее средой, а его влияние сохраняется на всем протяжении постнатального онтогенеза с той или иной степенью значимости, которая определяется, в первую очередь, спецификой и интенсивностью выполняемой ею работы.

Так, при усилении функционирования биосистемы отмечается в основном гипертрофия ее специфических «рабочих» элементов, вследствие чего, могут увеличиваться и внешние ее габаритные размеры.

При снижении ее функциональной активности отмечается обратный процесс - гипотрофия, сопровождающаяся уже уменьшением ее внешних параметров и снижением количественных объемных характеристик, тех ее элементов, которые реализуют ее работу на получение конечного полезного результата. Если функция биосистемы максимально снижена или практически отсутствует, то эти изменения могут дойти до уровня атрофических, стать причиной развития в ней патологических процессов, возникновения ряда заболеваний и завершиться в конечном итоге гибелью самой системы.

Нейро-гуморальная регуляция, являясь неспецифическим фактором морфогенеза, не определяет конструктивные особенности организации и структуры биосистем. Однако, она изменяет в них характер и интенсивность пластических и энергетических процессов, через перестройку которых и может оказывать влияние на реорганизацию их структур. По сравнению с другими факторами морфогенеза, она достигает наибольшего влияния в более старших возрастных группах. В тоже время, гуморальная регуляция, являясь ее более древней разновидностью, очень тесно сопряжена с особенностями количественных и качественных характеристик химических веществ, поступающих в организм человека и животных из внешней среды, что может существенно инициировать значимые изменения как функции, так и структуры биологических систем различного иерархического уровня.

Нервная регуляция представляет собой деятельность собственно-функциональных систем (Анохин П.К., 1968, 1975 и Судаков К.В., 1987), состоящих из высокоспециализированных нейронов, обеспечивающих восприятие, переработку информации на различном уровне, принятие решений и регуляцию ответных реакций системы на воздействие факторов внешней среды, обеспечивая достижение ею конечного полезного результата.

Глава 2. СОЦИАЛЬНО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

Медико-биологические и педагогические науки имеют дело с чело­веком как с существом не только биологическим, но и социальным. Социальность- специфическая сущность человека, которая не упраздняет его биологической субстанции, ведь биологическое нача­ло человека - необходимое условие для формирования и проявле­ния социального образа жизни. Между тем творят историю, изменя­ют живой и неживой мир, созидают и разрушают, устанавливают ми­ровые и олимпийские рекорды не организмы, а люди, человеческие личности. Таким образом, социально-биологические основы физичес­кой культуры - это принципы взаимодействия социальных и биоло­гических закономерностей в процессе овладения человеком ценнос­тями физической культуры.

Естественно - научные основы физической культуры - комплекс меди­ко-биологических наук (анатомия, физиология, биология, биохимия, гигиена и др.). Анатомия и физиология - важнейшие биологические науки о строении и функциях человеческого организма. Человек под­чиняется биологическим закономерностям, присущим всем живым су­ществам. Однако от представителей животного мира он отличается не только строением, но развитым мышлением, интеллектом, речью, осо­бенностями социально-бытовых условий жизни и общественных вза­имоотношений. Труд и влияние социальной среды в процессе развития человечества повлияли на биологические особенности организма со­временного человека и его окружение. В основе изучения органов и межфункциональных систем человека принцип целостности и единст­ва организма с внешней природной и социальной средой. Организм- слаженная единая саморегулирующаяся и саморазви­вающаяся биологическая система, функциональная деятельность ко­торой обусловлена взаимодействием психических, двигательных и вегетативных реакций на воздействия окружающей среды, которые могут быть как полезными, так и пагубными для здоровья. Отличи­тельная особенность человека - сознательное и активное воздейст­вие на внешние природные и социально-бытовые условия, опреде­ляющие состояние здоровья людей, их работоспособность, продол­жительность жизни и рождаемость (репродуктивность). Без знаний о строении человеческого тела, о закономерностях функ­ционирования отдельных органов и систем организма, об особеннос­тях протекания сложных процессов его жизнедеятельности нельзя организовать процесс формирования здорового образа жизни и фи­зической подготовки населения, в том числе и учащейся молодежи. Достижения медико-биологических наук лежат в основе педагоги­ческих принципов и методов учебно-тренировочного процесса, тео­рии и методики физического воспитания и спортивной тренировки.

Организм как единая саморазвивающаяся и саморегулирующаяся биологическая система

Развитие организма осуществляется во все периоды его жизни- с момента зачатия и до ухода из жизни. Это развитие назы­вается индивидуальным , илиразвитием в онтогенезе. При этом разли­чают два периода: внутриутробный (от момента зачатия и до рожде­ния) и внеутробный (после рождения).

Каждый родившийся человек наследует от родителей врожденные, ге­нетически обусловленные черты и особенности, которые во многом оп­ределяют индивидуальное развитие в процессе его дальнейшей жизни.

Оказавшись после рождения, образно говоря, в условиях автоном­ного режима, ребенок быстро растет, увеличивается масса, длина и площадь поверхности его тела. Рост человека продолжается прибли­зительно до 20 лет. Причем у девочек наибольшая интенсивность роста наблюдается в период от 10 до 13, а у мальчиков от 12 до 16 лет. Увеличение массы тела происходит практически параллельно с увели­чением его длины и стабилизируется к 20-25 годам.

Необходимо отметить, что за последние 100-150 лет в ряде стран наблюдается раннее морфофункциональное развитие организма у детей и подростков. Это явление называют акселерацией (лат. acceleratio -ускорение), оно связано не только с ускорением роста и развития организма вообще, но и с более ранним наступлением периода поло­вой зрелости, ускоренным развитием сенсорных (лат. Sensus- чувст­во), двигательных координации и психических функций. Поэтому гра­ницы между возрастными периодами достаточно условны и это связа­но со значительными индивидуальными различиями, при которых «физиологический» возраст и «паспортный» не всегда совпадают.

Как правило, юношеский возраст (16-21 год) связан с периодом со­зревания, когда все органы, их системы и аппараты достигают своей морфофункциональной зрелости. Зрелый возраст (22-60 лет) характеризу­ется незначительными изменениями строения тела, а функциональные возможности этого достаточно продолжительного периода жизни во многом определяются особенностями образа жизни, питания, двигатель­ной активности. Пожилому возрасту (61-74 года) и старческому (75 лет и более) свойственны физиологические процессы перестройки: сниже­ние активных возможностей организма и его систем - иммунной, нерв­ной, кровеносной и др. Здоровый образ жизни, активная двигательная де­ятельность в процессе жизни существенно замедляют процесс старения.

В основе жизнедеятельности организма лежит процесс автоматического поддержания жизненно важных факторов на необходимом уровне, всякое отклонение от которого ведет к немедленной мобили­зации механизмов, восстанавливающих этот уровень (гомеостаз).

Гомеостаз - совокупность реакций, обеспечивающих поддержание или восстановление относительно динамического постоянства внут­ренней среды и некоторых физиологических функций организма че­ловека (кровообращения, обмена веществ, терморегуляции и др.). Этот процесс обеспечивается сложной системой координированных приспособительных механизмов, направленных на устранение или ог­раничение факторов, воздействующих на организм как из внешней, так и из внутренней среды. Они позволяют сохранять постоянство со­става, физико-химических и биологических свойств внутренней среды, несмотря на изменения во внешнем мире и физиологические сдвиги, возникающие в процессе жизнедеятельности организма. В нормальном состоянии колебания физиологических и биохимических констант происходят в узких гомеостатических границах, и клетки ор­ганизма живут в относительно постоянной среде, так как они омыва­ются кровью, лимфой и тканевой жидкостью. Постоянство физико-хи­мического состава поддерживается благодаря саморегуляции обмена веществ, кровообращения, пищеварения, дыхания, выделения и дру­гих физиологических процессов.

Организм - сложная биологическая система. Все его органы связа­ны между собой и взаимодействуют. Нарушение деятельности одного органа приводит к нарушению деятельности других.

Огромное количество клеток, каждая из которых выполняет свои, присущие только ей функции в общей структурно-функциональной системе организма, снабжаются питательными веществами и необхо­димым количеством кислорода для того, чтобы осуществлялись жиз­ненно необходимые процессы энергообразования, выведения продук­тов распада, обеспечения различных биохимических реакций жизне­деятельности и т.д. Эти процессы происходят благодаря регуляторным механизмам, осуществляющим свою деятельность через нервную, кро­веносную, дыхательную, эндокринную и другие системы организма.

Функциональные системы организма

Сердечно-сосудистая система

Кровеносная система состоит из сердца и кровеносных сосудов. Сердце - главный орган кровеносной системы - представляет собой полый мышечный орган, совершаю­щий ритмические сокращения, благодаря которым происходит про­цесс кровообращения в организме. Сердце -автономное, автомати­ческое устройство. Однако его работа корректируется многочисленны­ми прямыми и обратными связями, поступающими от различных ор­ганов и систем организма. Сердце связано с центральной нервной сис­темой, которая оказывает на его работу регулирующее воздействие.

Сердечно-сосудистая система состоит из большого и малого круговкровообращения . Левая половина сердца обслуживает большой круг кровообращения, правая - малый. Большой круг кровообращения начина­ется от левого желудочка сердца, проходит через ткани всех органов и возвращается в правое предсердие. Из право­го предсердия кровь перехо­дит в правый желудочек, от­куда начинается малый круг кровообращения, который проходит через легкие, где ве­нозная кровь, отдавая угле­кислый газ и насыщаясь кис­лородом, превращается в ар­териальную и направляется в левое предсердие. Из левого предсердия кровь поступает в левый желудочек и оттуда вновь в большой круг крово­обращения.

Деятельность сердца за­ключается в ритмичной смене сердечных циклов, состоящих из трех фаз: сокращения пред­сердий, сокращения желудоч­ков и общего расслабления сердца.

Пульс- волна колебаний, распространяемая по эластич­ным стенкам артерий в ре­зультате гидродинамического удара порции крови, выбра­сываемой в аорту под боль­шим давлением при сокраще­нии левого желудочка. Часто­та пульса соответствует частоте сокращений сердца. Частота пульса в покое (утром, лежа, натощак) оказывается ниже из-за увеличения мощности каждого сокращения. Урежение частоты пульса увеличива­ет абсолютное время паузы для отдыха сердца и для протекания про­цессов восстановления в сердечной мышце. В покое пульс здорового человека равен 60-70 удар/мин.

Кровяное давление создается силой сокращения желудочков сердца и упругостью стенок со­судов. Оно измеряется в плече­вой артерии. Различают макси­мальное (или систолическое) давление, которое создается во время сокращения левого желу­дочка (систолы), и минимальное (или диастолическое) давление, которое отмечается во время расслабления левого желудочка (диастолы). Давление поддер­живается за счет упругости сте­нок растянутой аорты и других крупных артерий. В норме у здо­рового человека в возрасте 18-40 лет в покое кровяное давле­ние равно 120/70 мм рт. ст. (120 мм систолическое давле­ние, 70 мм- диастолическое). Наибольшая величина кровяно­го давления наблюдается в аорте. По мере удаления от серд­ца кровяное давление оказывает­ся все ниже. Самое низкое давле­ние наблюдается в венах при впадении их в правое предсердие. Посто­янная разность давления обеспечивает непрерывный ток крови по кро­веносным сосудам (в сторону пониженного давления).

Дыхательная система

Дыхательная система включает в себя но­совую полость, гортань, трахею, бронхи и легкие. В процессе дыхания из атмосферно­го воздуха через альвеолы легких в орга­низм постоянно поступает кислород, а из организма выделяется угле­кислый газ.

Трахея в нижней своей части делится на два бронха, каждый из ко­торых, входя в легкие, древовидно разветвляется. Конечные мельчай­шие разветвления бронхов (бронхиолы) переходят в закрытые альвео­лярные ходы, в стенках которых имеется большое количество шаровидных образований - легоч­ных пузырьков (альвеол). Каж­дая альвеола окружена густой сетью капилляров. Общая по­верхность всех легочных пу­зырьков очень велика, она в 50 раз превышает поверхность кожи человека и составляет более 100 м2.

Легкие располагаются в гер­метически закрытой полости грудной клетки. Они покрыты тонкой гладкой оболочкой - плеврой, такая же оболочка вы­стилает изнутри полость груд­ной клетки. Пространство, об­разованное между этими листами плевры, называется плевральной по­лостью. Давление в плевральной полости всегда ниже атмосферного при выдохе на 3-4 мм рт. ст., при вдохе - на 7-9.

Процесс дыхания - это целый комплекс физиологических и био­химических процессов, в реализации которых участвует не только ды­хательный аппарат, но и система кровообращения.

Механизм дыхания имеет рефлекторный (автоматический) харак­тер. В покое обмен воздуха в легких происходит в результате дыха­тельных ритмических движений грудной клетки. При понижении в грудной полости давления в легкие в достаточной степени пассивно за счет разности давлений засасывается порция воздуха - происходит вдох. Затем полость грудной клетки уменьшается и воздух из легких выталкивается - происходит выдох. Расширение полости грудной клетки осуществляется в результате деятельности дыхательной муску­латуры. В покое при вдохе полость грудной клетки расширяет специ­альная дыхательная мышца - диафрагма, а также наружные межре­берные мышцы; при интенсивной физической работе включаются и другие (скелетные) мышцы. Выдох в покое производится выражено пассивно, при расслаблении мышц, осуществлявших вдох, грудная клетка под воздействием силы тяжести и атмосферного давления уменьшается. При интенсивной физической работе в выдохе участву­ют мышцы брюшного пресса, внутренние межреберные и другие ске­летные мышцы. Систематические занятия физическими упражнениями и спортом укрепляют дыхательную мускулатуру и способствуют увеличению объема и подвижности (экскурсии) грудной клетки.

Этап дыхания, при котором кислород из атмосферного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови - в атмосферный воздух, называют внешним дыханием; перенос газов кровью - следующий этап и, наконец, тканевое (или внутреннее) дыхание- потребление клет­ками кислорода и выделение ими углекислоты как результат биохи­мических реакций, связанных с образованием энергии, чтобы обеспе­чить процессы жизнедеятельности организма.

