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

ализированной формы умственной деятельности. Повторяя оп ределенные тактические комбинации, специалисты автоматизи руют мыслительные операции. Это позволяет многие решения принимать почти мгновенно, как бы интуитивно, а осознавать их уже после выполнения.

На начальном этапе спортивной деятельности существует

два возможных пути развития функциональных состояний.

П е р в ы й п у т ь состоит в постепенном включении все новых элементов и усложнении формируемой системы до достижения ею полного соответствия требованиям выполняемых действий.

Вт о р о й п у т ь предполагает изначально мобилизацию всей функ циональной системы с включением явно избыточных элементов.

Впоследующем эти элементы, представляющие собой менее выгодные ответные реакции организма, переходят в состав ре зервных.

Впериод оптимального соответствия ответных реакций требо ваниям конкретной деятельности достижение цели осуществляет ся прежде всего за счет тех функций, реализация которых обеспе чивает минимальный расход энергетических ресурсов организма. Часть вышеназванных основных функций и менее выгодные ре зервные включаются в интегральный комплекс функциональ ного состояния, формирующегося в процессе любой профессио нальной деятельности человека.

При продолжении деятельности по мере истощения энерге тических возможностей часть функций, включенных в интеграль ный комплекс в качестве основных компонентов, снижает свою эффективность и может оказаться недостаточной для реализации определенной работы. Этот недостаток компенсируется мобили зацией резервных функций, позволяющей добиться достижения поставленной цели за счет повышения ее физиологической цены. Надо также иметь в виду, что включение в интегральный комп лекс некоторых резервных заменителей основных функций – не обходимое условие возможности продолжения деятельности при изменении условий ее выполнения. Быстрота и эффективность приспособления к новым условиям во многом зависят от разно образия функциональных резервов организма и степени их реа лизации.

Таким образом, развитие функционального состояния харак теризуется увеличением или уменьшением активности одних функций, поддержанием стабильности других, входящих в систе му интегрального комплекса. Разнообразная картина величи

230

ны и направленности изменений отдельных функций являет ся необходимым условием развития любого функционального состояния. Ее формирование, в свою очередь, свидетельствует о физиологической целесообразности взаимоотношений между от дельными элементами целостной ответной реакции организма. Точное представление о целевом назначении каждого компонен та в интегральном комплексе показателей и изучение его ди намики во взаимосвязи с другими компонентами позволит осуществлять количественную оценку основных параметров функционального состояния и прогнозировать направление его развития.

Функциональное состояние обладает достаточной устой чивостью и является диапазоном, в пределах которого возмож ны колебания параметров отдельных функций при условии со хранения целесообразной структуры этого состояния в целом. Поэтому далеко не всякое отклонение регистрируемых показате лей функционального состояния будет свидетельствовать о его качественных и количественных перестройках.

Существенные сдвиги большинства параметров функцио нального состояния, как правило, сопровождаются измене нием эффективности деятельности спортсменов и проявля ются как в результативности выполняемой работы, так и в повышении физиологической цены этой деятельности, направ ленной на достижение определенного результата. Если физиоло гическая цена достаточно высока, а работа продолжается, в орга низме могут развиваться преморбидные и даже патологические состояния.

3.3.ВИДЫ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ

Воснову классификации различных видов функциональных состояний могут быть положены такие социально биологические критерии, как работоспособность человека, его эмоциональный тонус, нервно психическое напряжение, нормальные сдвиги функ ций организма, пограничные и патологические изменения.

При этом характеристика определенного функционально

го состояния осуществляется с учетом основных факторов, которые обусловливают его возникновение. Так, например, пси хоэмоциональная напряженность рассматривается как результат воздействия стресс факторов, а состояние монотонии – как след ствие однообразной деятельности.

231

3.3.1.Состояние оперативного покоя

Кчислу важнейших функциональных состояний относится проблема оперативного покоя, являющегося базовым этало ном, на основе которого формируются любые другие состояния организма. В качестве такого эталона А.А. Ухтомский (1935) пред ложил использовать понятие оперативного покоя, которое харак теризует готовность человека к любой деятельности независимо от особенностей определенного вида труда.

