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

шенными энергетическими затратами. В зависимости от воз раста и стажа физкультурных занятий установлены различные типы кортикального влияния на процессы центральной регуля ции адаптивных механизмов с вовлечением в этот процесс раз личных отделов головного мозга.

Особенностью деятельности сердечно сосудистой системы

у детей в первые годы регулярных занятий физическими уп ражнениями с определенными нагрузками является преоблада

ние процессов гипертрофии миокарда и более умеренное рас ширение полостей сердца. Под влиянием умеренных физических нагрузок у школьников и студентов улучшается взаимодействие

анализаторных систем, нормализуется кислотно щелочной баланс организма, ускоряется восстановление мышечного тонуса, а также совершенствуются фильтрационные, водо , ионо и осморегулирующие функции почек.

Лица, не занимающиеся регулярно физическими упражне ниями, при нагрузках характеризуются более ранним метаболи ческим ацидозом и коротким аэробно анаэробным переходом, что является факторами, лимитирующими физическую работо способность и способствующими возникновению отдельных забо леваний.

При систематических занятиях определенным видом труда в организме человека формируется с п е ц и а л ь н а я ф у н к ц и о н а л ь н а я с и с т е м а а д а п т а ц и и . Образование такой системы у школьников и студентов составляет принципиальную осно

ву долговременного приспособления к физическим нагрузкам

и реализуется повышением эффективности деятельности различ ных органов, систем и организма в целом (Солодков А.С., 1988). Установлены особенности взаимосвязи функций ЦНС, кровооб ращения, дыхания, сенсорных систем и энергообеспечения в зави симости от возраста и стажа занятий. Зная закономерности фор мирования функциональной системы, можно различными средствами эффективно влиять на отдельные ее звенья, ускоряя приспособление к физическим нагрузкам и повышая работоспо собность, т.е. управлять адаптационным процессом, а также пре дупреждать неблагоприятно направленные функциональные сдви ги и сохранять здоровье учащихся.

Сохранение и восстановление здоровья населения (в дан ном случае не принимается во внимание лечение болезней) могут осуществляться путем применения различных способов и средств. В настоящее время наиболее распространенными яв

540

ляются: скрининг населения с выявлением «групп риска» среди практически здоровых людей, формирование и реализация

рового образа жизни, улучшение экологической ситуации, условий труда и быта людей

дования и аппаратуры, специального обучения персонала. А

статочная двигательная активность, направленная на борьбу с гиподинамией и гипокинезией, широкое внедрение физической

ма к действию различных неблагоприятных факторов внешней среды (температура, давление, загрязненность воздуха и воды,

мя профессиональной деятельности человека.

ски обоснована и экспериментально проверена на практике в школах, гимназиях и вузах России

ной взаимозависимости физических нагрузок, показателей функций организма и состояния здоровья учащихся (рис. 61). Оказалось, что недостаточная двигательная активность ведет к изменению функциональных

541

542

По данным врачей этой гимназии, среди учащихся 9 класса заболевания, по поводу которых они обращались за медицин ской помощью, отмечены у 54% гимназистов, в 10 классе – у 86%

ив 11 классе – у 78%. Несомненный интерес представляют сведе ния об освобождении учащихся по болезни от занятий на уро ках физической культуры. Так, если общее число освобождений в 9 классе условно принять за 100%, то в 10 классе оно составило 307% и в 11 классе – 265%. Анализ общей заболеваемости гим назистов во всех трех классах позволил установить, что среди 227 человек те или иные формы патологии выявлены у 164 (74,4%) учащихся.

Осостоянии здоровья студентов высших учебных заведений в различных городах России можно сказать следующее. Удель

ный вес студентов, включенных в специальные медицинские группы (Калининградский университет, Кубанский медицинский институт, Санкт Петербургские медицинские вузы, Шуйский и Уссурийский педагогические институты), составляет от 15% до 30%. Совершенно очевидно, что в состав этих групп включа ются не все студенты, имеющие те или иные формы патологии. Поэтому общая заболеваемость студентов в различных вузах

колеблется от 50% до 75% от общего их числа. У школьников

истудентов, регулярно занимающихся физическими упраж нениями, общая заболеваемость в 1,5–2 раза ниже, чем у лиц контрольных групп.