Внешнее (легочное) дыхание осуществляется в альвеолах легких. Здесь через полупроницаемые стенки альвеол и капилляров кислород переходит из альвеолярного воздуха, заполняющего полости альвеол. Молекулы кислорода и углекислого газа осуществляют этот переход за сотые доли секунды. После переноса кислорода кровью к тканям осуществляется тканевое (внутриклеточное) дыхание. Кислород пере­ходит из крови в межтканевую жидкость и оттуда в клетки тканей, где используется для обеспечения процессов обмена веществ. Углекислый газ, интенсивно образующийся в клетках, переходит в межтканевую жидкость и затем в кровь. С помощью крови он транспортируется к легким, а затем выводится из организма. Переход кислорода и угле­кислого газа через полупроницаемые стенки альвеол, капилляров и оболочек эритроцитов путем диффузии (перехода) обусловлен раз­ностью парциального давления каждого из этих газов. Так, например, при атмосферном давлении воздуха 760 мм рт. ст. парциальное давле­ние кислорода (рОг) в нем равно 159 мм рт. ст., а в альвеолярном - 102, в артериальной крови - 100, в венозной - 40 мм рт. ст. В рабо­тающей мышечной ткани рО2 может снижаться до нуля. Из-за разни­цы в парциальном давлении кислорода происходит его поэтапный переход в легкие, далее через стенки капилляров в кровь, а из крови в клетки тканей.

Углекислый газ из клеток тканей поступает в кровь, из крови - в легкие, из легких - в атмосферный воздух, так как градиент парциального давления углекислого газа (рСО2) направлен в обратную относи­тельно рО2 сторону (в клетках рСО2 - 50-60, в крови - 47, в альвеолярном воздухе - 40, в атмосферном воздухе - 0,2 мм рт. ст.).

Нервная система

Нервная система состоит из центрального (головной и спинной мозг) и периферичес­кого отделов (нервов, отходящих от голов­ного и спинного мозга и расположенных на периферии нервных узлов). Центральная нервная система координи­рует деятельность различных органов и систем организма и регулиру­ет эту деятельность в условиях изменяющейся внешней среды по ме­ханизму рефлекса. Процессы, протекающие в центральной нервной системе, лежат в основе всей психической деятельности человека.

О структуре центральной нервной системы. Спинной мозг лежит в спинно-мозговом канале, образованном дужками позвонков. Первый шейный позвонок - граница спинного мозга сверху, а граница снизу - второй поясничный позвонок. Спинной мозг делится на пять отделов с определенным количеством сегментов: шейный, грудной, по­ясничный, крестцовый и копчиковый. В центре спинного мозга имеет­ся канал, заполненный спинномозговой жидкостью. На поперечном разрезе лабораторного препарата легко различают серое и белое веще­ство мозга. Серое вещество мозга образовано скоплением тел нервных клеток (нейронов), периферические отростки которых в составе спин­номозговых нервов достигают различных рецепторов кожи, мышц, су­хожилий, слизистых оболочек. Белое вещество, окружающее серое, состоит из отростков, связывающих между собой нервные клетки спин­ного мозга; восходящих чувствительных (афферентных), связывающих все органы и ткани (кроме головы) с головным мозгом; нисходящих двигательных (эфферентных) путей, идущих от головного мозга к дви­гательным клеткам спинного мозга. Итак, спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую для нервных импульсов функции. В различных отделах спинного мозга находятся мотонейроны (двига­тельные нервные клетки), иннервирующие мышцы верхних конечнос­тей, спины, груди, живота, нижних конечностей. В крестцовом отделе располагаются центры дефекации, мочеиспускания и половой дея­тельности. Важная функция мотонейронов в том, что они постоянно обеспечивают необходимый тонус мышц, благодаря которому все рефлекторные двигательные акты осуществляются мягко и плавно. Тонус центров спинного мозга регулируется высшими отделами централь­ной нервной системы. Поражения спинного мозга влекут за собой раз­личные нарушения, связанные с выходом из строя проводниковой функции. Всевозможные травмы и заболевания спинного мозга могут приводить к расстройству болевой, температурной чувствительности, нарушению структуры сложных произвольных движений, мышечного тонуса.

Головной мозг представляет собой скопление огромного количества нервных клеток. Он состоит из переднего, промежуточного, среднего и заднего отделов. Строение головного мозга несравнимо сложнее строения любого органа человеческого тела.

Кора больших полушарий головного мозга - наиболее молодой в филогенетическом отношении отдел головного мозга (филогенез - процесс развития растительных и животных организмов в течение времени существования жизни на Земле). В процессе эволюции кора больших полушарий стала высшим отделом центральной нервной сис­темы, формирующим деятельность организма как единого целого в его взаимоотношениях с окружающей средой. Мозг активен не только во время бодрствования, но и во время сна. Мозговая ткань потребляет в 5 раз больше кислорода, чем сердце, и в 20 раз больше, чем мышцы. Составляя всего около 2% массы тела человека, мозг поглощает 18- 25% потребляемого всем организмом кислорода. Мозг значительно превосходит другие органы и по потреблению глюкозы. Он использует 60-70% глюкозы, образуемой печенью, и это несмотря на то, что мозг содержит меньше крови, чем другие органы. Ухудшение кровоснабже­ния головного мозга может быть связано с гиподинамией. В этом слу­чае возникает головная боль различной локализации, интенсивности и продолжительности, головокружение, слабость, понижается умст­венная работоспособность, ухудшается память, появляется раздражи­тельность. Чтобы охарактеризовать изменения умственной работоспо­собности, используется комплекс методик, оценивающих различные ее компоненты (внимание, объем памяти и восприятия, логическое мышление).

Вегетативная нервная система - специализированный отдел нервной системы, регулируемый корой больших полушарий. В отли­чие от соматической нервной системы, иннервирующей произвольную (скелетную) мускулатуру и обеспечивающей общую чувствительность тела и других органов чувств, вегетативная нервная система регулиру­ет деятельность внутренних органов -дыхания, кровообращения, вы­деления, размножения, желез внутренней секреции. Вегетативная нервная система подразделяется на симпатическую и парасимпатическую системы. Деятельность сердца, сосудов, органов пи­щеварения, выделения, половых и других, регуляция обмена веществ, термообразования, участие в формировании эмоциональных реакций (страх, гнев, радость) - все это находится в ведении симпатической и парасимпатической нервной системы и под контролем высшего отдела центральной нервной системы.

Рецепторы и анализаторы

Способность организма быстро приспосаб­ливаться к изменениям окружающей среды реализуется благодаря специальным обра­зованиям -рецепторам, которые, обладая строгой специфичностью, трансформируют внешние раздражители (звук, температуру, свет, давление) в нервные импульсы, поступаю­щие по нервным волокнам в центральную нервную систему. Рецепто­ры человека делятся на две основные группы: экстеро - (внешние) и интеро - (внутренние) рецепторы. Каждый такой рецептор является составной частью анализирующей системы, которая называется ана­лизатором. Анализатор состоит из трех отделов - рецептора, провод­никовой части и центрального образования в головном мозге.

Высшим отделом анализатора является корковый отдел. Перечис­лим названия анализаторов, о роли которых в жизнедеятельности че­ловека многим известно. Это кожный анализатор (тактильная, боле­вая, тепловая, холодовая чувствительность); двигательный (рецепто­ры в мышцах, суставах, сухожилиях и связках возбуждаются под вли­янием давления и растяжения); вестибулярный (расположен во внут­реннем ухе и воспринимает положение тела в пространстве); зритель­ный (свет и цвет); слуховой (звук); обонятельный (запах); вкусовой (вкус); висцеральный (состояние ряда внутренних органов).

Эндокринная система

Железы внутренней секреции, или эндо­кринные железы, вырабатывают особые биологические вещества - гормоны. Термин «гормон» происходит от греческого «hormo» - побуждаю, возбуждаю. Гормоны обеспечивают гумораль­ную (через кровь, лимфу, межтканевую жидкость) регуляцию физио­логических процессов в организме, попадая во все органы и ткани. Часть гормонов продуцируется только в определенные периоды, боль­шинство же - на протяжении всей жизни человека. Они могут тормо­зить или ускорять рост организма, половое созревание, физическое и психическое развитие, регулировать обмен веществ и энергии, дея­тельность внутренних органов. К железам внутренней секреции отно­сят: щитовидную, околощитовидные, зобную, надпочечники, поджелу­дочную, гипофиз, половые железы и ряд других.

Некоторые из перечисленных желез вырабатывают кроме гормонов еще секреторные вещества (например, поджелудочная железа участ­вует в процессе пищеварения, выделяя секреты в двенадцатиперстную кишку; продуктом внешней секреции мужских половых желез - яичек яв­ляются сперматозоиды и т.д.). Такие железы называют железами смешан­ной секреции.

Гормоны, как вещества высокой биологической активности, несмотря на чрезвычайно малые концентрации в крови способны вызывать значи­тельные изменения в состоянии орга­низма, в частности в осуществлении обмена веществ и энергии. Они обла­дают дистанционным действием, ха­рактеризуются специфичностью, ко­торая выражается в двух формах: одни гормоны (например, половые) влияют только на функцию некото­рых органов и тканей, другие управ­ляют лишь определенными измене­ниями в цепи обменных процессов и в активности регулирующих эти про­цессы ферментов. Гормоны сравни­тельно быстро разрушаются и для поддержания их определенного ко­личества в крови необходимо, чтобы они неустанно выделялись со­ответствующей железой. Практически все расстройства деятельности желез внутренней секреции вызывают понижение общей работоспо­собности человека. Функция эндокринных желез регулируется цент­ральной нервной системой, нервное и гуморальное воздействие на раз­личные органы, ткани и их функции представляют собой проявление единой системы нейрогуморальной регуляции функций организма.

Гипокинезия и гиподинамия

Гипокинезия (греч. hypo - понижение, уменьшение, недо­статочность; kinesis- движение) - особое состояние организма, обу­словленное недостаточностью двигательной активности. В ряде случа­ев это состояние приводит к гиподинамии. Гиподинамия (греч. hypo - понижение; dynamis сила) - совокупность отрицательных морфо-функциональных изменений в организме вследствие длительной ги­покинезии. Это атрофические изменения в мышцах, общая физичес­кая детренированность, детренированность сердечно-сосудистой сис­темы, понижение ортостатической устойчивости, изменение водно-со­левого баланса, системы крови, деминерализация костей и т.д. В ко­нечном счете снижается функциональная активность органов и сис­тем, нарушается деятельность регуляторных механизмов, обеспечива­ющих их взаимосвязь, ухудшается устойчивость к различным небла­гоприятным факторам; уменьшается интенсивность и объем аффе­рентной информации, связанной с мышечными сокращениями, нару­шается координация движений, снижается тонус мышц (тургор), па­дает выносливость и силовые показатели. Наиболее устойчивы к раз­витию гиподинамических признаков мышцы антигравитационного характера (шеи, спины). Мышцы живота атрофируются сравнительно быстро, что неблагоприятно сказывается на функции органов крово­обращения, дыхания, пищеварения. В условиях гиподинамии снижа­ется сила сердечных сокращений в связи с уменьшением венозного возврата в предсердия, сокращаются минутный объем, масса сердца и его энергетический потенциал, ослабляется сердечная мышца, снижа­ется количество циркулирующей крови в связи с застаиванием ее в депо и капиллярах. Тонус артериальных и венозных сосудов ослабля­ется, падает кровяное давление, ухудшаются снабжение тканей кисло­родом (гипоксия) и интенсивность обменных процессов (нарушения в балансе белков, жиров, углеводов, воды и солей). Уменьшается жиз­ненная емкость легких и легочная вентиляция, интенсивность газооб­мена. Все это сопровождается ослаблением взаимосвязи двигательных и вегетативных функций, неадекватностью нервно-мышечных напря­жений. Таким образом, при гиподинамии в организме создается ситуа­ция, чреватая «аварийными» последствиями для его жизнедеятельнос­ти. Если добавить, что отсутствие необходимых систематических за­нятий физическими упражнениями связано с негативными измене­ниями в деятельности высших отделов головного мозга, его подкорко­вых структурах и образованиях, то становится понятно, почему сни­жаются общие защитные силы организма и возникает повышенная утомляемость, нарушается сон, снижается способность поддерживать высокую умственную или физическую работоспособность.

МАТЕРИАЛ ИЗ 5 ГЛАВЫ

Проявления тренирован­ности при предельно напряженной работе

Нагрузка, выполняемая на тренировках и соревнованиях, не бывает стандартной. На соревнованиях каждый стремится достичь максимально возможной для него интен­сивности работы. Физиологические исследования, проводимые при работе на пределе функциональных возможностей организма, могут дать представление его физиологических возможностях.

Применяются три, варианта исследований при такой работе. Пер­вый вариант состоит в регистрации физиологических изменений во время выполнения спортивного упражнения в условиях соревнования или близких к ним. Физиологические функции регистрируются во время этой работы, или сразу после нее, или на протяжении всего последующего восстановительного периода.

Второй вариант представляет собой лабораторную работу в виде бега на месте, или работу на велоэргометре, или бег на тредбане. Ис­пытуемый совершает работу, постепенно усиливая ее мощность с целью максимальной мобилизации всех функций организма, обеспе­чивающих предельную работу. К концу такого усиления испытуемый уже работает в полную силу своих возможностей. В это время и про­изводят необходимые физиологические замеры, которые характеризу­ют предельную мобилизацию физиологических возможностей орга­низма спортсмена.

Третий вариант заключается в том, что испытуемый совершает ра­боту, строго стандартную по мощности. Однако продолжительность
работы не ограничивается. Она производится до тех пор, пока испытуемый может поддерживать заданную мощность (заданное число оборотов педалей, темп бега при определенной высоте подъема бедра, скорость бега или плавания за лидером). Работа прекращается в тот момент, когда ее мощность или скорость передвижения начинают не­отвратимо/падать и испытуемый даже при всем напряжении своих сил вынужден отказаться от дальнейшего выполнения работы в данных условиях. Иначе говоря, с целью характеристики тренированности ис­следуется выполнение работы «до отказа».

Результаты исследований при предельной работе спортсмена резко отличается от тех, которые были получены при изучении стандартной работы. При предельной работе отмечалось обратное: у тренирован­ных во многих физиологических показателях были большие сдвиги, чем у нетренированных. Это выражается в том, что тренированный

расходует при предельной работе больше энергии, чем нетренирован­ный, а объясняется тем, что сама работа, произведенная тренирован­ным, превышает величину работы, которую может выполнить нетре­нированный. Экономизация проявляется в несколько меньшем расхо­де энергии на единицу работы, однако весь объем работы у трениро­ванного при предельной работе настолько велик, что общая величина затраченной энергии оказывается очень большой.

Преобладание расхода энергии у тренированных особенно заметно в тех случаях, когда выполняемая работа не отличается сложностью. Вращение педалей велоэргометра сопровождается почти одинаковым расходом энергии у мастера спорта и спортсмена третьего разряда. Между тем различия в количестве работы, которую может выполнить на велоэргометре мастер или новичок, очень велики, что и определяет различия в величинах энергетических трат.

