Полезные материалы за все 6 курсов / Учебники, методички, pdf / Физиология_человека_Солодков_А_С_,_Сологуб_Е_Б_2018

номичностью функционирования гуморального звена и повы шением его мощности. В ответ на ту же самую нагрузку не возникает резких изменений в организме и мышечная работа со провождается меньшим увеличением легочной вентиляции, ми нутного объема крови, ферментов, гормонов, лактата, аммиака, отсутствием выраженных повреждений. В результате становится возможным длительное и стабильное выполнение физических нагрузок.

Переход от срочной к долговременной адаптации знаменует собой узловой момент адаптационных процессов, так как именно этот переход делает возможной жизнь организма в новых усло виях, расширяет сферу его обитания и свободу поведения в ме няющейся среде. Этот момент определяется прежде всего тем, что возникает активация синтеза нуклеиновых кислот и белков,

что приводит к избирательному развитию определенных струк тур, лимитирующих двигательную деятельность. Формируются устойчивые двигательные динамические стереотипы, развивает ся экстраполяция, повышающая возможность быстрой перестрой ки ответных реакций при изменениях среды, происходит умерен ная гипертрофия в скелетных мышцах, сердце, дыхательных мышцах и других рабочих органах, увеличение массы митохонд рий. Существенно увеличивается аэробная и анаэробная мощность организма. Нормализуется гомеостаз организма, уменьшается стресс реакция. Интенсивность и длительность мышечной рабо ты возрастают.

Впроцессе адаптации организма обмен перестраивается

внаправлении более экономного расходования энергии в со стоянии покоя и повышенной мощности метаболизма

вусловиях физического напряжения. Такая перестройка биологически более целесообразна и может явиться общим механизмом физиологической адаптации.

Адаптивные сдвиги энергетического обмена заключаются в пе реключении с углеводного типа на жировой. Ведущую роль

вэтом играют гормоны: глюкокортикоиды ускоряют распад бел ка, активируя превращение аминокислот в глюкозу, а катехола мины вызывают мобилизацию резерва гликогена в печени и ак тивацию липолиза жировой ткани, увеличивая приток кисло рода, глюкозы, аминокислот и жирных кислот к работающим тканям.

Определенные черты фенотипа, сформировавшиеся в результа те долговременной адаптации организма к физическим нагруз

220

кам, становятся фактором профилактики конкретных болез ней или патологических синдромов. Повышение расхода жиров приводит к атрофии жировой ткани, снижению избыточного веса и, при прочих равных условиях, уменьшает развитие атероскле роза. Увеличение емкости и пропускной способности коронарных сосудов, развитие системы экстракардиальных анастомозов спо собствуют уменьшению вероятности закупорки коронарных ар терий и возникновения инфаркта миокарда. Увеличение потен циальных резервов и мощности сердечной мышцы может в течение даже длительного времени воздействия неблагоприятных факторов на организм не приводить к возникновению сердечно сосудистых расстройств у тренированных людей.

2.4. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА АДАПТАЦИИ

Проведенные в последние годы исследования механизмов

изакономерностей адаптации людей к различным условиям де ятельности привели нас к убеждению в том, что долговременная

адаптация обязательно сопровождается следующими физи ологическими процессами: а) перестройкой регуляторных механизмов; б) мобилизацией и использованием резервных воз можностей организма; в) формированием специальной функ циональной системы адаптации к конкретной трудовой (спортивной) деятельности человека (Солодков А.С., 1981, 1988). По сути, эти три физиологические реакции являются главными

иосновными составляющими процесса адаптации, а общебиоло гическая закономерность таких приспособительных перестроек от носится к любой деятельности человека.

Вдостижении устойчивой и совершенной адаптации боль шую роль играют перестройка регуляторных приспособитель ных механизмов и мобилизация физиологических резервов,

атакже последовательность их включения на разных функцио нальных уровнях. Очевидно, вначале включаются обычные физиологические реакции и лишь затем – реакции напряже ния механизмов адаптации, требующие значительных энерге тических затрат с использованием резервных возможностей организма, что приводит в конечном итоге к формированию

специальной ф у н к ц и о н а л ь н о й с и с т е м ы а д а п т а ц и и , обеспечивающей конкретную деятельность человека (Солод ков А.С., 1988).