4.4. ФИЗИОЛОГО<ПЕДАГ0ГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ЗА ЗАНЯТИЯМИ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРОЙ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОРГАНИЗМА ШКОЛЬНИКОВ

Для эффективного нормирования и управления уроком физической культуры необходим комплексный физиолого пе дагогический контроль, на основании которого оценивается эффект нагрузки и функциональное состояние организма.

Зарегистрированные в процессе контроля параметры функцио нального состояния и эффектов нагрузки сопоставляются с количественными и качественными ее характеристиками, на ос новании чего составляется конспект урока и методические реко мендации по его проведению. Используются три вида контро

ля: оперативный, текущий и этапный.

О п е р а т и в н ы й к о н т р о л ь предназначен для регистрации одного упражнения, серии упражнений и урока в целом, а также

543

функциональных изменений организма. Анализ результатов кон троля основан на оценке зависимости типа «доза эффект», где дозой является величина и время нагрузки, а эффектом – степень выраженности и направленность функциональных сдвигов. Уста новлено, что наибольшее потребление кислорода, более эффек

тивное функционирование различных органов и систем отме чается при средних по величине объемах нагрузок. Малые нагрузки не вызывают необходимого физиологического эффекта, большие – угнетают деятельность кислородтранспортной систе мы, снижают функциональные резервы и работоспособность уча щихся.

Оперативная оценка физиологической стоимости упражнений имеет большое значение при выборе рациональной последователь ности их выполнения и продолжительности на уроке. Нагрузку на уроке нужно распределять так, чтобы получить заданное (по ложительное или отрицательное) взаимодействие срочных эффек тов, которое должно проявляться в увеличении или в уменьше нии функциональных сдвигов, вызванных предшествующей энерготратой и последующей работой. Если во время урока используется много различных упражнений, оценка величины и направленности срочных эффектов каждого из них позволяет ус тановить их нагрузочную стоимость и оптимизировать последо вательность выполнения. Установлено, что частота сердечных сокращений при выполнении упражнений на различных гимнас тических снарядах практически одинакова. Однако если опреде лять частоту пульса только в начале нагрузок, то наибольшие сдвиги при этом наблюдаются при выполнении вольных упраж нений, а наименьшие – во время прыжков. Особенно важен опе ративный контроль за динамикой функциональных сдвигов в игровых частях урока, когда упражнения выполняются одно временно группой школьников.

Те к у щ и й к о н т р о л ь предусматривает регистрацию нагру зок и их влияние на организм за несколько уроков (5–10). В основе текущего контроля лежат данные регистрации показа телей каждого урока, их сопоставление с результатами конт рольных занятий и с показателями текущего функционального состояния школьников. Анализ данных текущего контроля прово дится на основе оценки восстановления основных функций

организма в зависимости от объема выполненной нагрузки. По лученные данные о характеристике восстановительных процес сов служат основой для планирования нагрузки на ближайшие

544

уроки при обязательном учете гетерохронности восстановления различных функций. Поэтому подбор упражнений должен осу ществляться таким образом, чтобы одинаковые по направленно сти нагрузки задавались через достаточные интервалы времени для восстановления ведущих функций организма.

Э т а п н ы й к о н т р о л ь нагрузки заключается в регистрации ее параметров и их анализе на протяжении нескольких месяцев и даже всего учебного года. Количество этапов зависит от возраста, пола, подготовленности школьников и педагогических задач уро ка. Главными задачами этапного контроля являются анализ

спортивных результатов, физического развития, функцио нального состояния и onределения наиболее эффективных нагрузок, обладающих выраженным развивающим воздей ствием. Рассчитав соотношение нагрузок разной направлен ности, следует сопоставлять полученные результаты с показате лями кумулятивного эффекта нагрузки. Надежность полученных при этом данных зависит прежде всего от информативности те стов этапного контроля, к числу которых относят энерготраты

организма и показатели физической работоспособности школьников. Наиболее доступными методиками для определе ния энерготрат являются различные расчетные показатели.

Энерготраты в состоянии абсолютного покоя (основной об мен) рассчитывают по формуле Рида:

E 0,75 (ЧСС 0,74 ПД 72),

где Е – энерготраты в ккал/сут; ПД – пульсовое артериальное давление в мм рт. ст.

Широкое распространение для этих целей получила формула Брейтмана:

E 0,75 ЧСС 0,5 ПД 74,

где Е – энерготраты в % от стандартов Гарриса и Бенедикта.