Весьма тесно связаны с тренированностью спортсмена показатели максимального потребления кислорода. Чем тренированнее спортсмен, тем большее количество кислорода он в состоянии потребить во время предельной работы. Самые высокие показатели (5,5-6,5 л/мин, или 80-90 мл/кг) зарегистрированы у представителей циклических видов спорта - мастеров международного класса, находящихся в момент ис­следования в состоянии наилучшей спортивной формы. Несколько меньшие цифры - около 4,5-5,5 л/мин, или 70-80 мл/кг, - отмеча­ются у менее подготовленных мастеров спорта и некоторых первораз­рядников. У спортсменов второго, третьего разряда величина макси­мального потребления кислорода достигает приблизительно 3,5- 4,5 л/мин, или 60-70 мл/кг. Показатель ниже 3 л/мин, или 50 мл/кг, характеризует низкий уровень тренированности.

Такая тесная связь между максимальным потреблением кислорода и тренированностью наблюдается в тех видах спорта, которые предъ­являют значительные требования к снабжению мышц кислородом и характеризуются высоким уровнем аэробных реакций. Для специали­зирующихся в работе максимальной мощности связь между трениро­ванностью и максимальным потреблением кислорода очень мала, так как для них более характерна связь между тренированностью и мак­симальным кислородным долгом, отражающим возможный объем анаэ­робных процессов организме. У таких спортсменов (например, бегу­нов на короткие и средние дистанции) максимальный кислородный долг может достирать 25 л, если это спортсмены очень высокого клас­са. У менее тренированных спортсменов максимальный кислородный долг не превышает 10-15 л.

Большая величина максимального потребления кислорода у высокотренированных спортсменов тесно связана с большими величинами объема дыхания и кровообращения. Максимальное потребление кисло­рода, равное 5-6 л/мин, сопровождается легочной вентиляцией, до­стигающей 200 л в 1 мин, при частоте дыхания, превышающей 60 в 1 мин, и глубине каждого дыхания, равной более 3 л. Иначе говоря, максимальное потребление кислорода сопровождается максимальной интенсивностью легочного дыхания, которое у высокотренированных спортсменов достигает значительно больших величин, чем у малотре­нированных. Соответственно этому максимальных величин достигает минутный объем крови. Для того чтобы транспортировать от легких в мышцы 5-6 л кислорода в 1 мин, сердце должно перекачивать в каж­дую минуту около 35 л крови. Частота сердечных сокращений при этом составляет 180-190 в 1 мин, а систолический объем крови может превышать 170 мл. Естественно, что столь резко возрастающая ско­рость кровотока сопровождается высоким подъемом артериального давления, достигающим 200-250 мм рт. ст.

Если выполняемая предельная работа характеризуется высокой интенсивностью анаэробных реакций, то она сопровождается накопле­нием продуктов анаэробного распада. Оно больше у тренированных спортсменов, чем у нетренированных. Например, концентрация мо­лочной кислоты в крови при предельной работе может доходить у тре­нированных спортсменов до 250-300 мг %. Соответственно этому общие биохимические сдвиги в крови и моче у тренированных спорт­сменов при предельной работе значительно большие, чем у нетрени­рованных.

Понижение уровня сахара в крови, являющееся одним из основных признаков утомления, наиболее выражено при очень длительной ра­боте у хорошо тренированных спортсменов. Даже при величине содер­жания сахара в крови ниже 50 мг % тренированной марафонец еще долго способен сохранять высокий темп бега, в то время как Нетрени­рованный при таком низком содержании сахара в крови вынужден сойти с дистанции.

Значительные изменения в химизме крови во время работы гово­рят о том, что центральная нервная система тренированного организма обладает устойчивостью к действию резко измененного состава внут­ренней среды. Организм высокотренированного спортсмена обладает повышенной сопротивляемостью к действию факторов утомления, иначе говоря, большой выносливостью. Он сохраняет работоспособ­ность при таких условиях, при которых нетренированный организм вынужден прекратить работу.

Таким образом, функциональные показатели тренированности при выполнении предельно напряженной работы в циклических видах двигательной деятельности обусловливаются мощностью работы. Так, из приведенных данных видно, что при работе субмаксимальной и максимальной мощности наибольшее значение имеют анаэробные процессы энергообеспечения, т.е. способность адаптации организма к работе при существенно измененном составе внутренней среды в кис­лую сторону. При работе большой и умеренной мощности главным фактором результативности является своевременная и удовлетворяю­щая доставка кислорода к работающим тканям. Аэробные возможнос­ти организма при этом должны быть очень высоки.

При предельно напряженной мышечной деятельности происходят значительные изменения практически во всех системах организма, и это говорит о том, что выполнение этой напряженной работы связано с вовлечением в ее реализацию больших резервных мощностей орга­низма, с усилением обмена веществ и энергии.

Таким образом, организм человека, систематически занимающего­ся активной двигательной деятельностью, в состоянии совершить более значительную по объему и интенсивности работу, чем организм человека, не занимающегося ею. Это обусловлено систематической ак­тивизацией физиологических и функциональных систем организма, вовлечением и повышением их резервных возможностей, своего рода тренированностью процессов их использования и пополнения. Каж­дая клетка, их совокупность, орган, система органов, любая функцио­нальная система в результате целенаправленной систематической упражняемости повышают показатели своих функциональных возмож­ностей и резервных мощностей, обеспечивая в итоге более высокую работоспособность организма за счет того же эффекта упражняемости, тренированности мобилизации обменных процессов.

Обмен веществ

Медико-биологические и педагогические науки имеют дело с человеком как с существом не только биологическим, но и социальным.

Социальность – специфическая сущность человека, которая не упраздняет его биологической субстанции, ведь биологическое начало человека – необходимое условие для формирования и проявления социального образа жизни. Между тем творят историю, изменяют живой и неживой мир, созидают и разрушают, устанавливают мировые и олимпийские рекорды не организмы, а люди, человеческие личности.

Таким образом, соииально-биологические основы физической культуры – это принципы взаимодействия социальных и биологических закономерностей в процессе овладения человеком ценностями физической культуры.

Естественнонаучные основы физической культуры – комплекс медико-биологических наук (анатомия, физиология, биология, биохимия, гигиена и др.). Анатомия и физиология – важнейшие биологические науки о строении и функциях человеческого организма. Человек подчиняется биологическим закономерностям, присущим всем живым существам. Однако от представителей животного мира он отличается не только строением, но развитым мышлением, интеллектом, речью, особенностями социально-бытовых условий жизни и общественных взаимоотношений. Труд и влияние социальной среды в процессе развития человечества повлияли на биологические особенности организма современного человека и его окружение. В основе изучения органов и межфункциональных систем человека принцип целостности и единства организма с внешней природной и социальной средой.

Организм – слаженная единая саморегулирующаяся и саморазвивающаяся биологическая система, функциональная деятельность которой обусловлена взаимодействием психических, двигательных и вегетативных реакций на воздействия окружающей среды, которые могут быть как полезными, так и пагубными для здоровья. Отличительная особенность человека – сознательное и активное воздействие на внешние природные и социально-бытовые условия, определяющие состояние здоровья людей, их работоспособность, продолжительность жизни и рождаемость (репродуктивность). Без знаний о строении человеческого тела, о закономерностях функционирования отдельных органов и систем организма, об особенностях протекания сложных процессов его жизнедеятельности нельзя организовать процесс формирования здорового образа жизни и физической подготовки населения, в том числе и учащейся молодежи. Достижения медико-биологических наук лежат в основе педагогических принципов и методов учебно-тренировочного процесса, теории и методики физического воспитания и спортивной тренировки.

1. Организм как единая саморазвивающаяся и саморегулирующаяся биологическая система.

Развитие организма осуществляется во все периоды его жизни – с момента зачатия и до ухода из жизни. Это развитие называется индивидуальным, или развитием в онтогенезе. При этом различают два периода: внутриутробный (от момента зачатия и до рождения) и внеутробный (после рождения). Каждый родившийся человек наследует от родителей врожденные, генетически обусловленные черты и особенности, которые во многом определяют индивидуальное развитие в процессе его дальнейшей жизни. Оказавшись после рождения, образно говоря, в условиях автономного режима, ребенок быстро растет, увеличивается масса, длина и площадь поверхности его тела. Рост человека продолжается приблизительно до 20 лет. Причем у девочек наибольшая интенсивность роста наблюдается в период от 10 до 13, а у мальчиков от 12 до 16 лет. Увеличение массы тела происходит практически параллельно с увеличением его длины и стабилизируется к 20 – 25 годам. Необходимо отметить, что за последние 100 – 150 лет в ряде стран наблюдается раннее морфофункциональное развитие организма у детей и подростков. Это явление называют акселерацией (лат. ассе1еra - ускорение), оно связано не только с ускорением роста и развития организма вообще, но и с более ранним наступлением периода половой зрелости, ускоренным развитием сенсорных (лат. вепре – чувство), двигательных координаций и психических функций. Поэтому границы между возрастными периодами достаточно условны и это связано со значительными индивидуальными различиями, при которых «физиологический» возраст и «паспортный» не всегда совпадают. Как правило, юношеский возраст (16 – 21 год) связан с периодом созревания, когда все органы, их системы и аппараты достигают своей морфофункциональной зрелости. Зрелый возраст (~2 – 60 лет) характеризуется незначительными изменениями строения тела, а функциональные возможности этого достаточно продолжительного периода жизни во многом определяются особенностями образа жизни, питания, двигательной активности. Пожилому возрасту (61 – 74 года) и старческому (75 лет и более) свойственны физиологические процессы перестройки снижение активных возможностей организма и его систем – иммунной, нервной, кровеносной и др. Здоровый образ жизни, активная двигательная деятельность в процессе жизни существенно замедляют процесс старения. В основе жизнедеятельности организма лежит процесс автоматического поддержания жизненно важных факторов на необходимом уровне, всякое отклонение от которого ведет к немедленной мобилизации механизмов, восстанавливающих этот уровень (гомеостаз). Гомеостаз – совокупность реакций, обеспечивающих поддержание или восстановление относительно динамического постоянства внутренней среды и некоторых физиологических функций организма человека (кровообращения, обмена веществ, терморегуляции и др.). Этот процесс обеспечивается сложной системой координированных приспособительных механизмов, направленных на устранение или ограничение факторов, воздействующих на организм как из внешней, так и из внутренней среды. Они позволяют сохранять постоянство состава, физико-химических и биологических свойств внутренней среды, несмотря на изменения во внешнем мире и физиологические сдвиги, возникающие в процессе жизнедеятельности организма. В нормальном состоянии колебания физиологических и биохимических констант происходят в узких гомеостатических границах, и клетки организма живут в относительно постоянной среде, так как они омываются кровью, лимфой и тканевой жидкостью. Постоянство физико-химического состава поддерживается благодаря саморегуляции обмена веществ, кровообращения, пищеварения, дыхания, выделения и других физиологических процессов. Организм – сложная биологическая система. Все его органы связаны между собой и взаимодействуют. Нарушение деятельности одного органа приводит к нарушению деятельности других. Огромное количество клеток, каждая из которых выполняет свои, присущие только ей функции в общей структурно-функциональной системе организма, снабжаются питательными веществами и необходимым количеством кислорода для того, чтобы осуществлялись жизненно необходимые процессы энергообразования, выведения продуктов распада, обеспечения различных биохимических реакций жизнедеятельности и т.д. Эти процессы происходят благодаря регуляторным механизмам, осуществляющим свою деятельность через нервную, кровеносную, дыхательную, эндокринную и другие системы организма.

2. Внешняя среда и ее воздействие на организм и жизнедеятельность человека.

На человека воздействуют различные факторы окружающей среды. При изучении многообразных видов его деятельности не обойтись без учета влияния природных факторов (барометрическое давление, газовый состав и влажность воздуха, температура окружаю щей среды, солнечная радиация – так называемая физическая окружающая среда), биологических факторов растительного и животного окружения, а также факторов социальной среды с результатами бытовой, хозяйственной, производственной и творческой деятельности человека. Из внешней среды в организм поступают вещества, необходимые для его жизнедеятельности и развития, а также раздражители (полезные и вредные), которые нарушают постоянство внутренней среды. Организм путем взаимодействия функциональных систем всячески стремится сохранить необходимое постоянство своей внутренней: среды. Деятельность всех органов и их систем в целостном организме характеризуется определенными показателями, имеющими те или иные диапазоны колебаний. Одни константы стабильны и довольно жесткие (например, рН крови 7,36 – 7,40, температура тела – в пределах 35 – 42), другие и в норме отличаются значительными колебаниями (например, ударный объем сердца – количество крови, выбрасываемой за одно сокращение – 50 – 200 см). Низшие позвоночные, у которых регуляция показателей, характеризующих состояние внутренней среды, несовершенна, оказываются во власти факторов окружающей среды. Например, лягушка, не обладая механизмом, регулирующим постоянство температуры тела, дублирует температуру внешней среды настолько, что зимой все жизненные процессы у нее затормаживаются, а летом, оказавшись вдалеке от воды, она высыхает и гибнет. В процессе филогенетического развития высшие животные, в том числе и человек, как бы сами себя поместили в теплицу, создав свою стабильную внутреннюю среду и обеспечив тем самым относительную независимость от внешней среды. Природные и социально-биологические логические факторы, влияющие на организм человека, неразрывно связаны с вопросами экологического характера. Экология (греч,oikos– дом, жилище, родина + logos – понятие, учение) – это и область знания, и часть биологии, и учебная дисциплина, и комплексная наука. Экология рассматривает взаимоотношения организмов друг с другом и с неживыми компонентами природы: Земли (ее биосферы). Экология человека изучает закономерности взаимодействия человека с природой, проблемы сохранения и укрепления здоровья. Человек зависит от условий среды обитания точно так же, как природа зависит от человека. Между тем влияние производственной деятельности на окружающую природу (загрязнение атмосферы, почвы, водоемов отходами производства, вырубка лесов, повышенная радиация в результате аварий и нарушений технологий) ставит под угрозу существование самого человека. К примеру, в крупных городах значительно ухудшается естественная среда обитания, нарушаются ритм жизни, психо-эмоциональная ситуация труда, быта, отдыха, меняется климат. В городах интенсивность солнечной радиации на 15 – 20% ниже, чем в прилегающей местности, зато среднегодовая температура выше на 1 – 20, менее значительны суточные и сезонные колебания, ниже атмосферное давление, загрязненный воздух. Все эти изменения оказывают крайне неблагоприятное воздействие на физическое и психическое здоровье человека. Около 80 болезней современного человека – результат ухудшения экологической ситуации на планете. Экологические проблемы напрямую связаны с процессом организации и проведения систематических занятий физическими упражнениями и спортом, а также с условиями, в которых они происходят.