221

Такая функциональная система у спортсменов представляет собой вновь сформированное взаимоотношение нервных цент

ров, гормональных, вегетативных и исполнительных органов, необходимое для решения задач приспособления организма к физическим нагрузкам. Морфофункциональной основой такой системы является образование в организме системного струк турного следа (Меерсон Ф.З., 1981) в ответ на мышечную работу, что проявляется созданием новых межцентральных взаимосвязей, повышением активности дыхательных ферментов, гипертрофией сердца, скелетных мышц и надпочечников, увеличением количе ства митохондрий, усилением функций вегетативных систем. В целом, функциональная система, ответственная за адапта

цию к физическим нагрузкам, включает в себя три звена: аф ферентное, центральное регуляторное и эффекторное.

А ф ф е р е н т н о е з в е н о функциональной системы адаптации состоит из рецепторов, а также чувствительных нейронов и сово купностей афферентных нервных клеток в центральной нервной системе. Все эти элементы нервной системы воспринимают раз дражения из внешней среды и от самого организма и участвуют в осуществлении так называемого афферентного синтеза, необ ходимого для адаптации. Афферентный синтез возникает, по П.К. Анохину, при взаимодействии мотивации, памяти, обстано вочной и пусковой информации. В спорте в одних случаях (на пример, у бегунов, лыжников, гимнастов) афферентный синтез для принятия решения о начале своих движений относительно прост, и это облегчает формирование адаптивной системы, в дру гих (единоборства, спортивные игры) – весьма сложен, и это затрудняет образование такой системы.

Ц е н т р а л ь н о е р е г у л я т о р н о е з в е н о функциональной системы представлено нейрогенными и гуморальными процесса ми управления адаптивными реакциями. В ответ на афферент ные сигналы нейрогенная часть звена включает двигательную реакцию и мобилизует вегетативные системы на основе реф лекторного принципа регуляции функций. Афферентная им пульсация от рецепторов к коре головного мозга вызывает возникновение положительных (возбудительных) и отрицатель ных (тормозных) процессов, которые и формируют функциональ ную адаптивную систему. В адаптированном организме нейроген ная часть звена быстро и четко реагирует на афферентную импульсацию соответствующей мышечной активностью и моби лизацией вегетативных функций. В неадаптированном организ

222

ме такого совершенства нет, мышечное движение будет выполне но приблизительно, а вегетативное обеспечение окажется недо статочным.

При поступлении сигнала о физической нагрузке одновремен но с описанными выше изменениями происходит нейрогенная ак тивация гуморальной части центрального регуляторного зве на, ответственного за управление адаптационным процессом. Функциональное значение гуморальных реакций (повышенное высвобождение гормонов, ферментов и медиаторов) определяет ся тем, что они путем воздействия на метаболизм органов и тка ней обеспечивают более полноценную мобилизацию функцио нальной адаптивной системы и ее способность к длительной работе на повышенном уровне.

Э ф ф е к т о р н о е з в е н о функциональной системы адаптации включает в себя скелетные мышцы, органы дыхания, кровообра щения, кровь и другие вегетативные системы. Интенсивность

идлительность физических нагрузок на уровне скелетных мышц определяется тремя основными факторами: числом и типом ак тивируемых моторных единиц; уровнем и характером биохими ческих процессов в мышечных клетках; особенностями кровоснаб жения мышц, отчего зависит приток кислорода, питательных веществ и удаление метаболитов. Увеличение силы, скорости

иточности движений в процессе долговременной адаптации до стигается двумя основными процессами: формированием в цент ральной нервной системе функциональной системы управления движениями и морфофункциональными изменениями в мышцах (гипертрофия мышц, увеличение мощности систем аэробного

ианаэробного энергообразования, возрастание количества мио глобина и митохондрий, уменьшение образования и накопления аммиака, перераспределение кровотока и др.).

Таким образом, формирование функциональной адаптивной

системы с вовлечением в этот процесс различных морфо функциональных структур организма составляет принципи альную основу долговременной адаптации к физическим нагрузкам и реализуется повышением эффективности дея тельности различных органов и систем и организма в целом.

