Социально-биологические основы адаптации организма человека к физической и умственной деятельности, факторам среды обитания (110
..pdfЕдинственный способ избавиться от такой усталости – доставить в организм углеводы в любом виде.
Вопрос 57. Какую роль играют жиры в организме? Жиры являются важной составной частью пищи, необходимой для нормального протекания обменных процессов. Различают жиры животного и растительного происхождения. Жиры состоят из глицерина и жирных кислот. Жиры с низкой температурой плавления (растительные) содержат ненасыщенные жирные кислоты. Они полнее и быстрее перевариваются в кишечнике. Жиры с высокой температурой плавления (животные) усваиваются хуже. Они содержат насыщенные жирные кислоты. Ненасыщенные жирные кислоты очень важны для организма человека. Считают, что ненасыщенные жирные кислоты способствуют выведению холестерина.
В организме человека ненасыщенные жирные кислоты не синтезируются, и поскольку они являются незаменимыми веществами, их нужно обязательно включать в пищевой рацион. Среди животных жиров наиболее ценными являются жиры, находящиеся в молочных продуктах. Жиры обладают высокой калорийностью, превосходящей больше чем в два раза калорийность углеводов. При сгорании в организме одного грамма жиров высвобождается 39 кДж. Из всего количества калорийных продуктов, содержащих энергию, жиры должны составлять не более 35 %.
Жир, поступившей с пищей, частично окисляется с выделением энергии и образованием углекислоты и воды, частично откладывается в депо.
Специальными исследованиями установлено, что диета, содержащая жир, но бедная сахаром, не усиливает образование и отложение жира и, наоборот, диета, богатая сахаром, активирует эти процессы.
Вопрос 58. Какое количество жиров в сутки должен получать че-
ловек умственного труда? Общее количество жиров для здоровых людей, имеющих нормальную массу тела и занятых умственным или легким физическим трудом, не должно превышать 80 г в сутки. В настоящее время принято считать, что животные жиры должны составлять 60–70 %, а растительные – 30–40 %. Жиры необходимы для нормального усвоения кальция, магния и жирорастворимых витаминов (А, Е, Д и др.). В покое и при легкой работе половина энергии обеспечивается за счет жиров, а половина – за счет углеводов. Во время выполнения предельно тяжелой работы углеводы – единственный источник энергии.
Вопрос 59. Как создать в организме запас углеводов? За день до на-
чала напряженного спортивного соревнования рекомендуется: «заряжаться» углеводами, т.е. употреблять нормальную разнообразную пищу с большим содержанием углеводов; избегать тяжелой мышечной работы, чтобы не исчерпать запасы депо.
21
В день соревнований рекомендуется принимать не позднее, чем за 2–3 часа до старта только легкую пищу, чтобы она могла усвоиться до начала выступлений, если соревнования или выступления длятся не более часа.
При подготовке к продолжительным, трудным соревнованиям, прежде чем приступить к приведенному выше «заряжению» углеводами, опустошают запасы гликогена в мышцах путем напряженной тренировки.
Если хотят максимально накопить гликоген в мышцах, готовятся целую неделю: после длительной, напряженной тренировки рекомендуется трехдневная диета, лишенная углеводов (только жиры и белки), затем еще три дня отводятся на углеводную диету, после чего рекомендуется отдых накануне соревнований.
Если соревнования длятся более часа, рекомендуется дополнительный прием углеводов, которые легко усваиваются организмом, например, 2,5–10 % раствор глюкозы. Более высокая концентрация углеводов предусматривается в холодную погоду (зимнее время). Не меньше чем один раз в течение 30 мин принимают 100–200 граммов этого питательного раствора, а затем прополаскивают рот небольшим количеством обычной воды, чтобы уменьшить образование слюны. Спортсмены плохо переносят сладкую воду. Поэтому важно, чтобы они начинали пить ее уже на тренировке перед соревнованиями.
Вопрос 60. Функции мозга при адаптации организма к внешней среде и мышечной работе. Важнейшими функциями мозга являются регуляция деятельности внутренних органов, координация всех физиологических и биохимических процессов, протекающих в нашем теле, и адаптация организма к внешней среде. Нервные механизмы обеспечивают согласование вегетативных реакций (сердечной деятельности, дыхания, пищеварения) с двигательными реакциями, т.е. с поведением во внешней среде, причем мозг не только регулирует и координирует все стороны деятельности организма в данный момент, но и «руководит» подготовкой вегетативных функций к предстоящей мышечной работе. Если спокойно сидящий человек намеревается сделать какое-либо движение (например, встать со скамьи, взять мяч и ударить его), то еще до начала двигательного акта независимо от воли и сознания в организме происходят определенные сдвиги, обусловленные нервными импульсами. При этом кровеносные сосуды, питающие нужные мышцы, расширяются, сосуды внутренних органов суживаются, поэтому приток крови к мышцам значительно увеличивается, работа сердца усиливается; гликоген, отложенный в печени «про запас», превращается в глюкозу, которая переходит в кровь и в мышцы. Все это подготавливает организм к выполнению предстоящей физической нагрузки.
