3. Физиологически основы двигательной деятельности.

а) Регуляция деятельности человека.

Установлено, что активная мышечная деятельность вызывает усиление деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем организма. При любой деятельности человека все его отдельные органы и системы действуют согласованно, в тесном единстве. Эта взаимосвязь осуществляется гуморальной (жидкостной) регуляцией и нервной системой. Гуморальная регуляция осуществляется через кровь посредством особых химических веществ – гормонов, выделяемых железами внутренней секреции, соотношением концентрации О2 и СО2 и с помощью других механизмов.

Например, в предстартовом состоянии, когда ожидается интенсивная физическая нагрузка, железы внутренней секреции – надпочечники выделяют в кровь специальный гормон адреналин, который способствует усилению деятельности С.С.С.

При переходе в кровь углеводов из пищеварительных органов, куда они поступают с пищей, излишки их под действием гормона, инсулина, вырабатываемого поджелудочной железой, превращаются в гликоген и откладываются в организме как запас. Под влиянием адреналина гликоген превращается в глюкозу и поступает в кровь для осуществления питания активно работающих мышц. Увеличение концентрации СО2 в крови, которое происходит при мышечной работе, воздействует на дыхательный центр и приводит к увеличению глубины и частоты дыхания. Гуморальная и нервная регуляции осуществляются в тесном единстве.

Основными нервными процессами являются возбуждение и торможение, возникающие в нервных клетках.

Возбуждение – деятельное состояние нервных клеток, когда они передают или сами направляют нервные импульсы другим клеткам: нервным, мышечным, железистым и другим.

Торможение - состояние нервных клеток, когда их активность направлена на восстановление. Например, сон.

Нервная система делится на центральную и периферическую. К Ц.Н.С. относятся спинной и головной мозг; к периферической – нервные волокна, нервы, а так же нервные клетки во всех органах человека.

Нервная система условно делится на соматическую и вегетативную.

Соматическая обеспечивает регуляцию двигательного аппарата; вегетативная обеспечивает и регулирует протекание процессов обмена веществ и работу внутренних органов и систем.

Различают афферентные (чувствительные) нервы, возбуждение по которым от разных участков нашего тела идет в Ц.Н.С.

Другая группа нервов – эфферентные (двигательные). По ним возбуждение идет от Ц.Н.С. к рабочим органам.

Нервная система действует по принципу рефлекса.

Рефлекс – это реакция организма на раздражение, поступающая из внутренней или внешней среды, осуществляемая посредством Ц.Н.С. Биологическая сущность рефлекса заключается в приспособлении организма к изменениям во внешней и внутренней среде. С помощью механизма рефлекса осуществляется единство организма и среды. Всякое мышечное движение имеет рефлекторную природу, рефлекторным же путем регулируется деятельность всех внутренних органов и систем.

б) Двигательные навыки и координация движений.

Вся деятельность человека, в том числе и овладение двигательными навыками, протекает по принципу взаимосвязи условных рефлексов и динамических стереотипов с безусловными рефлексами. Унаследованные рефлексы, от рождения, заложенные в нервной системе, называются безусловными рефлексами. Объединяясь в длинные цепи, безусловные рефлексы являются основой инстинктивного поведения. У высших животных в основе поведения лежат условные рефлексы, вырабатывающиеся на основе безусловных в процессе жизнедеятельности. Деятельность человека в своей основе так же связана с условными рефлексами. Для выработки условного рефлекса необходимо, чтобы он оказался прочно связанным с соответствующим рефлекторному ответу безусловным раздражителем.

Двигательный навык – форма двигательных действий, выработанная по механизму условного рефлекса в результате соответствующих систематических упражнений.

Формирование двигательного навыка последовательно проходит три фазы: генерализации, концентрации, автоматизации.

Фаза генерализации характеризуется расширением возбудительного процесса. Это расширение происходит за счет вовлечения в работу лишних

групп мышц, неоправданно большим напряжением работающих мышц и тому подобное. Движения скованы, угловаты, плохо координированы и неточны, неэкономичны.