Состояние оперативного покоя характеризуется повышением функций ряда органов и систем. При этом отмечается умеренное увеличение частоты сердечных сокращений, ударного и минут ного объемов крови, повышение артериального давления и ми нутного объема дыхания. Растет биоэлектрическая активность центральной нервной системы, ряда желез внутренней секреции, преобладают симпатотонические реакции, повышается тонус ске летной мускулатуры, увеличивается число межсистемных и внут рисистемных взаимосвязей различных органов и систем. Основ

ная цель состояния оперативного покоя заключается

впсихофизиологической готовности организма для решения определенных поведенческих задач.

Анализируя это состояние, Л.А. Орбели (1946) обратил вни мание на сходство наблюдаемых при его развитии изменений с теми, которые возникают при подготовке к физической деятель ности. Это позволило ему высказать предположение, что такие сдвиги, во многом схожие с аналогичными при развитии ориен тировочной реакции, генетически детерминированы и были приобретены человеком на ранних этапах эволюционного разви тия, когда двигательная активность являлась преобладающей над всеми остальными видами деятельности.

Показатели, характеризующие состояние оперативного покоя, имеют исключительную прикладную значимость, так как они могут служить фоновыми (исходными) данными, с которыми сравниваются соответствующие параметры организма при раз личных видах деятельности. Иногда в качестве таких исходных величин используются расчетные (табличные) показатели с учетом возраста, пола, региона проживания людей и т.д. Послед ние материалы носят более обобщенный характер, не связаны с конкретными категориями лиц и в меньшей степени отражают соответствующие физиологические закономерности. Следует также иметь в виду, что для характеристики моторной активно

232

сти специалистов преимущественное значение имеет анализ по казателей двигательной и вегетативных систем, а для оценки умственного труда – анализ психофизиологических функций организма.

3.3.2.Психоэмоциональная

напряженность

Внастоящее время психоэмоциональная напряженность рас сматривается как общая психофизиологическая реакция организ ма, возникающая при смене стереотипа деятельности и наиболее резко проявляющаяся при мнимой или реальной угрозе здоро вью или жизни. Она характеризуется прежде всего времен

ным понижением устойчивости психических и двигательных функций, выраженными вегетативными реакциями и сниже нием профессиональной работоспособности. Иногда в литера туре подобное функциональное состояние обозначают как нервно психическое напряжение.

Состояние нервно психического напряжения может выражать ся в сдвигах двух форм: по типу нарастания возбуждения или по типу развития тормозных реакций. Резкое изменение форм реагирования, выражающееся в крайних состояниях возбуждения или торможения, вызывается исключительно острыми психоген ными раздражителями. При относительно длительном действии стресс факторов нередко наблюдается постепенный переход фазы возбуждения в тормозную.

Отличительная особенность поведения в состоянии психоэмо ционального напряжения заключается в его негибкости, отсут ствии лабильности и пластичности. В то же время стереотипные, шаблонные действия в состоянии напряженности протекают быстрее, приобретая тенденцию к автоматизму. Таким образом,

самой общей характеристикой состояния психоэмоциональ ного напряжения является нарушение структуры сложной спортивной деятельности.

Условия спортивной борьбы, особенно в ситуационных видах спорта (спортивных играх, единоборствах), вызывают у человека повышенное нервно психическое напряжение. Огромный объем информации, который должен перерабатывать спортсмен в крат чайшие отрезки времени (часто в десятые и сотые доли секун ды), высокая мотивация его выступлений приводят к появлению эмоционального стресса, а в особо сложных условиях – к нега тивным переживаниям – дистрессу.

233

С т р е с с (англ. stress – «напряжение») – общая системная ре

акция организма человека на экстремальные раздражения.

Вспорте возможны различные проявления стресса. Физический стресс – возникающий во время высокоинтен

сивной двигательной деятельности спортсмена, но не связанный с какими либо эмоциональными переживаниями (например, тре нировочные занятия, особенно в стандартных видах спорта).

Эмоциональный стресс – отражающий высокое нервно психи ческое напряжение во время соревновательной деятельности и вы зывающий мобилизацию функциональных резервов организма и значительные психические, вегетативные и гормональные реакции.