Таким образом, одно только намерение вызывает рефлекторное изменение многих вегетативных процессов, обеспечивающих возможность необходимой в данный момент деятельности.
22
Для осуществления надежной и качественной регуляции различных функций нервная система должна быть информирована о том, что происходит в самом организме и за его пределами в каждый момент времени. Такую информацию организм получает с помощью специальных нервных окончаний – рецепторов, посредников между внешней средой и мозгом.
Вопрос 61. Особенности функционирования центральной нервной системы. При управлении движениями центральная нервная система осуществляет очень сложную деятельность. Это связано с тем, что в выполнении спортивных динамических движений и поддержании определенных поз тела принимают участие не одна, а десятки различных мышц. Состав работающих мышц и число сокращающихся в них двигательных единиц могут непрерывно варьировать не только при переходе от одной фазы двигательного акта к другой, но и в пределах одной и той же фазы. Кроме того, как состав участвующих в данном движении мышц, так и число вовлеченных в работу двигательных единиц меняется при изменении скорости движения, степени развиваемого усилия, утомления и ряда других факторов.
Фонд различных двигательных навыков в организме состоит, с одной стороны, из врожденных движений, с другой – из двигательных актов, складывающихся в результате специального обучения на протяжении индивидуальной жизни.
Человек рождается с ограниченным по числу и сложности фондом готовых проявлений двигательной деятельности (сосание, глотание, мигание, сгибание и разгибание конечностей). Наряду с этим по наследству передается чрезвычайно важное свойство – пластичность нервной системы, обеспечивающая высокую степень тренируемости, т.е. способности путем обучения овладевать новыми формами двигательных актов, адекватных изменившимся условиям жизнедеятельности. Это обеспечивает исключительно большие возможности совершенствования техники спортивных движений.
Вопрос 62. Что такое тренируемость, какими факторами она опре-
деляется? Тренируемость – свойство живого организма повышать свои функциональные возможности под влиянием систематической тренировки. Способность повышать свои функциональные возможности передается по наследству, и у разных лиц выражена неодинаково. Наследственность также влияет на общий уровень физической активности человека. У одного и того же человека в отношении различных проявлений деятельности она также сильно варьируется. Примерно 70–80 % величины тренировочных эффектов определяются наследственными особенностями организма.
В различные периоды жизни тренируемость выражена неодинаково. Есть возрастные периоды, когда она особенно высока, и обучение, в том числе двигательным актам, происходит особенно успешно. Из практики спорта известно, что обучение сложным двигательным актам особенно эффективно в детском возрасте.
23
Вопрос 63. Рефлекторная природа двигательной деятельности.
Рефлекторная природа произвольных движений была раскрыта И.М. Сеченовым. В дальнейшем И.П. Павлов вместе со своими учениками и последователями выявили основные закономерности образования новых форм двигательных актов по механизму условных связей.
Двигательные навыки человека характеризуются тем, что в них одновременно сочетаются два вида временных связей. С одной стороны, через первую и вторую сигнальные системы устанавливаются связи между ранее индифферентными для спортсмена раздражителями и последующей деятельностью (сенсорные компоненты временной связи), а с другой – вырабатываются новые ответные двигательные реакции (оперантные компоненты временных связей) с соответствующим протеканием не только двигательных, но и вегетативных функций.
При образовании спортивных и других двигательных навыков у человека особенно большое значение имеют временные связи высших порядков, формирующиеся при воздействиях не только через первую, но и через вторую сигнальную систему (обучение различным навыкам всегда осуществляется путем не только показа, но и словесного объяснения). Формирование двигательного навыка сопровождается образованием временных связей, способствующих более эффективному обеспечению движений функциями вегетативных органов, особенно при длительных упражнениях циклического характера. Моторные и вегетативные компоненты двигательного навыка формируются не одновременно. В навыках с относительно простыми движениями (бег, ходьба на лыжах) раньше формируются двигательные компоненты, в навыках же со сложными движениями (гимнастика, борьба, спортивные игры) – вегетативные компоненты.