Зная закономерности формирования функциональной системы, можно различными средствами эффективно влиять на отдель ные ее звенья, ускоряя приспособление к физическим нагрузкам

иповышая тренированность, т.е. управлять адаптационным про цессом.

223

2.5. ПОНЯТИЕ О ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ РЕЗЕРВАХ ОРГАНИЗМА, ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ

Учение о физиологических резервах представляет одну из важ нейших основ физиологии спорта, так как позволяет правильно оценивать и решать задачи по сохранению здоровья и повыше нию тренированности спортсменов. Представление о резервных возможностях организма связаны с физиологическим учением К. Бернара, П. Бэра, У. Кеннона о сохранении гомеостаза при дей ствии на организм различных неблагоприятных факторов за счет усиления функций жизненно важных органов и систем с ис пользованием их резервов.

Принципиальные положения учения о физиологических ре зервах в нашей стране были разработаны в 30 х годах прошлого столетия академиком Л.А. Орбели, который неоднократно под черкивал положение о значительных возможностях организма человека приспосабливаться к необычным условиям внешней среды за счет его резервных возможностей. В дальнейшем идеи Л.А. Орбели нашли плодотворное теоретическое и прикладное развитие прежде всего в физиологии военного труда (Брест кин М.П., 1968; Сапов И.А., Солодков А.С., 1970, 1978; Загряд ский В.П., 1976; и др.). В физиологии спорта эта проблема начала изучаться в Москве В.В. Кузнецовым (1970) и в Ленинграде А.С. Мозжухиным (1979).

В настоящее время под ф и з и о л о г и ч е с к и м и р е з е р в а м и организма понимается выработанная в процессе эволю

ции адаптационная и компенсаторная способность органа, системы и организма в целом усиливать во много раз интенсивность своей деятельности по сравнению с состоя нием относительного покоя (Бресткин М.П., 1968). Физиоло гические резервы, по мнению автора, обеспечиваются опреде ленными анатомо физиологическими и функциональными особенностями строения и деятельности организма, а именно наличием парных органов, обеспечивающих замещение нарушен ных функций (анализаторы, железы внутренней секреции, поч ки и др.); значительным усилением деятельности сердца; увели чением общей интенсивности кровотока, легочной вентиляции и усилением деятельности других органов и систем; высокой ре зистентностью клеток и тканей организма к различным внешним воздействиям и внутренним изменениям условий их функцио нирования.

224

В качестве примера проявления физиологических резервов можно указать на то, что во время тяжелой физической нагрузки минутный объем крови у хорошо тренированного человека может достигать 40 л, т.е. увеличиваться в 8 раз; легочная вентиляция при этом возрастает в 10 раз, обусловливая увеличение потребле ния кислорода и выделение углекислого газа в 15 раз и более. В этих условиях работа сердца человека, как показывают расчеты, возрастает в 10 раз.

Все резервные возможности организма А.С. Мозжухин (1979) предлагает разделить на две группы: социальные ре зервы (психологические и спортивно технические) и биологи ческие резервы (структурные, биохимические и физиологичес кие). Морфофункциональной основой физиологических резервов являются органы, системы организма и механизмы их регуляции, обеспечивающие переработку информации, поддержание гомео стаза и координацию двигательных и вегетативных актов.

Физиологические резервы, по мнению автора, включаются не все сразу, а поочередно. Первая очередь резервов реализуется при работе до 30% от абсолютных возможностей организма и включает переход от состояния покоя к повседневной деятельно сти. Механизм этого процесса – условные и безусловные рефлек сы. Вторая очередь включения резервов осуществляется при на пряженной деятельности, нередко в экстремальных условиях при работе от 30% до 65% от максимальных возможностей (трениров ки, соревнования). При этом включение резервов происходит бла годаря нейрогуморальным влияниям, а также волевым усилиям и эмоциям. Резервы третьей очереди включаются обычно в борь бе за жизнь, часто после потери сознания, в агонии. Включение резервов этой очереди обеспечивается, по видимому, безусловно рефлекторным путем и обратной гуморальной связью.