При развитии эмоционального стресса чрезвычайные раз дражители (стрессоры) действуют на высшие отделы централь ной нервной системы. Эти влияния вызывают возбуждение сим патического отдела вегетативной нервной системы и выделение связанных с ним гормонов и медиаторов, а через гипоталамус воздействуют на гормональную активность гипофиза. Адрено кортикотропный гормон гипофиза вызывает выделение надпо чечниками адреналина, норадреналина, глюкокортикоидов и минералкортикоидов. В результате возникает комплекс приспо собительных реакций организма. Увеличивается частота и ре гулярность дыхания, укорачивается фаза вдоха относительно вы доха; увеличивается частота сердечных сокращений и почти исчезает аритмия; повышается артериальное давление; усилива ется обмен веществ и энергии; увеличивается амплитуда ЭМГ и повышается сила сокращений скелетных мышц; в ЭЭГ умень шается выраженность ритма покоя (альфа ритма) и увеличива ется проявление ритмов напряжения (тета ритма) и активации (бета ритма); концентрируется внимание. Все эти реакции обес печивают высокую работоспособность и формируют функцио нальную систему адаптации (Солодков А.С., 1988).

Однако в результате чрезмерного нервно психического на

пряжения развивается состояние дистресса и могут возни кать различные негативные реакции – ухудшается кровоснаб жение различных отделов головного мозга, урежается частота сердечных сокращений, падает артериальное давление, увеличи вается время двигательных реакций и снижается моторная ак тивность. При многократных стрессах у спортсменов часто воз никает спортивный травматизм.

Нервно психическое напряжение у разных людей может про являться в различных стрессовых реакциях. Эмоциональный

234

стресс выражен у спортсменов тем сильнее, чем более значимо для них достижение цели действия (их потребность) и чем мень ше у них доступной информации, энергии и имеющегося в распо ряжении времени. Элементы новизны и неопределенность ситу ации повышают напряженность в организме спортсменов. У бо лее опытных спортсменов, уверенных в своих силах, с сильными и уравновешенными нервными процессами, состояние нервно пси хического напряжения выражено слабее.

3.3.3. Монотония

Проблема м о н о т о н н о с т и является одной из важнейших в физиологии спорта. Это понятие чаще всего употребляется для обозначения особого психофизиологического состояния челове ка, возникающего при выполнении однообразно повторяющейся деятельности в бедной раздражителями обстановке. Она вызыва ется основными специфическими факторами: однообразием, ма лым количеством раздражителей, ограниченным полем наблюде ния, достаточной длительностью и повторяющимся характером работы, малой степенью сложности выполняемых операций и их стереотипностью.

В развитии монотонии принципиальное значение имеет факт снижения психофизиологической активности вслед ствие уменьшения потока раздражителей в центральную нерв ную систему от рецепторов сенсорных систем. Развитие моно тонии у спортсменов может привести к снижению функций организма, ошибочным действиям и падению профессиональ ной работоспособности. Поэтому диагностика начальных про явлений этого состояния приобретает большое практическое значение.

Монотония обычно развивается через 1,5–2 часа однообраз ной деятельности и характеризуется как субъективными, так и объективными признаками. К субъективным критериям отно сят апатию, скуку, сонливость, утрату интереса к выполняемой работе. Объективные признаки включают в себя различные из менения физиологических показателей, обусловленные преобла данием тормозных реакций в организме: уменьшение возбудимо сти и лабильности сенсорных систем, замедление сенсомоторных реакций, снижение мышечного тонуса, урежение пульса, дыха ния, падение артериального давления, легочной вентиляции и др. И те и другие изменения приводят к снижению профессиональ ной надежности человека.

235

Существует обоснованное мнение, что повышенная чувстви тельность к монотонии свойственна людям, стремящимся к ак тивному контакту с внешним миром (экстраверты). Лица же, кон центрирующее свое внимание на внутренних переживаниях (интроверты), подвержены ее влиянию в меньшей степени. Эти особенности важно учитывать в процессе профессионального от бора спортсменов.