Вопрос 64. Какое значение для формирования сложных движений имеют ранее выработанные координации? При обучении технике спор-
тивных движений формирование двигательных навыков всегда происходит на базе ранее выработанной координации. Например, навык стояния формируется у ребенка на базе навыка сидения, при котором приобретается способность удерживать в вертикальном положении голову и туловище, навык ходьбы – на базе навыка стояния. При формировании спортивных движений, например, в гимнастике, фигурном катании на коньках и других видах спорта, многие компоненты физического упражнения также не являются полностью новыми, а представляют собой элементы ранее приобретенных навыков. При обучении спортивным упражнениям важно сразу же формировать правильные движения, так как переделка прочно закрепленных неполноценных двигательных актов может потребовать весьма длительного времени и большого труда.
Вопрос 65. Динамический стереотип и экстраполяция в спортивно-
двигательных навыках. Двигательный навык представляет собой не эле-
24
ментарный, а комплексный двигательный акт, состоящий из нескольких элементов (фаз), связанных в единый двигательный акт. В процессе его формирования отдельные фазы движения, представляющие собой как бы различно протекающие компоненты двигательного акта, складываются в своеобразную цепь реакций, осуществляющихся в виде определенного динамического стереотипа.
Динамический стереотип в физических упражнениях относится только к последовательности осуществления фаз движения. Так, при беге, ходьбе, плавании и т.д. только последовательность этих фаз остается одной и той же, а временные отношения между ними, обусловленные длиной и частотой шагов, постоянно варьируют. Внутренняя же структура движения, т.е. состав участвующих в двигательном акте мышц и количество сокращающихся двигательных единиц в этих мышцах, может непрерывно меняться. Это объясняется тем, что при наличии в организме большого числа исполнительных приборов (сотни мышц и тысячи двигательных единиц в каждой из них) ЦНС имеет возможность достигать одного и того же внешнего эффекта за счет многих вариаций тонкой внутренней структуры движения.
Динамический стереотип является характерным для последовательности фаз внешней структуры только тех навыков, в которых эта последовательность может протекать по определенному стандарту (циклические движения). Существуют и другие виды навыков, в которых необходимо в связи с частыми изменениями ситуации реагировать каждый раз новым движением (ациклические упражнения). К таким навыкам относятся навыки в единоборствах и спортивных играх. В ациклических упражнениях динамический стереотип в виде стабильной целостной системы смены фаз движений, как правило, не образуется.
Вопрос 66. Каким способом организм решает вновь возникающие двигательные задачи? Двигательная деятельность человека характеризуется большой вариабельностью. Значительная часть моторных актов новой структуры благодаря высокой пластичности ЦНС осуществляется путем экстраполяции. Она обеспечивает так называемый перенос навыков и возможность сразу же осуществлять новые движения.
Экстраполяция – это способность нервной системы на основании имеющегося опыта адекватно решать вновь возникающие двигательные задачи. Увеличение запаса освоенных движений содействует значительному повышению возможностей человека без специального обучения правильно решать новые двигательные задачи, подобные тем, что решались раньше. Экстраполяция широко осуществляется при выполнении не только совершенно новых, но и привычных двигательных актов. Например, при ходьбе человек использует огромное количество различных вариантов комбинаций деятельности мышц, необходимых каждый раз для адекватного приспособления к конкретным условиям. Любой наклон тела или поворот головы, из-
25
менение высоты или длины шага, увеличение или снижение веса переносимого груза всегда сопровождаются изменениями программы выполнения двигательного акта. Обучить человека неограниченному числу встречающихся в жизни вариантов движения, например, ходьбы практически невозможно. Только благодаря экстраполяции ЦНС способна осуществлять организацию движения в различных условиях. Однако диапазон экстраполяции всегда ограничен. Навыки футболиста не могут быть использованы путем экстраполяции борцом или боксером.
Вопрос 67. Устойчивость навыка и длительность его сохранения.
Двигательные навыки, как и другие проявления временных связей, недостаточно стабильные в начале образования, в дальнейшем становятся все более и более стойкими. После прекращения систематической тренировки навык начинает утрачиваться. Наиболее сложные двигательные компоненты могут ухудшаться даже при перерывах в несколько дней. Еще больше они страдают при длительных перерывах (недели, месяцы). Поэтому для достижения высоких результатов тренировка должна проводиться систематически без длительных перерывов.
Несложные компоненты навыка могут сохраняться годами и десятилетиями. Например, человек, научившийся плавать, кататься на коньках или ездить на велосипеде, сохраняет эти навыки даже после весьма больших перерывов.