Фаза генерализации сменяется фазой концентрации, когда излишне разлитое возбуждение, благодаря дифференцированному торможению, концентрируется в нужных зонах головного мозга. Исчезает излишняя напряженность движений; они становятся скупыми, точными, экономичными, свободными, их выполнение становится значительно стабильным.

В фазе автоматизации навык настолько уточняется и закрепляется, что выполнение необходимых движений становится как бы автоматическим и не требует деятельного контроля сознания. Такой навык отличается высокой стабильностью выполнения всех составляющих его движений. Автоматизация навыков делает возможным выполнение одновременно несколько двигательных действий.

Координация движений - согласованная деятельность мышечных групп, относящихся разным сегментам тела, при выполнении двигательного навыка. Движения регулируются при участии физиологических механизмов, расположенных на различных уровнях жизнедеятельности целостного организма. Саморегуляция скелетных мышц осуществляется за счет физиологических механизмов, находящихся непосредственно в мышечных волокнах. Эти механизмы обеспечивают изменение кровообращения в различных участках капиллярного русла, регулируют участие двигательных единиц в сокращениях мышц и др.

Двигательная единица состоит из мотонейрона (двигательной нервной клетки), нервного волокна и группы мышечных волокон. Различные двигательные единицы включают в себя разное количество мышечных волокон: от 3-6 (мышцы глазного яблока) до 120-160 (мышцы туловища, конечностей). При возбуждении мотонейрона в действие могут приводиться все мышечные волокна, образующие данную мышечную единицу. Каждая мышца включает в себя от нескольких сотен до нескольких сотен тысяч двигательных единиц. Чем больше напряжение должна развить мышца, тем большее количество двигательных единиц включается в работу. При длительных статических напряжениях, например при работе мышц, обеспечивающих вертикальное положение тела человека, работа отдельных групп двигательных единиц автоматически чередуется. В образовании двигательного навыка участвуют различные анализаторы: двигательный, вестибулярный, слуховой, зрительный, тактильный.

Любые отклонения действительного движения от задуманного плана тот час же оказываются замеченными и нервная система «принимает меры» к компенсации ошибки. Характеристики протекания движения мозг получает обработав данные, которые поступают от анализаторов. Ц.Н.С. создает программу движения, а затем сличает. Сравнивает с ней действительный ход выполнения этой программы с помощью обратной связи от работающего органа к регулирующим нервным центрам.

Двигательный навык будет наиболее эффективным с точки зрения достижения цели, если он будет не чрезмерно стандартным, так как это мешает человеку приспосабливаться при деятельности к изменениям внешних и внутренних условий. Он должен быть сформирован с оптимальным диапазоном, что обеспечивает его наилучшую адаптацию к условиям деятельности и устойчивость ее результатов при выполнении различных движений.

В процессе тренировки различные органы и системы подвергаются совершенствованию, налаживается их взаимодействие. Сущность упражнений составляют физиологические, биохимические и морфологические сдвиги, возникающие под влиянием многократно повторяющейся мышечной работы и отражающая единство расхода и восстановления функциональных и структурных ресурсов в организме человека. Эти изменения оцениваются как прогрессивные, если они обеспечивают оздоровительное влияние и повышают работоспособность организма. В ходе тренировки совершенствуется Ц.Н.С., в ней улучшается взаимодействие процессов возбуждения и торможения. Эти процессы могут концентрироваться во все меньших структурах Ц.Н.С. и четко функционировать в определенные периоды. При этом взаимодействие нервных центров, регулирующих сокращение и расслабление различных групп мышц, становится все более четким, обеспечивая динамику во времени и в пространстве мышечных сокращений. Одновременно и в соответствии с формированием двигательного навыка и величиной физических нагрузок изменяется функция внутренних органов и систем Физическая подготовленность положительно сказывается на волевых качествах и умственной работоспособности занимающихся.

в) Физические качества человека.

При различных двигательных действиях в труде и быту целостные функции организма находят свое выражение в качественных особенностях двигательной деятельности в развитии физических качеств: силы, быстроты, выносливости, ловкости, гибкости – и в различных взаимосвязях между ними.