3. Средства физической культуры, обеспечивающие устойчивость к умственной и физической работоспособности.

Основное средство физической культуры - физические упражнения. Существует физиологическая классификация упражнений, в которой вся многообразная мышечная деятельность объединена в отдельные группы упражнений по физиологическим признакам. Устойчивость организма к неблагоприятным факторам зависит от: врожденных и приобретенных свойств. Она весьма подвижна и поддается тренировке, как средствами мышечных нагрузок, так и различными внешними воздействиями (температурными колебаниями, недостатком или избытком кислорода, углекислого газа). Отмечено, например, что физическая тренировка путем совершенствования физиологических механизмов повышает устойчивость к перегреванию, переохлаждению, гипоксии, действию некоторых токсических веществ, снижает заболеваемость и повышает работоспособность. Тренированные лыжники при охлаждении их тела до 35С сохраняют высокую работоспособность. Если нетренированные люди не в состоянии выполнять работу при подъеме их температуры до 37 – 38С, то тренированные успешно справляются с нагрузкой даже тогда, когда температура их тела достигает 39С и более. У людей, которые систематически и активно занимаются физическими упражнениями, повышается психическая, умственная и эмоциональная устойчивость при выполнении напряженной умственной или физической деятельности. К числу основных физических или двигательных) качеств, обеспечивающих высокий уровень физической работоспособности человека, относят силу, быстроту и выносливость, которые проявляются в определенных соотношениях в зависимости от условий выполнения той или иной двигательной деятельности, ее характера, специфики, продолжительности, мощности и интенсивности. К названным физическим качествам следует добавить гибкость и ловкость, которые во многом определяют успешность выполнения некоторых видов физических упражнений. Многообразие и специфичность воздействия упражнений на организм человека можно понять, ознакомившись с физиологической классификацией физических упражнений (с точки зрения спортивных физиологов). В основу ее положены определенные физиологические классификационные признаки, которые присущи всем видам мышечной деятельности, входящим в конкретную группу. Так, по характеру мышечных сокращений работа мышц может носить статический или динамический характер. Деятельность мышц в условиях сохранения неподвижного положения тела или его звеньев, а также упражнение мышц при удержании какого-либо груза без его перемещения характеризуется как статическая работа (статическое усилие). Статическими усилиями характеризуется поддержание разнообразных поз тела, а усилия мышц при динамической работе связаны с перемещениями тела или его звеньев в пространстве. Значительная группа физических упражнений выполняется в строго постоянных (стандартных) условиях как на тренировках, так и на соревнованиях; двигательные акты при этом производятся в определенной последовательности. В рамках определенной стандартности движений и условий их выполнения совершенствуется выполнение конкретных движений с проявлением силы, быстроты, выносливости, высокой координации при их выполнении. Есть также большая группа физических упражнений, особенность которых в нестандартности, непостоянстве условий их выполнения, в меняющейся ситуации, требующей мгновенной двигательной реакции (единоборства, спортивные игры). Две большие группы физических упражнений, связанные со стандартностью или нестандартностью движений, в свою очередь, делятся на упражнения (движения) циклического характера (ходьба, бег, плавание, гребля, передвижения на коньках, лыжах, велосипеде и т.п.) и упражнения ациклического характера (упражнения без обязательной слитной повторяемости определенных циклов, имеющих четко выраженные начало и завершение движения: прыжки, метания, гимнастические и акробатические элементы, поднимание тяжестей). Общее для движений циклического характера состоит в том, что все они представляют работу постоянной и: переменной мощности с различной продолжительностью. Многообразный характер движений не всегда позволяет точно определить мощность выполненной работы (т.е. количество работы в единицу времени, связанное с силой мышечных сокращений, их частотой и амплитудой), в таких случаях используется термин «интенсивность». Предельная продолжительность работы зависит от ее мощности, интенсивности и объема, а характер выполнения работы связан с процессом утомления в организме. Если мощность работы велика, то длительность ее мала вследствие быстро наступающего утомления, и наоборот. При работе циклического характера спортивные физиологи различают зону максимальной мощности (продолжительность работы не превышает 20 – 30 с, причем утомление и снижение работоспособности большей, частью наступает уже через 10 – 15 с); субмаксимальной (от 20 – 30 до: 3 – 5 с); большой (от 3 – 5 до 30 – 50 мин) и умеренной (продолжительность 50 мин и более). Особенности функциональных сдвигов организма при выполнении различных видов циклической работы в различных зонах мощности: определяет спортивный результат. Так, например, основной характерной чертой работы в зоне максимальной мощности является то, что деятельность мышц протекает в бескислородных (анаэробных) условиях. Мощность работы настолько велика, что организм не в состоянии обеспечить ее совершение за счет кислородных (аэробных) процессов. Если бы такая мощность достигалась за счет кислородных реакций, то органы кровообращения и дыхания должны были обеспечить доставку к мышцам свыше 40 л кислорода в 1 мин. Но даже у высококвалифицированного спортсмена при полном усилении функции дыхания и кровообращения потребление кислорода может только приближаться: к указанной цифре. В течение же первых 10 – 20 с работы потребление кислорода в пересчете на 1 мин достигает лишь 1 – 2 л. Поэтому работа максимальной мощности выполняется «в долг», который ликвидируется после окончания мышечной деятельности. Процессы дыхания и кровообращения во время работы максимальной мощности не успевают усилиться до уровня, обеспечивающего нужное количество кислорода, чтобы дать энергию работающим мышцам. Во время спринтерского бега делается лишь несколько поверхностных дыханий, а иногда такой бег совершается при полной задержке дыхания. При этом афферентные и эфферентные отделы нервной системы функционируют с максимальным напряжением, вызывая достаточно быстрое утомление клеток центральной нервной системы. Причина утомления самих мышц связана со значительным накоплением продуктов анаэробного обмена и истощением энергетических веществ в них. Главная масса энергии, освобождающаяся при работе максимальной мощности, образуется за счет энергии распада АТФ и КФ. Кислородный долг, ликвидируемый в период восстановления после выполненной работы, используется на окислительный ресинтез (восстановление) этих веществ. Снижение мощности и увеличение продолжительности работы связано с тем, что помимо анаэробных реакций энергообеспечения мышечной деятельности разворачиваются также и процессы аэробного энергообразования. Это увеличивает (вплоть до полного удовлетворения потребности) поступление кислорода к работающим мышцам. Так, при выполнении работы в зоне относительно умеренной мощности (бег на длинные и сверхдлинные дистанции) уровень потребления кислорода может достигать примерно 85% максимально возможного. При этом часть потребляемого кислорода используется на окислительный ресинтез АТФ, КФ и углеводов. При длительной (иногда многочасовой) работе умеренной мощности углеводные запасы организма (гликоген) значительно уменьшаются, что приводит к снижению содержания глюкозы в крови, отрицательно сказываясь на деятельности нервных центров, мышц и других работающих органов. Чтобы восполнить израсходованные углеводные запасы организма в процессе длительных забегов и проплывов, предусматривается специальное питание растворами сахара, глюкозы, соками. Ациклические движения не обладают слитной повторяемостью циклов и представляют собою стереотипно следующие фазы движений с четким завершением. Чтобы выполнить их, необходимо проявить силу, быстроту, высокую координацию движений (движения силового и скоростно-силового характера). Успешность выполнения этих упражнений связана с проявлением либо максимальной силы, либо скорости, либо сочетания того и другого и зависит от необходимого уровня функциональной готовности систем организма в целом. К средствам физической культуры относятся не только физические упражнения, но и оздоровительные силы природы (солнце, воздух и вода), гигиенические факторы (режим труда, сна, питания, санитарно-гигиенические условия). Использование оздоровительных сил, природы способствует укреплению и активизации защитных сил организма, стимулирует обмен веществ и деятельность физиологических систем и отдельных органов. Чтобы повысить уровень физической и, лиственной работоспособности, необходимо бывать на свежем воздухе, отказаться от вредных привычек, проявлять двигательную активность, заниматься закаливанием. Систематические занятия физическими упражнениями в условиях напряженной учебной деятельности снимают нервно-психические напряжения, а систематическая мышечная деятельность повышает психическую, умственную и эмоциональную устойчивость организма при напряженной учебной работе. Роль упражнений и функциональные показатели тренированности организма в покое, при выполнении стандартной и предельно напряженной работы. Формирование и совершенствование различных морфофизиологических функций и организма в целом зависят от их способности к дальнейшему развитию, что имеет во многом генетическую (врожденную) основу и особенно важно для достижения как оптимальных, так и максимальных показателей физической и умственной работоспособности. При этом следует знать, что способность к выполнению физической работы может возрастать многократно, но до определенных пределов, тогда как умственная деятельность фактически не имеет ограничений в своем развитии. Каждый организм обладает определенными резервными возможностями. Систематическая мышечная деятельность позволяет путем совершенствования физиологических функций мобилизовать те резервы, о существовании которых многие даже не догадываются. Причем адаптированный к нагрузкам организм обладает гораздо большими резервами, более экономно и полно может их использовать. Так, в результате целенаправленных систематических занятий физическими упражнениями объем сердца может увеличиваться в 2 – 3 раза, легочная вентиляция – в 20 – 30 раз, максимальное потребление кислорода возрастает на порядок, устойчивость к гипоксии значительно повышается. Организм с более высокими морфофункциональными показателями физиологических систем и органов обладает повышенной способностью выполнять более значительные по мощности, объему, интенсивности и продолжительности физические нагрузки. Особенности морфофункционального состояния разных систем организма, формирующиеся в результате двигательной деятельности, называют физиологическими показателями тренированности. Они изучаются у человека в состоянии относительного покоя, при выполнении стандартных нагрузок и нагрузок различной мощности, в том числе и предельных. Одни физиологические показатели менее изменчивы, другие более и зависят от двигательной специализации и индивидуальных особенностей каждого занимающегося. Основное средство физической культуры в процессе двигательной тренировки это физические упражнения. Во многих учебниках физиологии приводятся данные о том, что процесс упражнения стал предметом научного исследования под влиянием эволюционного учения Ж. Ламарка и Ч. Дарвина только в "1" в. В 1809 г. Ламарк опубликовал материал, где отметил, что у животных, обладающих нервной системой, развиваются органы, которые упражняются, а органы, которые не упражняются – слабеют и уменьшаются. Заслугой П.Ф. Лесгафта, известного анатома и отечественного общественного деятеля 19 – начала 20 в., было то, что он показал конкретную морфологическую перестройку организма и отдельных органов человека в процессе упражнений и тренировки. Известные российские физиологи И.М. Сеченов и И.П. Павлов показали роль центральной нервной систем в развитии тренированности на всех стадиях упражнения при формировании приспособительных процессов организма. В дальнейшем многие исследователи доказали, что упражнение вызывает глубокую перестройку во всех органах, и системах организма человека. Сущность упражнения (а следовательно, и тренировки) составляют физиологические, биохимические, морфологические изменения, возникающие под воздействием многократно повторяющейся работы или других видов активности и при изменяющейся нагрузке и отражающие единство расхода и восстановления функциональных и структурных ресурсов в организме. В ходе тренировки развитие работоспособности организма имеет разную динамику, но оно характеризует изменения, происходящие в организме в процессе упражнения, и отражает как наследственные качества организма, так и. методы их развития и совершенствования. Таким образом, эффективность упражнения, находящая выражение в виде результата (достижение здоровья, успех в умственной, спортивной и другой деятельности), может иметь разные пути и динамику на всем пути процесса тренировки. Важная задача упражнения – сохранить здоровье и работоспособность на оптимальном уровне за счет активизации восстановительных процессов. В ходе упражнения совершенствуются высшая нервная деятельность, функции центральной нервной, нервно-мышечной, сердечнососудистой, дыхательной, выделительной и других систем, обмен веществ и энергии, а также системы их нейрогуморального регулирования. Так, к числу показателей тренированности в покое можно отнести:

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

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

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

Экономизация функции. Тренированный организм расходует, находясь в покое; меньше энергии, чем нетренированный. Как показали исследования основного обмена, в состоянии покоя, утром, натощак, в дни, которым не предшествовали дни соревнований и усиленных тренировок, общий расход энергии у тренированного организма ниже, чем у нетренированного, на 10% и даже на 15%. Понижение энергетических затрат при тренировке связано с соответствующим уменьшением количества потребляемого кислорода, вентиляции легких. Все это, обусловлено отчасти тем, что тренированные лица лучше расслабляют свои мышцы, чем нетренированные. Дополнительное же напряжение мышц всегда связано с дополнительными энергетическими затратами. Кроме того, у тренированных отмечается в состоянии покоя несколько более пониженная возбудимость нервной системы по сравнению с нетренированными. Наряду с этим у них хорошая уравновешенность процессов возбуждения и торможения. Все эти изменения свидетельствуют о том, что тренированный организм очень экономно расходует энергию в покое, в процессе глубокого отдыха совершается перестройка его функций, происходит накопление энергии для предстоящей интенсивной деятельности. Замедленная работа органов дыхания и кровообращения. Выше уже отмечалось, что в состоянии покоя у тренированных вентиляция легких меньше, чем у нетренированных; Это связано с малой частотой дыхательных движений. Глубина же отдельных дыханий изменяется незначительно, а подчас даже несколько увеличивается. Подобная тенденция наблюдается и в работе сердца, Относительно низкий уровень минутного объема крови в состоянии покоя у тренированного по сравнению с нетренированным обусловлен небольшой частотой сердечных сокращений. Редкий пульс (брадикардия) – один, из основных физиологических спутников тренированности. У спортсменов, специализирующихся в стайерских дистанциях, частота сердечных сокращений в покое особенно мала – 40 удар/мин и меньше. Это почти никогда не наблюдается у неспортсменов. Для них наиболее типична частота пульса – около 70 удар/мин. Тренировка накладывает глубокий отпечаток на организм, вызывая - в нем как морфологические, так физиологические и биохимические перестройки. Все они направлены на обеспечение высокой активности, организма при выполнении работы. Реакции на стандартные (тестирующие) нагрузки у тренированных лиц характеризуются следующими особенностями:

1) все показатели деятельности функциональных систем в начале работы (в период врабатывания) оказываются выше, чем у нетренированных;

2) в процессе работы уровень физиологических сдвигов менее высок;

3) период восстановления существенно короче.