Источником положительных эмоций у спортсмена, как у вся кого человека, является поиск новой информации, новых путей решения двигательных и тактических задач. При длительном вы полнении однообразных двигательных актов (например, в цик лической работе умеренной мощности) приток информации зна чительно снижается, что вызывает скуку, падение интереса к тренировкам, понижение функциональных возможностей.

Такая работа вызывает у человека состояние пониженной психической активности, чувство безразличия, усталости, сонли вости, снижение частоты сердечных сокращений и дыхания, по нижение амплитуды ЭМГ работающих мышц, падение работо способности.

Одним из механизмов возникновения с о с т о я н и я м о н о т о н и и является п р и в ы к а н и е . Если один и тот же стимул многократно повторяется, то внимание к нему ослабляется, реак ции понижаются, т.е. утрачивается его новизна. В процессе авто матизации простых двигательных навыков эмоциональное напря жение прогрессивно уменьшается. При этом активируются неспецифические тормозные отделы ствола головного мозга, ко торые, при отсутствии тонизирующего сенсорного притока в мозг из окружающей среды, вызывают снижение активности высших отделов мозга. В условиях монотонной деятельности изменяется роль левого и правого полушария в управлении движениями. У спортсменов правшей отмечено снижение активности левого доминирующего полушария головного мозга и повышение роли правого неведущего полушария. Это позволяет продолжать рабо ту, но делает ее менее эффективной.

Разные люди неодинаково реагируют на монотонную работу. Главным фактором сопротивляемости монотонии являются

врожденные свойства нервной системы. Успешнее работают в этих условиях спортсмены с сильными уравновешенными нервными процессами и невысокой их подвижностью – флег матики. Обследования высококвалифицированных лыжников гонщиков, бегунов стайеров, велосипедистов шоссейников пока

236

зали, что флегматики составляют основную долю спортсменов в данных видах спорта.

Для борьбы с монотонией используют варьирование скорости перемещений спортсменов, разные отрезки дистанций, создают соревновательные ситуации и т.п.

Описание других функциональных состояний изложено в те матических разделах учебника.

4. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ОРГАНИЗМЕ ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ

Физические нагрузки вызывают перестройки различных функ ций организма, особенности и степень которых зависят от мощ ности и характера двигательной деятельности.

4.1.ИЗМЕНЕНИЯ ФУНКЦИЙ РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНОВ

ИСИСТЕМ ОРГАНИЗМА

Всостоянии покоя деятельность различных функций отрегу лирована соответственно невысокому уровню кислородного за проса и энергообеспечения. При переходе к рабочему уровню не обходима перестройка функций различных органов и систем на более высокий уровень активности и новое межсистемное согла сование на рабочем уровне.

В ц е н т р а л ь н о й н е р в н о й с и с т е м е происходит повы шение лабильности и возбудимости многих проекционных и ас социативных нейронов. Во время работы «нейроны движения» организуют через пирамидный путь моторную активность, а «нейроны положения» через экстрапирамидную систему – фор мирование рабочей позы. В различных отделах ЦНС создается

функциональная система нервных центров, обеспечивающая выполнение задуманной цели действия на основе анализа внеш ней информации, действующих в данный момент мотиваций

ихранящихся в мозгу памятных следов двигательных навыков

итактических комбинаций. Возникающий комплекс нервных центров становится рабочей доминантой, которая имеет повы шенную возбудимость, подкрепляется различными афферентны ми раздражениями и избирательно затормаживает реакции на по сторонние раздражители. В пределах доминирующих нервных центров создается цепь условных и безусловных рефлексов, или

237

двигательный динамический стереотип, облегчающий после довательное выполнение одинаковых движений (в циклических упражнениях) или программы различных двигательных актов (в ациклических упражнениях).

Еще перед началом работы в коре больших полушарий проис ходит предварительное программирование и формирование пред настройки на предстоящее движение, которые отражаются в различных формах изменений электрической активности:

избирательном увеличении межцентральных взаимосвязей корко вых потенциалов; изменении формы кривой, огибающей амплиту ду колебаний ЭЭГ; появлении «меченых ритмов» ЭЭГ – потенци алов в темпе предстоящего движения; возникновении условных отрицательных колебаний, или так называемых «волн ожидания»,

атакже премоторных и моторных потенциалов.