В физиологии труда и спорта общие энерготраты организма (Еобщ.) рассматривают как сумму энергетических расходов в покое

(Епок.) и при нагрузке (Енагр.): Еобщ.= Епок. + Енагр..

При этом энерготраты в покое рассчитывают по формуле:

Е пок. Wисх. 0,014,

где Епок. – мощность энерготрат в покое, ккал/мин; Wисх.– исходная мощность функционирования организма в Вт; 0,014 – коэффи циент пересчета Вт в ккал/мин.

545

Энерготраты при выполнении физических нагрузок определя ют по формуле:

Е нагр. W нагр. 0,014 5,

где Wнагр. – мощность функционирования организма в процессе физической работы в Вт; 5 – коэффициент перерасчета энерготрат организма при выполнении работы на велоэргометре с КПД = 20%.

Нередко для практических целей при расчете энерготрат спорт сменов используют применяемое в физиологии и гигиене труда сопоставление энергетических характеристик определенных эта пов физических упражнений с представленными в литературе константами, полученными при аналогичных видах деятельно сти методом прямой и непрямой калориметрии. Такая методика не является абсолютно точной, но при оценке энерготрат в дина мике она вполне допустима.

При оценке физической работоспособности существуют различные методические подходы. Прежде всего используют ее п р я м ы е показатели, которые позволяют оценивать профессио нальную (спортивную) деятельность как с количественной (мет ры, секунды, килограммы, очки и т.д.), так и с качественной (на дежность и точность выполнения конкретных физических упражнений) сторон.

К к о с в е н н ы м к р и т е р и я м р а б о т о с п о с о б н о с т и от носят различные клинико физиологические, биохимические и психофизиологические показатели, характеризующие измене ния функций организма в процессе работы. Другими словами, кос

венные критерии работоспособности представляют собой реакции организма на определенную нагрузку и указывают на то, какой физиологической ценой для человека обходится эта работа, т.е. чем, например, организм спортсмена расплачивается за достигнутые секунды, метры, килограммы и т.д. Кроме этого установлено, что косвенные показатели работоспособности в

процессе труда ухудшаются значительно раньше, чем ее пря мые критерии. Это дает основание использовать различные фи зиологические методики для прогнозирования работоспособности человека, а также для выяснения механизмов адаптации к конк ретной профессиональной деятельности, оценке развития утомле ния и анализа других функциональных состояний организма.

В физиологии спорта определение физической работоспособ ности осуществляется также путем применения различных на

546

грузочных тестов (проба Летунова, Гарвардский степ тест, PWC170, MПК и др. – см. раздел 5.3 в «Спортивной физиологии»).

Доступными и в достаточной мере информативными по казателями, характеризующими влияние нагрузок на орга низм школьников и эффективность восстановительных про цессов, являются частота сердечных сокращений и уровень артериального давления, особенно пульсового. Достаточную информацию дает частота пульса, подсчитанная в течение 10 с троекратно после окончания урока: 0–10 с, 30–40 с, 60–70 с. В результате получают три показателя пульса (П1, П2, ПЗ), кото рые подвергаются дальнейшей математической обработке и ана лизу. Считается, что величина П1 характеризует реактивность сердечно сосудистой системы на физическую нагрузку, П2 и П3 – эффективность ее восстановления. Комплексную оценку состоя ния сердечно сосудистой системы осуществляют на основании суммы трех показателей (П1+ П2+ ПЗ).

Более достоверные данные о динамике восстановительных процессов в организме школьников дают два индекса восстанов ления пульса (ИВП1 и ИВП2) после окончания урока, которые рассчитывают по формулам:

Чем больше величины ИВП1 и ИВП2, тем быстрее происходит восстановление сердечно сосудистой системы и тем экономичнее школьник выполняет физические нагрузки на уроке.

Большой информативностью обладают константы, характери зующие потребление кислорода, кислородный долг, уровень мо лочной кислоты в крови, кислотно щелочное состояние и порог анаэробного обмена. Для их определения требуются соответству ющие специалисты, необходимые условия и оборудование и вы полняются они, как правило, с целью научных исследований.