Во время соревнований или работы в экстремальных услови ях диапазон физиологических резервов снижается, поэтому ос новная задача состоит в его повышении. Оно может достигаться закаливанием организма, общей и специально направленной фи зической тренировкой, использованием фармакологических средств и адаптогенов. При этом тренировки восстанавлива

ют и закрепляют физиологические резервы организма, ведут к их расширению. Еще в 1890 г. И.П. Павлов указывал, что из расходованные ресурсы организма восстанавливаются не только до исходного уровня, но и с некоторым избытком (феномен из быточной компенсации). Биологический смысл этого феноме

225

на огромен. Повторные нагрузки, приводящие к суперкомпен

сации, обеспечивают повышение рабочих возможностей орга низма. В этом и состоит главный эффект систематических тре нировок. Под влиянием тренирующих воздействий спортсмен в процессе восстановления становится сильнее, быстрее и вынос ливее, т.е. в конечном итоге расширяются его физиологиче

ские резервы.

3. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ СПОРТСМЕНОВ

Ф у н к ц и о н а л ь н ы е с о с т о я н и я занимают одно из цент ральных мест в спортивной физиологии, так как лежат в основе работоспособности и тренированности спортсменов. Несмотря на многообразие этих состояний, они имеют общие психофизиоло гические механизмы и закономерности. Это позволяет рассмат ривать их с физиологических представлений, сформулирован ных прежде всего отечественными физиологами (И.М. Сеченов, И.П. Павлов, А.А. Ухтомский, Л.А. Орбели, П.К. Анохин и др.).

К числу наиболее важных функциональных состояний орга низма спортсменов следует отнести оперативный покой, пси хоэмоциональную напряженность, монотонию, утомление, хроническое утомление и переутомление, тренированность, перетренированность и перенапряжение, физиологическая ха рактеристика части которых изложена ниже. Другая группа названных состояний (утомление, хроническое утомление, пе реутомление, тренированность, перетренированность и перена пряжение) достаточно подробно представлена в соответствую щих разделах учебника, и поэтому здесь они не рассматрива ются.

3.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ

П о д ф у н к ц и о н а л ь н ы м с о с т о я н и е м о р г а н и з м а

понимают совокупность характеристик его физиологических функций и психофизиологических качеств, которые несут наибольшую нагрузку в обеспечении профессиональной и по веденческой деятельности человека. В связи с этим представ ление о функциональном состоянии не может быть создано на основании изучения одного или нескольких показателей, а тре бует интегральной оценки целого ряда функций организма, пря

226

мо и косвенно обусловливающих эффективное выполнение про фессиональной деятельности.

Решающим для развития целостного организма является пред ставление о сложной интегральной системе рефлекторных реак ций, осуществляющихся при совместном нервно гуморальном механизме регуляции и объединенных конкретной программой взаимодействия. Такая программа формируется благодаря различ ным физиологическим процессам.

Ведущую роль в этом отношении занимает открытое И.М. Се ченовым (1903) явление центрального торможения и интерпре тация его в качестве механизма, обеспечивающего единство це левой направленности рефлекторной деятельности. В дальнейшем И.П. Павлов обосновал положение о целевой функции, опреде ляющей целостность ответа организма на разнообразные воздей ствия факторов среды. Это явление автором было подтверждено как исследованиями по саморегуляции кровообращения, так и при анализе параметров высшей нервной деятельности.

В 30 х годах прошлого столетия Л.А. Орбели опроверг суще ствовавшее мнение о независимости и антагонизме нервной и гу моральной регуляции. Он установил, что в процессе жизнедея тельности центральная нервная система в зависимости от

содержания целевых задач по разному использует оба воз можных способа регуляции. Идея системной организации целе направленного ответа получила дальнейшее развитие в уровне вой теории построения движений Н.А. Бернштейна (1941). Развиваемые представления окончательно оформились в иссле дованиях П.К. Анохина (1975), посвященных разработке пробле

мы функциональных систем организма.

Несмотря на большое разнообразие функциональных состоя ний, все они имеют общие физиологические компоненты. Пер вую группу составляют э н е р г е т и ч е с к и е к о м п о н е н т ы деятельности, которые обеспечивают требуемый уровень энерго затрат. В зависимости от характера нагрузок энергозатраты обес печиваются как аэробным, так и анаэробным путем.