При одной и той же работе тренированные спортсмены расходуют меньше энергии, чем нетренированные. У первых меньше величина кислородного запроса, меньше размер кислородной задолженности, но относительно большая доля кислорода потребляется во время работы. Следовательно, одна и та же работа происходит у тренированных с большей долей участия аэробных процессов, а у нетренированных – анаэробных. Вместе с тем во время одинаковой работы у тренированных ниже, чем у нетренированных, показатели потребления кислорода, вентиляции легких, частоты дыхания. Аналогичные изменения наблюдаются в деятельности сердечнососудистой системы. Минутный объем крови, частота сердечных сокращений, систолическое кровяное давление повышаются во время стандартной работы в меньшей степени у более тренированных. Изменения в химизме крови и мочи, вызванные стандартной работой, у более тренированных, как правило, выражены слабее по сравнению с менее тренированными. У первых работа вызывает меньшее нагревание организма и потоотделение, чем у вторых. Характерны различия в показателях работы самих мышц. Электромиографические исследования позволили обнаружить, что электрическая активность мышц у тренированных повышена не так сильно как у нетренированных, менее продолжительна, концентрируется к моменту наибольших усилий, снижаясь до нуля в периоды расслабления. Более высокие показатели возбудимости мышц и нервной системы, неадекватные изменения функций различных анализаторов особенно выражены у менее тренированных. Результаты всех этих исследований позволяют сделать два важных вывода относительно влияния тренировки. Первый заключается в том, что тренированный организм выполняет стандартную работу 6олее экономно, чем нетренированный. Тренировка обусловливает такие приспособительные изменения в организме, которые вызывают экономизацию всех физиологических функций. Бурная реакция организма на работу у нетренированного человека проявляется в неэкономном расходовании сил и энергии, чрезмерном функционировании различных физиологических систем, их малой взаимной отрегулированности. В процессе тренировки организм приобретает способность реагировать на ту же работу умереннее, его физиологические системы начинают действовать более согласованно, координировано, силы расходуются экономнее. Второй вывод состоит в том, что одна и та же работа по мере развития тренированности становится менее утомительной. Для нетренированного стандартная работа может оказаться относительно трудной, выполняется им с напряжением, характерным для тяжелой работы, и вызывает утомление, тогда как для тренированного та же нагрузка будет относительно легкой, потребует меньшего напряжения и не вызовет большого утомления. Эти два взаимосвязанных результата тренировки – возрастающая экономичность и уменьшающаяся утомительность работы – отражают ее физиологическое значение для организма. Явление экономизации обнаружилось, как было показано выше, уже при исследовании организма в состоянии покоя. Исследования же во время работы позволили увидеть также те физиологические процессы, которые обусловливают благоприятные реакции организма работу вследствие тренировки, уменьшают степень трудности и утомительности работы. Процесс восстановления после стандартной работы у тренированных заканчивается раньше, чем у нетренированных. Ход кривой восстановления какой-либо функции сразу после работы у тренированных характеризуется более крутым спадом, в то время как у нетренированных – более пологим. Проявления тренированности при предельно напряженной работе. Нагрузка, выполняемая на тренировках и соревнованиях, не бывает стандартной. На соревнованиях каждый стремится достичь максимально возможной для него интенсивности работы. Физиологические исследования, проводимые при работе на пределе функциональных возможностей организма, могут дать представление о его физиологических возможностях. Применяются три варианта исследований при такой работе. Первый вариант состоит в регистрации физиологических изменений во время выполнения спортивного упражнения в условиях соревнования или близких к ним. Физиологические функции регистрируются во время этой работы, или сразу после нее, или на протяжении всего последующего восстановительного периода. Второй вариант представляет собой лабораторную работу в виде бега на месте, или работу на велоэргометре, или бег на тредбане. Испытуемый совершает работу, постепенно усиливая ее мощность с целью максимальной мобилизации всех функций организма, обеспечивающих предельную работу. К концу такого усиления испытуемый уже работает в полную силу своих возможностей. В это время и производят необходимые физиологические замеры, которые характеризует предельную мобилизацию физиологических возможностей оргазма спортсмена. Третий вариант заключается в том, что испытуемый совершает работу, строго стандартную по мощности. Однако продолжительность фоты не ограничивается. Она производится до тех пор, пока испытываемый может поддерживать заданную мощность (заданное число оборотов педалей, темп бега при определенной высоте подъема бедра, скорость бега или плавания за лидером). Работа прекращается в тот момент, когда ее мощность или скорость передвижения начинают неотвратимо падать и испытуемый даже при всем напряжении своих сил вынужден отказаться от дальнейшего выполнения работы в данных условиях. Иначе говоря, с целью характеристики тренированности исследуется выполнение работы «до отказа». Результаты исследований при предельной работе спортсмена резко отличаются от тех, которые были получены при изучении стандартной боты. При предельной работе отмечалось обратное: у тренированных во многих физиологических показателях были большие сдвиги, у нетренированных. Это выражается в том, что тренированный расходует при предельной работе больше энергии, чем нетренированный, а объясняется тем, что сама работа, произведенная тренированным, превышает величину работы, которую может выполнить нетренированный. Экономизация проявляется в несколько меньшем расходе энергии на единицу работы, однако весь объем работы у тренированного при предельной работе настолько велик, что общая величина затраченной энергии оказывается очень большой. Преобладание расхода энергии у тренированных особенно заметно в тех случаях, когда выполняемая работа не отличается сложностью. Вращение педалей велоэргометра сопровождается почти одинаковым расходом энергии у мастера спорта и спортсмена третьего разряда. Между тем различия в количестве работы, которую может выполнить на велоэргометре мастер или новичок, очень велики, что и определяет различия в величинах энергетических трат. Весьма тесно связаны с тренированностью спортсмена показатели максимального потреблении кислорода. Чем тренированнее спортсмен, тем большее количество кислорода он в состоянии потребить во время предельной работы. Самые высокие показатели (5,5 – 6,5 л/мин, или 80 – 90 мл/кг) зарегистрированы у представителей циклических видов спорта – мастеров международного класса, находящихся в момент исследования в состоянии наилучшей спортивной формы. Несколько меньшие цифры – около 4,5 – 5,5 л/мин, или 70 – 80 мл/кг, – отмечаются у менее подготовленных мастеров спорта и некоторых перворазрядников. У спортсменов второго, третьего разряда величина максимального потребления кислорода достигает приблизительно 3,5 – 4,5 л/мин, или 60 – 70 мл/кг. Показатель ниже 3 л/мин, или 50 мл/кг, характеризует низкий уровень тренированности. Такая тесная связь между максимальным потреблением кислорода и тренированностью наблюдается в тех видах спорта, которые предъявляют значительные требования к снабжению мышц кислородом и характеризуются высоким уровнем аэробных реакций. Для специализирующихся в работе максимальной мощности связь между тренированностью и максимальным потреблением кислорода очень мала, так как для них более характерна связь между тренированностью и максимальным кислородным долгом, отражающим возможный объем анаэробных процессов в организме. У таких спортсменов (например, бегунов на короткие и средние дистанции) максимальный кислородный долг может достигать 25 л, если это спортсмены очень высокого класса. У менее тренированных спортсменов максимальный кислородный долг не превышает 10 – 15 л. Большая величина максимального потребления кислорода у высокотренированных спортсменов тесно связана с большими величинами объема дыхания и кровообращения. Максимальное потребление кислорода, равное 5 – 6 л/мин, сопровождается легочной вентиляцией, достигающей 200 л в 1 мин, при частоте дыхания, превышающей 60 в 1 мин, и глубине каждого дыхания, равной более 3 л. Иначе говоря, максимальное потребление кислорода сопровождается максимальной интенсивностью легочного дыхания, которое у высокотренированных спортсменов достигает значительно больших величин, чем у малотренированных. Соответственно этому максимальных величин достигает минутный объем крови. Для того чтобы транспортировать от легких в мышцы 5 – 6 л кислорода в 1 мин, сердце должно перекачивать в каждую минуту около 35 л крови. Частота сердечных сокращений при этом составляет 180 – 190 в 1 мин, а систолический объем крови может превышать 170 мл. Естественно, что столь резко возрастающая скорость кровотока сопровождается высоким подъемом артериального давления, достигающим 200 – 250 мм рт. ст. Если выполняемая предельная работа характеризуется высокой интенсивностью анаэробных реакций, то она сопровождается накоплением продуктов анаэробного распада. Оно больше у тренированных спортсменов, чем у нетренированных. Например, концентрация молочной кислоты в крови при предельной работе может доходить у тренированных спортсменов до 250 – 300 мг%. Соответственно этому сущие биохимические сдвиги в крови и моче у тренированных спортсменов при предельной работе значительно большие, чем у нетренированных. Понижение уровня сахара в крови, являющееся одним из основных признаков утомления, наиболее выражено при очень длительной работе у хорошо тренированных спортсменов. Даже при величине содержания сахара в крови ниже 50 мг% тренированной марафонец еще долго способен сохранять высокий темп бега, в то время как нетренированный при таком низком содержании сахара в крови вынужден сойти с дистанции. Значительные изменения в химизме крови во время работы говорят о том, что центральная нервная система тренированного организма обладает устойчивостью к действию резко измененного состава внутренней среды. Организм высокотренированного спортсмена обладает Вишенной сопротивляемостью к действию факторов утомления, иначе говоря, большой выносливостью. Он сохраняет работоспособность при таких условиях, при которых нетренированный организм вынужден прекратить работу. Таким образом, функциональные показатели тренированности при полнении предельно напряженной работы в циклических видах двигательной деятельности обусловливаются мощностью работы. Так, из приведенных данных видно, что при работе субмаксимальной и максимальной мощности наибольшее значение имеют анаэробные процессы энергообеспечения, т.е. способность адаптации организма к работе при существенно измененном составе внутренней среды в кислую сторону. При работе большой и умеренной мощности главным фактором результативности является своевременная и удовлетворяющая доставка кислорода к работающим тканям. Аэробные возможности организма при этом должны быть очень высоки. При предельно напряженной мышечной деятельности происходят значительные изменения практически во всех системах организма, и это говорит о том, что выполнение этой напряженной работы связано с вовлечением в ее реализацию больших резервных мощностей организма, с усилением обмена веществ и энергии. Таким образом, организм человека, систематически занимающегося активной двигательной деятельностью, в состоянии совершить более значительную по объему и интенсивности работу, чем организм человека, не занимающегося ею. Это обусловлено систематической активизацией физиологических и функциональных систем организма, вовлечением и, повышением их резервных возможностей, своего рода тренированностью процессов их использования и пополнения. Каждая клетка, их совокупность, орган, система органов, любая функциональная система в, результате целенаправленной систематической упражняемости повышают показатели своих функциональных возможностей и резервных мощностей, обеспечивая в итоге более высокую работоспособность организма за счет того же эффекта упражняемости тренированности мобилизации обменных процессов.

4. Двигательная функция и повышение уровня адаптации и устойчивости организма человека к различным условиям внешней среды.

Развитие двигательных и вегетативных функций организма у детей и совершенствование их у взрослых и пожилых людей связано с двигательной активностью. Оздоровительное значение физической культуры общеизвестно. Имеется огромное количество исследований, показывающих положительное влияние физических упражнений на опорно-двигательный аппарат, центральную нервную систему, кровообращение, дыхание, выделение, обмен веществ, теплорегуляцию, органы внутренней секреции. Велико значение физических упражнений и как средства лечения. В жизни постоянно возникают ситуации, когда человек, будучи подготовлен к существованию в одних условиях, должен готовить себя (адаптироваться) к деятельности в других. При этом проблема адаптации связана с тем, что физиологические и биологические вопросы сопоставляются с социальными проблемами развития человека и общества. Механизмы адаптации впервые описал канадский ученый Ганс Селье. В его представлении адаптация развивается под действием гуморальных механизмов. Концепция адаптации Селье неоднократно пересматривалась с более широких представлений и анализа экспериментальных данных, в том числе о роли в процессе адаптации нервной системы. Действие факторов, вызывающих развитие адаптационных механизмов организма, всегда было комплексным. Так, все живые организмы в ходе эволюции приспосабливались к земным условиям существования: барометрическому давлению и гравитации, уровню космических и тепловых излучений, газовому составу воздуха, окружающей атмосфере. Животный мир адаптировался и к смене сезонов – времен года, которые включают изменения освещенности, температуры, влажности, радиации и т.д. Смена дня и ночи определенным образом связана с перестройкой организма и изменениями биологических ритмов деятельности его функциональных систем. Человек может мигрировать, оказываться в равнинных или горных условиях, в условиях жары или холода, при этом он оказывается связан с особенностями питания, обеспечения водой, различными условиями индивидуального комфорта и цивилизации. Все это связано с развитием дополнительных механизмов адаптации, которые достаточно специфичны. В зависимости от силы воздействия раздражителей окружающей среды, условий и функционального состояния организма адаптивные факторы могут вызывать как благоприятные, так и неблагоприятные реакции организма. Систематическая тренировка формирует физиологические механизмы, расширяющие возможности организма, его готовность к адаптации, что обеспечивает в различные периоды (фазы) развертывания приспособительных физиологических процессов. Известный спортивный физиолог, специалист по адаптации А.В. Коробков выделял несколько таких фаз: начальная, переходная, устойчивая, дезаптация и повторная адаптация. Под готовностью к адаптации понимается такое морфофункциональное состояние организма, которое обеспечивает ему успешное приспособление к новым условиям существования. Для готовности организма к адаптации и эффективности в ее осуществлении значительную роль играют факторы, укрепляющие общее состояние организма, стимулирующие его неспецифическую резистентность (устойчивость):

1) рациональное питание;

2) обоснованный режим;

3) адаптирующие медикаментозные средства;

4) физическая тренировка;

5) закаливание.

Из многообразия факторов развития адаптации особое место отводится физической тренировке. Еще Л.А. Орбели, известный русский физиолог, в развитие учения об упражняемости Ж. Ламарка, Ч. Дарвина и других исследователей 19-го в., отмечал, что физическая тренированность, развивая механизм координации в нервной системе, обусловливает повышение обучаемости, тренируемости нервной системы и организма в целом.