Вспинном мозгу за 60 мс перед началом двигательного акта повышается возбудимость мотонейронов, что отражается в нара стании амплитуды вызываемых в этот момент спинальных реф лексов (Н рефлексов).

Вмобилизации функций организма и их резервов значитель на роль симпатической нервной системы, выделения гормо

нов гипофиза и надпочечников, нейропептидов.

Вд в и г а т е л ь н о м а п п а р а т е при работе повышаются воз будимость и лабильность работающих мышц, чувствитель ность их проприорецепторов, растет температура и снижается вязкость мышечных волокон. В мышцах дополнительно откры ваются капилляры, которые в состоянии покоя находились в спав шемся состоянии, и улучшается кровоснабжение. Однако при больших статических напряжениях (более 30% максимального усилия) кровоток в мышцах резко затрудняется или вовсе пре кращается из за сдавливания кровеносных сосудов. Нервные импульсы, приходящие в мышцу с небольшой частотой, вызыва ют слабые одиночные сокращения мышечных волокон, а при повышении частоты – их более мощные тетанические сокра щения.

Различные двигательные единицы (ДЕ) в целой скелетной мышце при длительных физических нагрузках вовлекаются в ра боту попеременно, восстанавливаясь в периоды отдыха, а при больших кратковременных напряжениях включаются синхрон но. В зависимости от мощности работы активируются разные ДЕ: при небольшой интенсивности работы активны лишь высоковоз будимые и менее мощные медленные ДЕ, а с повышением мощ

238

ности работы – промежуточные и, наконец, маловозбудимые, но наиболее мощные быстрые ДЕ.

Дыхание значительно увеличивается при мышечной работе – растет глубина дыхания (до 2–3 л) и частота дыхания (до 40–60 вдохов в 1 мин). Минутный объем дыхания при этом может увеличиваться до 150–200 л/мин. Однако большое потребление кислорода дыхательными мышцами (до 1 л/мин) делает нецеле сообразным предельное напряжение внешнего дыхания.

С е р д е ч н о с о с у д и с т а я с и с т е м а , участвуя в доставке кислорода работающим тканям, претерпевает заметные рабочие изменения. Увеличивается систолический объем крови (при боль ших нагрузках у спортсменов до 150–200 мл), нарастает ЧСС (до 180 уд./мин и более), растет минутный объем крови (у трениро ванных спортсменов до 35 л/мин и более). Происходит перерас пределение крови в пользу работающих органов – главным об разом, скелетных мышц, а также сердечной мышцы, легких, активных зон мозга – и снижение кровоснабжения внутренних органов и кожи. Перераспределение крови тем более выражено, чем больше мощность работы. Количество циркулирующей кро ви при работе увеличивается за счет ее выхода из кровяных депо. Увеличивается скорость кровотока, а время кругооборота крови снижается вдвое.

В с и с т е м е к р о в и наблюдается увеличение количества фор менных элементов. Наблюдаются миогенный эритроцитоз (до 5,5–6 1012/ л) и миогенный тромбоцитоз (увеличение в 2 раза). В зависимости от тяжести работы проявляются различные стадии миогенного лейкоцитоза. Небольшие тренировочные на грузки вызывают появление первой стадии – лимфоцитарной – с преобладанием в лейкоцитарной формуле лимфоцитов и рос том общего количества лейкоцитов до 10–12 109/л. Более зна чительные нагрузки, особенно в соревнованиях, вызывают появ ление второй стадии, или первой нейтрофильной, с ростом количества нейтрофилов (особенно юных и палочкоядерных) и увеличением количества лейкоцитов до 16–18 109/л. Истощаю щая нагрузка приводит к третьей стадии, или второй нейтро фильной, с резким ростом количества лейкоцитов в крови до 20–50 109/л, преобладанием незрелых форм нейтрофилов и ис чезновением других форм лейкоцитов (эозинофилов, базофилов).

При работе увеличивается отдача кислорода из крови в ткани. Соответственно становятся больше артериовенозная разность

по кислороду и коэффициент использования кислорода.

239