Для поддержания необходимого уровня энергообразования должна осуществляться доставка к рабочим органам и тканям до статочного количества питательных веществ, кислорода и удалять ся продукты метаболизма. Эти функции реализуются благодаря усилению деятельности вегетативных систем ( в е г е т а т и в н ы й к о м п о н е н т ) и прежде всего сердечно сосудистой, дыха тельной и системы крови.

227

Далее следуют с е н с о р н ы е к о м п о н е н т ы деятельности, которые характеризуют возможность приема и первичной обра ботки поступающей информации (зрительной, слуховой и др.). Сюда входит вся последовательность обработки разнообразной информации от момента ее воздействия на рецепторные поля до поступления в виде импульсов в корковые центры.

И н ф о р м а ц и о н н ы е к о м п о н е н т ы деятельности обеспе чивают дальнейшую переработку информации и на ее основе принятие решений. К этой группе относятся показатели основ ных когнитивных процессов – памяти и мышления. Характери стика этих психофизиологических параметров осуществляется главным образом благодаря использованию различных многофак торных личностных опросников (память на числа, расстановка и сложение чисел с переключением, установление закономерно стей и др.).

М о т о р н ы е к о м п о н е н т ы деятельности осуществляют ре ализацию принятых решений в двигательных и поведенческих актах. Среди моторных компонентов различают эргономические и двигательные показатели. Эргономические константы харак теризуют производительность труда, темп трудовых операций, точность, безошибочность и т.д. К двигательным параметрам от носят тремор, мышечную силу, скорость реакций, координацию движений и др.

Следующую группу составляют а к т и в а ц и о н н ы е к о м п о н е н т ы деятельности, которые характеризуют способность че ловека к реализации имеющихся у него психофизиологических свойств и качеств личности. Сюда относят особенности нервной и гуморальной регуляции функций, уровень гормональной актив ности, внимание установки и мотивацию субъекта, комплекс эмо ционально волевых качеств.

Любое функциональное состояние как целостная реакция организма может анализироваться на разных уровнях: физио логическом, психологическом и поведенческом. Физиологиче ский уровень функционального состояния представлен органа ми и системами, характеризующими его энергетические, двигательные и вегетативные реакции; психологический – показателями основных психических процессов (восприятие, внимание, память, мышление, эмоционально волевые процес сы); поведенческий уровень – данными скорости, точности, особенностями двигательного и речевого сопровождения дея тельности.

228

3.2. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ

Процесс формирования любого функционального состоя ния начинается с определенного побуждения к деятельно сти, которое задается подкорковыми и корковыми мотива ционными зонами. У спортсменов – главным образом стремле нием к достижению высшего спортивного мастерства и сохране нию здоровья. Оптимальный уровень мотиваций и эмоций, регулярность тренировок и тщательный медицинский контроль способствуют успешному решению поставленных задач.

Окончательное формирование функционального состояния осуществляется ассоциативными зонами коры больших полуша рий (переднелобными и нижнетеменными). Они создают общий план предполагаемого действия. Вначале это лишь представле ние о профессиональной задаче, которое возникает либо при показе основных элементов другим лицом (тренером, педагогом, психологом), либо после словесной инструкции, самоинструкции, речевого описания. В сознании спортсмена складывается опреде ленный эталон требуемого действия. Эту функцию П.К. Анохин назвал «опережающим отражением действительности». На ее основе в организме формируются те или другие функциональ ные состояния, удовлетворяющие социальные и биологические потребности человека.

Формирование такой наглядно образной модели складывает ся из представления ситуации в целом и образа тех рабочих дей ствий, выполнение которых необходимы для достижения постав ленной цели. Имея представление о требуемой модели действия, человек может осуществлять ее различными профессиональны ми приемами.

Особое значение имеют в этом процессе восприятие и перера ботка зрительной информации (при показе) и слуховой (при рас сказе). Опытные спортсмены быстрее формируют зрительный об раз действия, так как у них лучше выражена поисковая функция глаза и они способны эффективно выделять наиболее важные эле менты. У них богаче кладовая сенсорной и моторной памяти, от куда при необходимости быстро происходит извлечение нужных сенсомоторных программ деятельности.

Наряду с совершенствованием сенсомоторных параметров дей ствий, в процессе обучения и тренировок у спортсменов происхо дит формирование навыков тактического мышления – специ

229