Основные понятия.
Введение
1. Организм, как единая саморазвивающаяся и
саморегулирующаяся биологическая
система
2. Анатомо-физиологические особенности и
основы физиологических функций
организма.
2.1. Функциональные системы организма.
2.1.1. ОДА
2.2. Физиологические системы организм.а
2.2.1. Кровь.
2.2.2.Сердечно - сосудистая система.
2.2.3. Дыхательная система
2.2.4. Система пищеварения
2.2.5. Выделительная система.
2.2.6. Нервная система.
2.2.7. Эндокринная система
2.2.8. Репродуктивная система
2.2.9. Иммунная система
3. Воздействие природных и социальноэкологических факторов на организм и
жизнедеятельность человека.
4. Средства ФК и спорта в управлении
функциональных возможностей
организма в целях обеспечения
умственной и физической деятельности
5. Воздействие направленной физической
нагрузки на отдельные системы
организма.
6. Физическая и умственная деятельность
человека. Утомление и переутомление
при физической и умственной работе.
Контрольные вопросы.
Список литературы.
Тесты оценки уровня знаний студентов.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Организм - биологическая система любого живого
существа.
Организм человека - это саморегулирующаяся и
саморазвивающаяся биологическая система, функциональная
деятельность которой обусловлена взаимодействием
психических, двигательных и вегетативных реакций на
воздействия окружающей среды.
Клетка - элементарная, универсальная единица живой
материи.
Орган - это часть целостного организма, обусловленная в
виде комплекса тканей, сложившегося в процессе
эволюционного развития и выполняющего определенные
специфические функции.
Ткань – это совокупность клеток и межклеточного
вещества, имеющих общее происхождение, одинаковое
строение и функции.
Физиологическая система организма - наследственно
закреплённая, регулируемая система органов и тканей, которые
функционируют в организме во взаимосвязи друг с другом.
Функциональная система организма - образует
взаимосвязь органов, тканей, физиологических систем,
обеспечивая достижение цели в определённом виде
деятельности.
Гомеостаз - совокупность реакций, обеспечивающих
поддержание или восстановление динамического постоянства
внутренней среды и основных физиологических функций
организма (кровообращения, обмена веществ, терморегуляции и
др.).
Ассимиляция или анаболизм - совокупность процессов
биосинтеза, определяющих образование веществ, нужных для
замещения старых и построения новых клеток.
Диссимиляция или катаболизм - процесс расщепления
сложных веществ на более простые, обеспечивающие
энергетические и пластические потребности организма.
Мотонейроны - нервные клетки спинного мозга.
Аксон - это отросток нервной клетки, по которому
нервные импульсы идут от тела клетки (сомы) к
иннервируемым органам и другим нервным клеткам.
Рецепторы - нервные окончания.
Рефлекс - ответная реакция организма на раздражения,
осуществляемая через центральную нервную систему.
АТФ (нуклеозидтрифосфат) - универсальный источник
энергии для всех биохимических процессов, протекающих в
живых системах.
Адаптация - процесс приспособления организма к
меняющимся условиям среды.
Саморегуляция - процесс автоматического поддержания
какого-либо жизненно важного фактора на постоянном уровне.
Метаболизм - обмен веществ.
Гиподинамия - совокупность отрицательных изменений
в организме вследствие длительной гипокинезии.
Гипокинезия - недостаточность движений.
Утомление – это физиологическое состояние организма,
возникающее в результате деятельности и проявляющееся

Переутомление - это патологической состояние,
развивающееся у человека вследствие хронического
физического или психологического перенапряжения,
клиническую картину которого определяют функциональные
нарушения в центральной нервной системе.
Экология - это область знания, рассматривающая
взаимоотношения организмов друг с другом и с неживыми
компонентами природы.
Социально-биологические основы ФК – понятие о
принципах взаимодействия закономерностей социальных и
биологических в процессе овладения ценностями ФК.

Организм как единая саморазвивающаяся и саморегулирующаяся биологическая система.

Организм человека – это единая слаженная
саморегулирующаяся и саморазвивающаяся биологическая
система, функциональная деятельность которой
обусловлена взаимодействием психических, двигательных и
вегетативных реакций на воздействия окружающей среды,
которые могут быть как полезными, так и пагубными для
здоровья. Отличительная особенность человека –
сознательное и активное воздействие на внешние
природные и социально-бытовые условия, которые
определяют состояние здоровья людей, их
работоспособность, продолжительность жизни и
рождаемость (репродуктивность).

Развитие организма осуществляется во все
периоды его жизни – с момента зачатия и до
ухода из жизни. Это развитие называется
онтогенезом. При этом различают два периода:
внутриутробный (от момента зачатия и до
рождения)
и вне утробный
(после рождения).

Рост человека продолжается приблизительно до 20
лет. У девочек наибольшая интенсивность роста
наблюдается в период от 10 до 13, у мальчиков от 12
до 16 лет. Увеличение массы тела происходит
практически параллельно с увеличением его длины и
стабилизируется к 20 – 25 годам. Раннее развитие
называют
акселерацией
(ускоренное).

Анатомо - физиологические особенности и основы физиологических функций организма

Организм - биологическая система,
функциональная деятельность которой обусловлена
взаимодействием психических, двигательных и
вегетативных реакций на воздействие окружающей
среды. Саморегуляция организма заключается в
том, что любое отклонение от нормального состава
внутренней организма автоматически включает
нервные и гуморальные (посредством жидкой среды)
процессы, возвращающие состав внутренней среды к
исходному уровню. Внутренняя среда организма, в
которой живут все его клетки, - это кровь, лимфа,
межтканевая жидкость, характеризуется
относительным постоянством различных показателей
(гомеостаз).

Функциональные
системы организма
Совокупность органов, выполняющих
общую для них функцию, называют
системой органов и аппаратом
органов. К системе органов относятся:
пищеварительная, выделительная,
дыхательная, сердечно – сосудистая и
др. системы. К аппарату органов
относятся: опорно – двигательный
(ОДА), эндокринный, вестибулярный и
др.

ОДА
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗМА
КРОВЬ
СЕРДЕЧНОСОСУДИСТАЯ
ДЫХАТЕЛЬНАЯ
ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ
ВЫДЕЛИТЕЛЬНАЯ
НЕРВНАЯ
РЕПРОДУКТИВНАЯ
ЭНДОКРИННАЯ
ИММУННАЯ

10.

ОДА
Кости - это твердые и прочные части,
служащие опорой телу, мышцы - мягкие
части,
покрывающие
кости,
а
соединения костей - это структуры, при
помощи которых кости соединяются.
У человека более 200 костей (85
парных и 36 непарных), которые в
зависимости от формы и функции
делятся на:
- трубчатые (кости конечностей);
- губчатые (выполняют в основном
защитную и опорную функции - ребра,
грудина, позвонки и др.);
- плоские (кости черепа, таза,
поясов конечностей);
- смешанные (основание черепа).

11. Основные функции скелета

I. Механические:
- опора (формирование жёсткого костно-хрящевого остова тела, к
которому прикрепляются мышцы,фасции и многие
внутренние органы);
- движение (благодаря наличию подвижных соединений между
костями, кости работают как рычаги, приводимые в движение
мышцами);
- защита внутренних органов (формирование костных вместилищ
для головного мозга (череп)и органов чувств, для спинного
мозга (позвоночный канал));
- рессорная (амортизирующая) функция (благодаря наличию
специальных анатомических образований, уменьшающих и
смягчающих сотрясения при движениях: арочная конструкция стопы,
хрящевые прослойки между костями и др.).
II. Биологические:
-кроветворная (гемопоэтическая) функция (в костном мозге
происходит гемолоэз - образование новых клеток крови;
-участие в обмене веществ (является хранилищем большей
части кальция и фосфора организма).

12. Мышечная система и её функции

У человека выделяют
три типа мышц:
- скелетные мышцы
(произвольные)
прикрепляются к костям;
- гладкие мышцы
(непроизвольные)
находятся в стенках
внутренних органов и
сосудов;
- сердечная мышца,
которая имеется только
в сердце.

13.

Скелетная мускулатура составляет до 40-50% массы тела
человека. В организме насчитывается около 500-600 мышц. Масса
их у мужчин составляет около 40-45%, у женщин - 30% от массы
тела.
ВИДЫ И СТРОЕНИЕ МЫШЦ
2 ВИДА
МЫШЦ
гладкие
ПОПЕРЕЧНО ПОЛОСАТЫЕ

14.

Мышца состоит из волокон (красных волокон, способных к
длительному напряжению и белых волокон, способных к быстрому
напряжению).
Волокно состоит из миофибрилл (миозина и актина).

15.

Скелетные мышцы
входят в структуру ОДА
крепятся к костям
скелета и при
сокращении приводят в
движение отдельные
звенья скелета, рычаги.
Они участвуют в
удержании положения
тела и его частей в
пространстве,
обеспечивают движения
при ходьбе, беге,
жевании, глотании,
дыхании и т.д.,

16.

Характеристика скелетных мышц
По своей форме и размерам
мышцы очень разнообразны.
Есть мышцы длинные и
тонкие, короткие и толстые,
широкие и плоские.
Различия в форме мышц
связаны с выполняемой ими
функцией.
Различают
«медленные» и
«быстрые»
мышечные волокна

17.

Антагонисты - синергисты
Сгибатели - разгибатели
Различают
мышцы
Приводящие-отводящие
Сжимающие-расширяющие
Функции мышечной системы
двигательная;
защитная (например, защита брюшной полости
брюшным прессом);
формировочная (развитие мышц в некоторой
степени определяет форму тела);
энергетическая (превращение химической
энергии в механическую и тепловую)

18. Механизм мышечного сокращения

Что заставляет наши
мышцы работать?
Сокращение мышц
происходит под воздействием
нервных импульсов, которые
активируют нервные клетки
спинного мозга –
мотонейроны, ответвления
которых - аксоны подведены к
мышце. Передача
возбуждения с нервного
волокна на мышечное
осуществляется через нервномышечный синапс.

19.

Химические превращения протекают
при:
Наличии О2
(аэробно)
Ресинтез АТФ за счёт
окисления
- Энергия окисления идет на
расщепление молочной
кислоты и на ресинтез
углеводов
- Окисляются все
органические вещества
(белки, жиры, углеводы,
аминокислоты…)
- Расщепление происходит
до СО2 и Н2О
Отсутствии О2
(анаэробно)
- Ресинтез АТФ за счёт
расщепления углеводов
(гликогена и глюкозы).
Однако, кол.-во этих веществ
постепенно падает:
- накапливается молочная
кислота,
- возникает кислородный долг,
- не полностью
восстанавливается АТФ

20.

Аэробный ресинтез АТФ более
экономичен и в 20 раз
эффективнее.
Аэробный процесс - это основной механизм
энергообеспечения организма. Он функционирует
на протяжении всей жизни, не прекращаясь ни на
минуту. Если мышцы в определенных условиях
(например, при напряженной мышечной работе)
могут обеспечивать себя энергией за счет
анаэробных процессов, то такие органы, как мозг,
сердце и некоторые другие, получают энергию
исключительно за счет аэробных процессов.

21.

Мышцы, сокращаясь или
напрягаясь, производят
работу. Она может
выражаться в
перемещении тела или
его частей.
Выделяют 2 вида мышечной работы:
1. Динамическая работа – вид мышечной работы, характеризуемый
периодическими сокращениями и расслаблениями скелетных мышц с целью
перемещения тела или отдельных его частей, а также выполнения
определённых рабочих действий. Для этой работы характерны
миометрический (преодолевающий) и плиометрический (уступающий)
режимы.
2. Статическая работа – вид мышечной работы, характеризуемый
непрерывным сокращением скелетных мышц с целью удержания тела или
отдельных его частей, а также выполнения определённых трудовых
действий. Для этого вида работы характерен изометрический режим.
3. Для статодинамической работы характерен ауксотонический
(смешанный) режим.

22.

РАБОТА МЫШЦ
Статическая
работа мышц
(в удерживании частей
тела в определенном
положении,
сохранении позы,
удержание груза)
Динамическая
работа мышц
(перемещение
тела, груза в
пространстве)

23.

Существуют следующие режимы работы мышц:
1. Преодолевающий, т.е. миометрический режим (при уменьшении своей длины).
Например, жим штанги лёжа на горизонтальной скамейке средним или широким хватом.
2. Уступающий, т.е. плиометрический режим (при её удлинении). Например,
приседание со штангой на плечах или груди.
3. Удерживающий, т.е. изометрический режим (без изменения длины). Например,
удержание разведённых рук с гантелями в наклоне вперёд в течение 4-6 с.
4. Смешанный, т.е. ауксотонический режим (при изменении и длины, и напряжения
мышц). Например, подъём силой в упор на кольцах, опускание в упор руки в стороны
(«крест») и удержание в «кресте».
В любом режиме работы мышц сила может быть проявлена медленно и быстро.
Это характер работы мышц.

24.

В соответствии с данными режимами и характером мышечной
деятельности силовые способности человека подразделяются на
два вида:
- собственно силовые, которые проявляются в условиях
статического режима и медленных движений;
- скоростно-силовые, проявляющиеся при выполнении быстрых
движений преодолевающего и уступающего характера или при быстром
переключении от уступающей к преодолевающей работе.
В практике физического воспитания различают также абсолютную и
относительную мышечную силу человека.
Абсолютная сила характеризует силовой потенциал человека и
измеряется величиной максимально произвольного мышечного усилия в
изометрическом режиме без ограничения времени или предельным весом
поднятого груза.
Относительная сила оценивается отношением величины
абсолютной силы к собственной массе тела, т.е. величиной силы,
приходящейся на 1 кг собственного веса тела. Этот показатель удобен для
сравнения уровня силовой подготовленности людей разного веса.

25. Факторы, влияющие на уровень развития силовых способностей

1. Величина физиологического поперечника мышц: чем он
толще, тем большее усилие могут развивать мышцы.
2. Состав мышечных волокон.
3. Эластичные свойства, вязкость, анатомическое строение,
структура мышечных волокон и их химический состав.
4. Регуляция мышечных напряжений со стороны ЦНС
5. Согласованность в работе мышц синергистов и
антагонистов, осуществляющих движение в противоположных
направлениях (межмышечная координация).
6. Эффективность энергообеспечения мышечной работы.
7. Возраст и пол занимающихся, а также общий режим жизни,
характер их двигательной активности и условия внешней
среды.

26. Физиологические системы организма

Кровь состоит из жидкой части
(плазмы) - 55% и взвешенных в ней
форменных элементов (эритроцитов,
лейкоцитов, тромбоцитов и др.) - 45%.
Кровь - жидкая ткань, циркулирующая
в кровеносной системе человека и
представляющая собой непрозрачную
красную жидкость, состоящую из
бледно-желтой плазмы и взвешенных в
ней клеток - красных кровяных телец
(эритроцитов), белых кровяных
телец (лейкоцитов) и красных
пластинок (тромбоцитов).

27.