Одной из важнейших задач любого вида контроля за заняти ями физической культурой является оценка выраженности

функциональных сдвигов и характеристика восстановитель ных процессов у школьников. Во время мышечной деятельности в организме учащихся происходят связанные друг с другом анабо лические и катаболические процессы, при этом диссимиляция преобладает над ассимиляцией. После окончания занятий в орга низме усиливаются процессы ассимиляции, когда восполняются израсходованные энергоресурсы, ликвидируется кислородная

547

задолженность, удаляются продукты распада, нормализуются нейроэндокринные, анимальные и вегетативные системы, стаби лизируется гомеостаз.

При характеристике восстановительных процессов следует исходить из учения И.П. Павлова о том, что процессы истощения и восстановления в организме (деятельном органе) тесно связа ны между собой и с процессами возбуждения и торможения в центральной нервной системе. Специальными исследованиями последних лет показано, что чем выше энергетические траты

во время работы, тем интенсивнее процесс их восстановле ния. Однако если истощение функциональных потенциалов

впроцессе работы превышает оптимальный уровень, то полного восстановления не происходит. В этом случае физическая нагрузка вызывает дальнейшее угнетение клеточного анаболизма.

Большинство исследователей (Луговцев В.П., 1988; Волков В.М., 1990; Солодков А.С., 1990, 1992; и др.) сводят основные физиоло гические закономерности восстановительных процессов к следую щему: их неравномерности, гетерохронности, фазовому характеру восстановления работоспособности, избирательности восстановле ния и ее тренируемости. Как и всякие системы с обратной связью, восстановительные процессы вследствие морфофункциональных перестроек приводят к супервосстановлению. Это явление состав ляет одну из важнейших физиологических основ физкультурных занятий, которое, расширяя функциональные резервы организма, обеспечивает рост силы, быстроты и выносливости.

Знание медико биологических особенностей изменения функ ций организма и восстановительных процессов, его реализация

впрактике физической культуры будут способствовать улучше нию физического и функционального развития и самое главное – сохранению здоровья учащихся.

5. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗМА ЛЮДЕЙ ЗРЕЛОГО И ПОЖИЛОГО ВОЗРАСТА

И ИХ АДАПТАЦИЯ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ

Зрелый и пожилой возраст – это закономерно наступающие этапы индивидуального развития человека. Процессы созрева

ния и старения происходят непрерывно, неравномерно и неод новременно. Они затрагивают не в равной степени различные ткани, органы и системы организма.

548

Как указывалось ранее, к первому периоду зрелого возраста относят мужчин и женщин от 21 до 35 лет, ко второму периоду – женщин в возрасте 36–55 лет и мужчин – 36–60 лет; пожилыми считаются женщины в возрасте 56–74 лет, а мужчины – 61–74 лет. Период от 75 до 90 лет относят к старческому возрасту, а людей старше 90 лет – к долгожителям. В данном разделе мы

будем преимущественно рассматривать физиологические особенности организма людей второго периода зрелого воз раста и пожилых.

5.1. СТАРЕНИЕ, ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ, АДАПТИВНЫЕ РЕАКЦИИ И РЕАКТИВНОСТЬ ОРГАНИЗМА

Механизмы и закономерности старения организма изучает геронтология. Существует целый ряд теорий старения на клеточ ном, молекулярном и организменном уровнях. Общим в боль

шинстве этих теорий является признание роли возрастных мутаций в генетическом аппарате клетки. Однако большин ство исследователей считают, что старение на клеточном и моле кулярном уровне происходит медленнее, чем в целостном орга низме. По выражению А. Комфорта (1967): «Хвост кенгуру стареет медленнее, чем сам кенгуру».

Основные теории старения сводятся к следующему. В соот ветствии с теорией «изнашивания», во второй половине жизни человека под знаком инволюции происходит «изнашивание» кле ток, тканей и систем организма (как деталей у машины) и ослаб ление регуляторных процессов. При этом с возрастом несколько раньше нарушается нервная регуляция, а затем – гуморальная. Слабой стороной этой теории является то, что организм человека в процессе жизни не только изнашивается, но самовосстанавли вается и саморегулируется.

К описанной выше близка теория растраты жизненной энергии. В соответствии с энергетическим правилом М. Рубнера, энергетический фонд человека предопределен генетически, и в течение жизни он только тратится. Если полностью следовать этой теории, то можно считать, что чем ниже двигательная активность

именьше траты энергии, тем медленнее наступает старение

ипродолжительнее жизнь.

Коллоидно химическая теория старения постулирует поло жение о том, что клетки и ткани имеют коллоидную структуру, которая в процессе жизни разрушается, образуя вредные хими

549