Под силой человека понимают его способность развивать однократное максимальное напряжение мышц. Величина силы определяется в килограммах. Она зависит от двигательного навыка и координации движений, которые обеспечивают возможность участия максимального количества мышц в том или ином движении. Сила каждой мышцы зависит от развития внутримышечной координации двигательных единиц, при которой обеспечивается их одновременное сокращение. Сила каждого из мышечных волокон связана с его строением и биохимическим составом.

Выносливость при физических нагрузках характеризуется способностью длительно выполнять работу с заданной интенсивностью. Она зависит от формирования двигательного навыка и координации движений, которые обеспечивают оптимальное количество участвующих в работе мышц при оптимальной динамике их сокращения и расслабления при этом в процессе тренировки формируется сменность в работе двигательных единиц в каждой из мышц и, перестраиваются структура и биохимические процессы в каждом из мышечных волокон. При тренировке в циклических видах спорта выносливость неразрывно связана с функцией дыхания, кровообращения, выделения и терморегуляции. Выносливость зависит так же от развития механизмов, обеспечивающих переключения и координации движений.

Быстрота – это способность в наименьший срок времени выполнить то или иное действие (однократное). В спорте быстротой характеризуют бег на короткие дистанции и т.д. В основе этого качества лежит особая координация процессов в нервно-мышечной системе, обеспечивающая быстрое нарастание процессов возбуждения в нервных центрах и мобилизацию в минимальные сроки времени функции мышечного сокращения. Быстрота так же зависит от точной координации движений, обеспечивающей сокращение только необходимых групп мышц и быстрое их расслабление, а так же оптимальную сменность двигательных единиц в каждой из работающих мышц.

Под ловкостью понимают способность человека выполнять сложные по координации движения при изменении динамики их выполнения и в изменяющихся окружающих условиях. Физиологической основой этого качества являются координационные условно рефлекторные механизмы, сформированные в условиях постоянных коррекций в связи с влиянием условий выполнения тех или иных упражнений. Это качество расстраивается в связи с утомлением и поэтому его сохранение в спорте требует развитие выносливости.

г) Утомление.

Утомление – это состояние, которое возникает как следствие работы при недостаточности восстановительных процессов и проявляется в снижении работоспособности, нарушениях координации регуляторных механизмов и в ощущениях усталости.

Утомление является причиной снижения работоспособности и устойчивости организма и предысторией многих болезней. Утомление возникает как при локальной, так и при общей физической нагрузке. Оно связано с изменением функциональной активности нервных центров и их взаимосвязей, с нарушениями функций нервно-мышечного синапса (передачи нервных импульсов), а так же с истощением функциональных резервов в самой мышце. При общей физической нагрузке утомление связано в большей степени с тем, что дыхание и кровообращение не обеспечивают энергетический баланс работающих органов и тканей, поэтому нарастает недовосстановление их функций, снижаются энергетические и регуляторные резервы. Острое утомление возникает при работе значительной интенсивности, не соответствующей уровню непосредственной готовности организма к выполнению данной физической нагрузки.

д) Двигательная функция и повышение устойчивости организма человека к различным условиям среды.

Проблема физиологической адаптации (приспособления) захватывает широкий круг вопросов, имеющих большое значение для жизни человека. Человек будет здоровым, если научится управлять своим физиологическим статусом, обеспечивающим активную жизнь при колеблющихся условиях внешней и внутренней среды. Адаптация развивается и проявляется в комплексе, взаимосвязанных физиологических сдвигов, которыми организм отвечает на спектр высших воздействий. Структура физиологического приспособления носит динамический характер, она постоянно меняется, в нее входят различные органы и функциональные системы. Они либо активизируются, совершенствуясь, либо разлаживаются, что требует от организма мобилизации дополнительных компенсаторных усилий. Ряд исследований показывает значение для адаптации некоторых генетических характеристик организма человека. В физиологических исследованиях адаптации выделяют проблему суточной и сезонной динамики физиологических функций, которая меняется под воздействием природных факторов среды. Возникающие при этом физиологические изменения, как правило, накладываются на наследственно предопределенные элементы.