Кровь в организме человека выполняет
следующие функции:
- транспортную;
- регуляторную;
- защитную;
- теплообменную.
Количество крови в организме равно, примерно, 78% от массы тела (5-6 литров). Иными словами, если вы
весите, скажем, 50 кг, то объем крови в вашем организме может
составлять 2,5-4 литра крови. Более конкретную цифру
озвучить сложно - это зависит от индивидуальных
особенностей человеческого организма.
В покое 20-50% крови может быть выключено из
кровообращения и находиться в, так называемых,
«кровяных депо» - в печени, селезенке, мышцах и
сосудах кожи.

28.

При регулярных занятиях
физическими упражнениями
или спортом:
увеличивается количество
эритроцитов и количество
гемоглобина в них, в результате чего
повышается кислородная емкость
крови;
повышается сопротивляемость
организма к простудным и
инфекционным заболеваниям,
благодаря повышению активности
лейкоцитов;
ускоряются процессы
восстановления после значительной
потери крови.
Кровь в организме находится в
постоянном движении, которое
осуществляется по кровеносной
системе.

29. Сердечно - сосудистая система (ССС)

Функции:
Сердечнососудистая
система – это
система
артериальных
и венозных
сосудов,
капилляры.
- Транспортная - обеспечение циркуляции
крови и лимфы в организме, транспорт их к
органам и от органов;
- Интегративная - объединение органов и
систем органов в единый организм
- Регуляторная – это регуляция функций
органов, тканей и клеток путем доставки к ним
медиаторов, биологически активных веществ,
гормонов и других, а также путем изменения
кровоснабжения;
- Уучастие в иммунных, воспалительных
и других общепатологических процессах
(метастазирование злокачественных опухолей и
других).

30.

Функция
сердца
-
ритмическое нагнетание крови
из вен в артерии, то есть
создание градиента давления,
вследствие
которого
происходит её постоянное
движение. Это означает, что
основной функцией сердца
является
обеспечение
кровообращения
сообщением
крови
кинетической энергии. Сердце
поэтому часто ассоциируют с
насосом.
Его
отличают
исключительно
высокие
производительность, скорость
и
гладкость
переходных
процессов, запас прочности и
постоянное
обновление
тканей.

31.

Пульс - волна колебаний, распространяемая по
эластичным
стенкам
артерий
в
результате
гидродинамического
удара
порции
крови,
выбрасываемой в аорту под давлением при
сокращении левого желудочка. Частота пульса
соответствует частоте сокращений сердца (ЧСС). В
покое ЧСС здорового человека равен 60-70
удар/мин.
Кровяное давление создается
силой сокращения желудочков сердца и упругостью
стенок сосудов. Оно измеряется в плечевой артерии.
Различают максимальное (систолическое) давление,
которое создается во время сокращения левого желудочка
(систолы), и минимальное (диастолическое) давление,
которое отмечается во время расслабления левого
желудочка (диастолы).
В норме у здорового человека в возрасте 18-40 лет в покое
кровяное давление равно 120/70 мм ртутного ст. (120 мм
систолическое давление, 70 мм - диастолическое).

32.

Сосуды представляют собой систему полых эластичных
трубок различного строения, диаметра и механических свойств,
заполненных кровью.
В общем случае в зависимости от направления движения
крови сосуды делятся на: артерии, по которым кровь отводится от
сердца и поступает к органам, и вены - сосуды, кровь в которых
течёт по направлению к сердцу и капилляры.
В отличие от артерий, вены имеют более тонкие
стенки, которые содержат меньше мышечной и
эластичной ткани.

33.

Кровеносные сосуды ССС образуют две основных
подсистемы: сосуды малого круга кровообращения и
сосуды большого круга кровообращения.
Малый круг кровообращения
(легочный) начинается от правого
желудочка сердца легочным стволом,
включает разветвления легочного ствола
до капиллярной сети легких и легочные
вены, впадающие в левое предсердие.
Большой круг кровообращения
(телесный) начинается от левого
желудочка сердца аортой, включает все
ветви, капиллярную сеть и вены органов
и тканей всего тела и заканчивается в
правом предсердии.
Следовательно, кровообращение
совершается по двум связанным между
собой кругам кровообращения.

34.

Физическая работа способствует:
- общему расширению кровеносных сосудов,
- нормализации тонуса их мышечных стенок,
-улучшению питания и повышению обмена веществ в
стенках кровеносных сосудов.
При работе окружающих сосуды мышц происходит массаж стенок
сосудов. Кровеносные сосуды, не проходящие через мышцы (головного
мозга, внутренних органов, кожи), массируются за счет
гидродинамической волны от учащения пульса и за счет ускоренного
тока крови. Все это способствует сохранению эластичности стенок
кровеносных сосудов и нормальному функционированию
сердечнососудистой системы без патологических отклонений.
Поэтому
для
сохранения
здоровья
и
работоспособности
необходимо
активизировать
кровообращение с помощью физических упражнений,
в том числе и в режиме учебного дня студента
(физкультминутки, физкультпаузы).

35. Дыхательная система

К дыхательной системе
относятся легкие и
дыхательные пути, по
которым воздух проходит в
легкие и обратно. Воздух
поступает сначала в
носовую (ротовую)
полость, затем в
носоглотку, гортань и
дальше в трахею.
Дыханием называется
процесс, обеспечивающий
потребление кислорода и
выведение углекислого
газа.

36.

Дыхание
обеспечивается:
- воздухоносными путями
- легкими
- дыхательными мышцами
Дыхательная система выполняет
дыхательную и недыхательную
функции.
Дыхательная функция системы
поддерживает газовый гомеостазис
внутренней
среды
организма
в
соответствии с уровнем метаболизма
его тканей. С вдыхаемым воздухом в
легкие попадают микрочастицы пыли,
затем удаляются из легких с помощью
защитных рефлексов (кашель, чиханье)
и
механизмов
мукоцилиарного
очищения (защитная функция).
Недыхательные функции:
- метаболическая функция;
- защитная функция организма;
- выделительная функция);
- терморегулирующая функция;
- позно-тоническая функция;
- функция речеобразования.

37.

Показатели
работоспособности
органов дыхания:
- дыхательный объем;
- частота дыхания;
- жизненная емкость легких
(ЖЕЛ);
- легочная вентиляция;
- кислородный запрос;
- потребление кислорода;
- кислородный долг
Интересные факты о дыхании
- Легкие имеют поверхность примерно в 100 квадратных метров;
- Максимальная задержка дыхания 7 минут 1 секунда;
- Представьте себе, что невозможно чихать с открытыми глазами;
- В среднем человек делает 1000 вдохов за час, 26000 за сутки, а за
год 9 миллионов. В течение всей жизни женщина вдыхает 746
миллионов раз, а мужчина – 670.
- Общий объём легких человека равен пяти литрам, однако
дыхательный объём составляет всего 0,5 л.

38.

Рекомендации по дыханию при занятиях физическими
упражнениями и спортом
1. Дыхание необходимо осуществлять через нос, и только в случаях
интенсивной физической работы допускается дыхание одновременно через
нос и узкую щель рта, образованную языком и нёбом. При таком дыхании
воздух очищается от пыли, увлажняется и согревается, прежде поступить в
полость легких, что способствует повышению эффективности дыхания и
сохранению дыхательных путей здоровыми.
2. При выполнении физических упражнений необходимо регулировать
дыхание:
- во всех случаях выпрямления тела делать вдох;
- при сгибании тела делать выдох;
- при циклических движениях ритм дыхания приспосабливать к ритму
движения с акцентом на выдохе. Например, при беге делать на 4 шага вдох, на
5-6 шагов - выдох или на 3 шага - вдох и на 4-5 шагов - выдох и т.д.
3. Избегать частых задержек дыхания и натуживания, что приводит к застою
венозной крови в периферических сосудах.
Наиболее эффективно функцию дыхания развивают физические
циклические упражнения с включением в работу большого количества
мышечных групп в условиях чистого воздуха (плавание, гребля, лыжный спорт,
бег и др.).

39. Система пищеварения

Функции
пищеварительной
системы:
- Моторная (измельчение,
перемещение и удаление
остатков пищи);
- Секреторная (под
действием ферментов
химическое расщепление
пищевых веществ);
- Всасывающая (переход
нужных для организма
веществ в кровь и лимфу);
- Экскреторная (удаление из
организма некоторых
продуктов обмена).

40.

Печень
человека
Печень
человека (hepar)
представляет
собой
объемистый
железистый
орган. Масса
здоровой печени
взрослого
человека
составляет у
женщин 1200 гр.
и около 1500 гр.
у мужчин.

41.

Функции печени
- обезвреживание различных чужеродных веществ, в частности, аллергенов, ядов
и токсинов путём превращения их в безвредные, и легче удаляемые из организма
соединения;
- обезвреживание и удаление из организма избытков гормонов,
медиаторов, витаминов, а также токсичных промежуточных и конечных продуктов
обмена веществ;
- участие в процессах пищеварения, а именно обеспечение энергетических
потребностей организма глюкозой, и конвертация различных источников энергии
(свободных жирных кислот), в глюкозу;
- пополнение и хранение быстро мобилизуемых энергетических резервов в виде депо
гликогена и регуляция углеводного обмена;
- пополнение и хранение депо витаминов (особенно велики в печени запасы
жирорастворимых витаминов А, D, водорастворимого витамина B12), ряда
микроэлементов - металлов, в частности, катионов железа, меди и кобальта. Также
печень непосредственно участвует в метаболизме витаминов А, В, С, D, E, К, РР и
фолиевой кислоты;
- синтез холестирина и его эфиров, липидов и фосфолипидов и регуляция липидного
обмена;
- продукция и секреция желчи;
- служит депо для довольно значительного объёма крови, который может быть выброшен
в общее сосудистое русло при кровопотере или шоке за счёт сужения сосудов,
кровоснабжающих печень;
- синтез гормонов и ферментов, которые активно участвуют в преобразовании пищи в
12-перстной кишке и прочих отделах тонкого кишечника;
- у плода печень выполняет кроветворную функцию.

42.

ПОЧЕМУ КОЛЕТ
В
БОКУ?
ЧТО СДЕЛАТЬ, ЧТОБЫ
БОЛЬ ПРОШЛА?
Боль в правом или левом боку во время
Ответ элементарный, и его
бега - это естественное ощущение.
подсказывает нам сам организм:
При беге усиливается кровоток, и кровь
остановитесь - лучше этого ничего
из «резерва» нашего организма начинает
не придумали. Боль пройдёт почти
поступать к работающим мышцам. Если мы моментально. В противном случае
начинаем бежать без предварительной
сделайте несколько глубоких вдохов
разминки, кровь не успевает равномерно
и выдохов и круговыми движениями
перераспределиться. Страдают от этого
помассируйте область печени или
органы брюшной полости - печень и
селезёнки. Если вы хотите
селезёнка. Они переполняются кровью и
продолжить пробежку, бежать
давят на свою собственную оболочкупридется в медленном темпе.
капсулу. В оболочке находится много
Другой вариант избавления от боли
нервных окончаний, за счёт возросшего
прямо на бегу: сбавить темп, на
давления они и образуют
вдохе сдавить бок в области печени,
острую боль.
на выдохе отпустить - так вы
Если болит в правом боку - дело в
механически поможете печени
печени,
перегнать скопившуюся
если в левом - в селезёнке.
кровь.

43.

44.

45. Нервная система

устанавливает
взаимосвязь организма с внешней
средой, объединяет все части организма
в единое целое.

46.

Помимо этого в составе нервной системы
выделяют
две
части:
соматическую
(анимальную) и вегетативную (автономную).

47.

Соматическая
нервная система
иннервирует
преимущественно
органы тела:
поперечнополосатые
(скелетные) мышцы
(лица, туловища,
конечностей), кожу и
некоторые внутренние
органы (язык, гортань,
глотку)

48.

Нервная регуляция осуществляется головным
и спинным мозгом через нервы, которыми
снабжены все органы нашего тела.
Структура
ЦНС
Головной
мозг
Спинной
мозг
Кора
больших
полушарий
головного
мозга
Нервная регуляция носит рефлекторный характер.
Раздражения воспринимаются рецепторами. Возникающее
возбуждение от рецепторов по афферентным
(чувствительным) нервам передается в ЦНС, а оттуда по
эфферентным (двигательным) нервам - в органы, которые
осуществляют определенную деятельность.

49.

Ответные реакции организма на
раздражения, осуществляемые
через центральную нервную
систему, называют рефлексами.
Безусловные рефлексы - это
рефлексы врожденные,
передающиеся по наследству.
Условные рефлексы - рефлексы
приобретенные, они
вырабатываются на протяжении
жизни животного или человека.
Эти рефлексы возникают только
при определенных условиях и
могут исчезать.

50. Сенсорная система

Сенсорная (чувствительная) система воспринимает и
анализирует раздражения, поступающие в мозг из
внешней среды и от различных внутренних органов и
тканей организма.

51.

Анализаторы состоят из
рецептора, проводниковой части
и центрального образования в
головном мозге,
перерабатывающего сигналы
рецептора в ощущения.
Абсолютный порог
ощущения – это
минимальная сила
раздражения, способная
вызвать появление реакции.
К сенсорным системам
относятся
двигательная,
зрительная, вестибулярная,
слуховая,
тактильная,
температурная,
болевая
системы и др.
Дифференциальный порог
ощущения – это
минимальная величина, на
которую нужно изменить
раздражение, чтобы вызвать
изменение ответа.

52. Эндокринная система

Эндокри́нная систе́ма - система регуляции деятельности
внутренних органов посредством гормонов,
выделяемых эндокринными клетками непосредственно в кровь, либо
диффундирующих через межклеточное пространство в соседние
клетки.
Эндокринная система выполняет следующие
функции:
- координация работы всех органов и систем
организма;
- отвечает за стабильность всех процессов;
- контролирует обмен веществ;
- отвечает за рост и развитие человека;
- генерирует энергию;
- участвует в формировании эмоций и психического
поведения.

53.

Железы внутренней
секреции (ЖВС)
(эндокринные органы)
образуют аппарат
органов, обеспечивающих
гуморальную регуляцию
процессов
жизнедеятельности в
организме.
ЖВС, или
эндокринные
железы,
вырабатывают
особые
биологические
вещества -
гормоны.

54.

ЖВС и их функции
- гипоталамус (он получает информацию из центральной нервной
системы и переключает ее на гипофиз);
- гипофиз регулирует секрецию зависимых от него эндокринных
органов(щитовидная железа, кора надпочечников, яички и яичники).
- щитовидная железа (гормон тироксин - усиливает азотистый
обмен в тканях, участвует в повышении температуры тела,
воздействует на частоту сердечных сокращений, артериальное
давление, потоотделение);
- околощитовидные железы (гормон паратерин - гиперфункция
гормона вызывает потерю костной тканью кальция и фосфора,
деформацию костей, появлению камней в почках, ухудшению
процессов внимания и памяти; гипофункция вызывает судороги);
- поджелудочная железа (гормоны инсулин и глюкагон участвуют
в углеводном и липидном обмене; при поражении отростков
поджелудочной железы развивается сахарный диабет, при котором
сахар усиленно выводится из организм через почки);

55.

- надпочечники - железа состоит из коркового и
мозгового
слоя
(гормоны
коркового
слоя
-
кортикостероиды
-
регулируют
минеральный
и
углеводный обмен, влияют на половые функции и пр.;
гормоны мозгового слоя - адреналин и норадреналин,
которые поступая в кровь, оказывают возбуждающее
действие на симпатическую нервную систему - суживают
сосуды кожи, повышают кровеносное давление, снижают
тонус желудочно - кишечного тракта, усиливают
сократимость и возбудимость сердца);
- эпифиз шишковидная железа расположена в глубине
мозга(вырабатывает гормоны серотонин и мелатонин,
которые регулируют суточные биологические ритмы,
метаболизм (обмен веществ) и приспособление организма
к меняющимся условиям освещенности;
- половые железы (мужские гормоны - андрогены и
женские - эстрогены).

56.

Расстройства в деятельности желез внутренней секреции
вызывают понижение общей работоспособности человека. При
занятиях
физической
культурой
для
достижения
функциональной активности организма человека необходимо
учитывать
высокую
степень
биологической
активности
гормонов. Функциональная активность организма человека
характеризуется
двигательных
высокий
способностью
процессов
уровень
функций
и
к
выполнению
возможностью
при
выполнении
различных
поддерживать
напряженной
интеллектуальной (умственной) и физической деятельности.

57. Репродуктивная система

(половая):
у женщин – матка,
яичники, влагалище,
придатки яичников;
у мужчин –
предстательная
железа, яички,
наружные гениталии)
Функции:
- продолжение жизни
биологического вида.
Созревание репродуктивной системы
человека в норме соответствует его
общему физическому и
психологическому взрослению и
вхождению в самостоятельную от его
родительской семьи жизнь. Однако
возраст юридического
совершеннолетия для получения всех
прав и обязанностей гражданина в
развитых странах законодательно
установлен более поздним по
отношению к появлению способности
продолжения рода для обеспечения
большей физической и
психологической зрелости человека.

58.

Иммунная система обеспечивает
защиту организма от генетически
чужеродных клеток и веществ,
поступающих извне или образующихся в
организме. К образованиям иммунной
системы относятся костный мозг, тимус,
лимфатические узлы, селезенка, скопления
лимфоидной ткани, миндалины.

59. Воздействие природных и социально-экологических факторов на организм и жизнедеятельность человека

Факторы внешней
среды
БИОЛОГИЧЕСКИЕ
ПРИРОДНЫЕ
СОЦИАЛЬНЫЕ

60.

Экология человека изучает
закономерности взаимодействия
человека с природой, проблемы
сохранения и укрепления
здоровья. Человек зависит от
условий среды обитания точно так
же, как природа зависит от
человека, производственной
деятельности на окружающую
природу (загрязнение
атмосферы).

61.

ВИДЫ
З
А
Г
Р
Я
З
Н
Е
Н
И
Й
Загрязнение – это результат прогресса и
развития, который происходит на регулярной
основе. Стремительно развиваются технологии,
чтобы улучшить качество человеческой жизни.
Все это, несомненно, обеспечивает высокий
уровень комфорта и богатую жизнь всем
людям, но существенно уменьшает качество
человеческого здоровья; необходимость иметь
хорошую и здоровую окружающую среду
игнорируется.
Шумовое загрязнение
Загрязнение воды
Атмосферное загрязнение
Радиоактивное загрязнение
Загрязнение почвы

62.

63. Средства ФК и спорта в управлении функциональных возможностей организма в целях обеспечения умственной и физической

Уже ни для кого, ни секрет, что
болезнь цивилизации - это
гиподинамия.
Гиподинамия - совокупность
отрицательных изменений в
организме вследствие длительной
гипокинезии.
Гипокинезия - недостаточность
движений.
Если вовремя не пересмотреть свой
образ жизни, то отрицательные
изменения в организме примут
катастрофический
характер.

64.

хроническая
острая
общая
локальная
Г
И
П
О
Д
И
Н
А
М
И
Я

65.

Под влиянием физической
тренировки происходит адаптация
организма человека к разнообразным
проявлениям факторов внешней среды,
повышение резервных возможностей
организма, физической
работоспособности.
Основное средство физической
культуры –
физические упражнения.

66.

Циклические
упражнения
Ациклические
упражнения

67. Воздействие направленной физической нагрузки на отдельные системы организма

У людей, которые систематически и активно
занимаются физическими упражнениями, повышается
психическая,
умственная
и
эмоциональная
устойчивость
при
выполнении
напряженной
умственной или физической работы.

68.

Физиологические
показателями
тренированности - особенности
морфофункционального
состояния разных систем
организма, формирующиеся в
результате двигательной
деятельности.
Показатели тренированности в покое:
- Изменения в состоянии центральной нервной системы, увеличение
подвижности нервных процессов, укорочение скрытого периода
двигательных реакций;
- Изменения опорно-двигательного аппарата (увеличенная масса и
возросший
объем
скелетных
мышц,
гипертрофия
мышц,
сопровождаемая улучшением их кровоснабжения, положительные
биохимические сдвиги, повышенная возбудимость и лабильность
нервно-мышечной системы);
- Изменения функции органов дыхания; кровообращения;
- Состава крови и т.п.

69.

Редкий пульс (брадикардия) один из основных физиологических
показателей тренированности. У
спортсменов, специализирующихся
в стайерских дистанциях, частота
сердечных сокращений в покое
особенно мала - 40 удар/мин и
меньше. Это не наблюдается у не
спортсменов. Для них наиболее
типична частота пульса - около 70
удар/мин.
Физические нагрузки
способствуют
замедленной работе
органов дыхания и
кровообращения.

70.

Можно сделать два важных вывода
относительно влияния тренировки.
1.Тренированный организм выполняет стандартную работу
более экономно, чем нетренированный. В процессе тренировки
организм приобретает способность реагировать на ту же работу
умереннее, его физиологические системы начинают действовать
более согласованно, координировано, силы расходуются
экономнее.
2. Одна и та же работа по мере развития тренированности
становится менее утомительной. Для нетренированного человека
стандартная работа может оказаться относительно трудной,
выполняться с напряжением.

71. Физическая и умственная деятельность человека. Утомление и переутомление при физической и умственной работе

К основным факторам,
вызывающим переутомление,
снижающим внимание, восприятие,
память и другие показатели
умственной работоспособности,
относятся:
-плохая организация учебного
процесса,
-неритмичность работы,
-отсутствие своевременного
отдыха,
-недостаточная двигательная
активность.

72.

Утомление – это физиологическое
состояние организма, возникающее в
результате деятельности и проявляющееся
временным снижением работоспособности.
Утомление играет важную биологическую роль,
служит предупредительным сигналом
возможного перенапряжения рабочего органа
или организма в целом.

73.

ОСТРОЕ
ХРОНИЧЕСКОЕ
ОБЩЕЕ
ЛОКАЛЬНОЕ
Переутомление - это
патологической состояние,
развивающееся у человека
вследствие хронического
физического или
психологического
перенапряжения, клиническую
картину которого определяют
функциональные нарушения в
центральной нервной системе.
ВИДЫ
УТОМЛЕНИЯ

74.

Средствами восстановления организма после утомления и
переутомления являются:
- оптимальная физическая активность,
- переключение на другие виды работы,
- правильное сочетание работы с активным отдыхом,
- рациональное питание,
- установление строгого гигиенического образа жизни
- полноценный сон,
- водные процедуры, парная баня,
- массаж и самомассаж,
- фармакологические средства и физиотерапевтические процедуры,
-психорегулирующая
тренировка
и
др.
реабилитационновосстановительные мероприятия.

75.

Важный механизм для сохранения устойчивости функции ЦНС автоматизация условно-рефлекторных процессов. Высокая
степень
автоматизации
двигательных
условных
рефлексов
обеспечивает лучшую устойчивость физической и умственной
работоспособности в различных условиях и в разное время, в
частности в вечерние и ночные часы, в том числе и в условиях
дефицита времени, нервно-эмоционального напряжения и стресса.

76.

Физическая тренировка, особенно на выносливость,
значительно повышает уровень работоспособности человека в
условиях снижения содержания кислорода в окружающем
воздухе. Это достигается посредством приспособительных
механизмов, возникающих в процессе физической тренировки.
К ним относятся: увеличение количества эритроцитов в крови,
повышение функциональных возможностей дыхательной и
сердечно-сосудистой систем, образование запасов кислорода
в мышечных волокнах и др.

77.

Похолодание сильно влияет на обмен
веществ и энергии. Наблюдается
снижение содержания в крови углеводов;
содержание липидов (группа жиров и
жироподобных веществ различного
химического строения), наоборот,
повышается.
Если температура воздуха выше
температуры тела, то активизируется
потоотделение, а вместе с ним отдача
тепла в окружающую среду при
испарении пота.
При жарком климате
предъявляются большие
требования к механизмам
теплоотдачи. Основная
реакция на высокую
температуру расширение кожных
кровеносных сосудов, что
сопровождается
учащением сердцебиения,
падением артериального
давления.

78.

Физическая тренировка и
закаливание
повышают устойчивость организма
человека к резко меняющимся
погодным условиям, к изменению
микроклимата, значительно сокращают
период акклиматизации и способствует
более быстрому восстановлению
умственной и физической
работоспособности.

79. Контрольные вопросы

1. Понятие социально-биологические основы физической культуры
2. Понятие организм человека
3. Костная и мышечная система организма.
4. Сердечно-сосудистая система человека.
5. Дыхательная система человека.
6. Пищеварение и выделительная система.
7. Нервная и сенсорная система организма человека.
8. Внешняя среда и ее воздействие на человека.
9. Взаимосвязь физической и умственной деятельности.
10. Воздействие природных и социально-экологических факторов на
организм человека
11. Средства физической культуры, их классификация.
12.
Физиологические
механизмы
и
закономерности
совершенствования отдельных систем организма под воздействием
направленной физической нагрузки
13. Двигательная функция и повышение устойчивости организма
человека к различным условиям внешней среды

80. Список литературы

Обязательная:
Анатомия человека. Учебник для институтов физической культуры/
Под ред. В.И.Козлова. – М.: ФиС, 1978.
Физическая культура студента. Учебник для студентов вузов/ Под
общ. Ред. В.И.Ильинича. – М.: Гардарики, 2003.
Физическая культура (курс лекций): Учебное пособие/Под общ. Ред.
Л.М.Волковой, П.В.Половникова: СПбГТУ, СПб., 1998. – 153 с.
Дополнительная:
Иваницкий М.Ф. Анатомия человека. Учебник для институтов
физической культуры. – изд. 5-е. – М.: ФиС., 1985. – 544 с.
Половников П.В. Физическая культура и спорт. Социальнобиологические основы: Учебное пособие. – СПб: НИИХ СПбГУ, 2000.
– 178 с.
Физиологические основы физической культуры и спорта: учебное
пособие/Давиденко Д.Н.. – СПб., СПбГУ, 1996. – 134 с.

81.

Тесты оценки уровня знаний студентов
1. Социально-биологические основы физической культуры - это:
А. - Комплекс медико-биологических наук.
Б. – Принципы взаимодействия социальных и биологических закономерностей в
процессе овладения человеком ценностями физической культуры.
В. – Комплекс социальных и биологических наук.
2. Онтогенез – это:
А. - Развитие организма осуществляется во все периоды его жизни
Б. – Изменение отдельных параметров человека на протяжении жизни.
В. – Внутриутробный период жизни человека
3. К зрелому возрасту человека относят:
А. – 19 - 60 лет.
В. – 25 - 65 лет.
В. – 21 – 60 лет
4. Скелет относят к следующей части опорно-двигательного аппарата:
А. – Активной части.
Б. – Пассивной части.
5. В состав сердечно-сосудистой системы входят:
А. – Кровеносная система.
Б. – Лимфатическая система.
В. – Кровеносная и лимфатическая системы.
6. К образованиям иммунной системы относятся:
А. Лимфатические узлы, капилляры, пищеварительная и дыхательные системы.
Б. Костный мозг, тимус, лимфатические узлы, селезенка, скопления лимфоидной
ткани, миндалины.

82.

7. Основными функциями пищеварительной системы являются:
А. Моторная, секреторная, всасывающая, экскреторная.
Б. Измельчение, перемещение и удаление остатков пищи.
В. Удаление из организма продуктов обмена.
8. Печень человека весит:
А. – 0,8 кг.
Б. – около 1,5 кг.
В. –2 кг.
9. Термин «экология» – это:
А. Область знания, рассматривающая влияние вредных явлений природы на
человека.
Б. Область знания, рассматривающая взаимоотношения организмов друг с
другом и с неживыми компонентами природы.
В. Область знания, рассматривающая условия проживания человека.
10. К циклическим упражнениям относятся:
А. Бег, ходьба, плавание, гребля, лыжные гонки, езда на велосипеде.
Б. Бег, ходьба, метания, прыжки, виды гимнастики.
11. Упражнения субмаксимальной мощности делятся:
А. От 1 до 3 мин.
Б. От 3-5 мин. до 10-12 мин.
В. От 20-30 сек. до 3-5 мин.
12. Суть экономизации организма заключается в следующем:
А. Тренирующийся в покое тратит меньше энергии, чем не тренирующийся.
Б. Тренирующийся в покое тратит больше энергии, чем не тренирующийся.

83.

13. Редкий пульс человека называют:
А. Тахикардия.
Б. Брадикардия.
В. Экономизация ЧСС.
14. Какие процессы энергообеспечения преобладают при
одинаковой нагрузке у тренированного человека по сравнению с
нетренированным?
А. Анаэробные.
Б. Аэробные
В. Смешанные.
15. Условия гипоксии – это:
А. Недостаточное количество кислорода во вдыхаемом воздухе.
Б. Пребывание человека в условиях с повышенным содержанием
кислорода в воздухе.
В. Состояние, вызванное чрезмерным возбуждением нервной
системы.
16. Для приспособления организма человека к условиям низких
температур необходимо:
А. Употребление большого количества углеводов и жиров.
Б. Питание содержит большое количество витаминов группы В.
В.Питание должно быть белково-липидным с повышенным
содержанием в пище жирорастворимых витаминов А, Е, К.