Вопрос 68. Какие отделы можно выделить в вегетативной нервной системе? Вегетативную нервную систему условно разделяют на симпатическую и парасимпатическую системы. Симпатическая нервная система мобилизует ресурсы организма при различных ситуациях, требующих быстрой ответной реакции. Парасимпатическая нервная система активируется в условиях покоя, расслабления, комфортного состояния.
Вопрос 69. Функции симпатической нервной системы. При актива-
ции симпатической нервной системы тормозится несущественная для данного момента деятельность пищеварительных органов (уменьшается кровоснабжение, секреция, моторика желудка и кишечника) и активируются реакции нападения и зашиты. В крови увеличивается содержание адреналина и глюкозы, благодаря чему улучшается питание мышцы сердца, мозга и скелетной мускулатуры (адреналин расширяет кровеносные сосуды этих органов, к ним поступает больше крови, богатой глюкозой). В это же время усиливается деятельность сердца, повышается артериальное давление. Особенностью реакций симпатического отдела вегетативной нервной системы являются опережающее развитие и избыточность в мобилизации количества резервных сил, которые включаются при первых сигналах опасности.
Вопрос 70. Функции парасимпатической нервной системы. Пара-
симпатическая нервная система активируется в условиях покоя, расслабления. В это время усиливаются движения желудка и кишечника, выделение
26
пищеварительных соков, сердце работает в более редком ритме, увеличивается период отдыха сердечной мышцы, улучшается ее кровоснабжение, расширяются сосуды внутренних органов, благодаря чему приток крови к ним увеличивается, артериальное давление крови понижается. В нормальных условиях у здорового человека симпатический и парасимпатический отделы находятся в состоянии сбалансированного динамического равновесия, которое характеризуется небольшим преобладанием симпатических влияний. Поэтому симпатическая реакция на эмоциональную конфликтную ситуацию считается физиологической нормой.
Вопрос 71. Общие принципы гуморальной регуляции в организме.
Основой гуморальной регуляции в организме является эндокринная система. Биологическая роль эндокринной системы тесно связана с ролью нервной системы, эти две системы совместно координируют функцию других органов и систем. Эндокринная система осуществляет свое влияние посредством гормонов. Химически гормоны представляют собой разнородную группу веществ, включающие стероиды, производные аминокислот, пептиды и белки. Их общей особенностью является то, что они вырабатываются в специализированных органах – эндокринных железах (железах без выводных протоков). Кроме того, гормоны могут вырабатываться в в островковых клетках поджелудочной железы, в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки и в гипоталамусе. Они переносятся кровью к органам и оказывают на них специфическое действие, которое не способны воспроизвести другие вещества. Другой особенностью является то, что эндокринные железы и клеточные группы заняты исключительно синтезом и секрецией своих гормонов. Все гормоны оказывают действие только на сложные клеточные структуры (клеточные мембраны, ферментные системы и др.).
В настоящее время известно более 50 различных биологически активных веществ, образующихся в железах внутренней секреции, которые влияют на обмен веществ. Гормоны выполняют три важнейшие функции:
а) делают возможным и обеспечивают физическое, половое и умственное развитие;
д) обеспечивают физиологическую адаптацию за счет регуляции активности органов и систем в соответствии с потребностью в ней организма; в) обеспечивают поддержание некоторых физиологических показате-
лей на постоянном уровне.
Железы внутренней секреции принимают активное участие в регулировании роста организма, его физического развития, обменных процессов.
Вопрос 72. Акклиматизация организма и ее продолжительность.
При изменении условий среды в той или иной степени меняется функциональное состояние организма, а в ряде случаев – и самочувствие спортсмена. В различных условиях внешней среды в зависимости от особенно-
27
стей метеорологических и климатических условий, высоты над уровнем моря, временного пояса и пр. наряду с изменением самочувствия спортсмена изменяется и спортивная работоспособность.
Процесс приспособления организма к различным условиям внешней среды носит название акклиматизации. Продолжительность акклиматизации обусловлена: во-первых, особенностями среды (сила действия нового раздражителя, повторность воздействия, комбинация различных факторов среды и пр.); во-вторых индивидуальными особенностями спортсмена (возраст, состояние здоровья, уровень функциональных возможностей, степень готовности к действию данного раздражителя).
Вопрос 73. Природные и социально-экологические факторы и их воздействие на жизнедеятельность. Воздействие климатических условий на организм обусловлено соотношением таких факторов, как температура, влажность, скорость движения воздуха. Изменение этих условий вызывает ряд сдвигов в функциональном состоянии организма и работоспособности спортсмена. Спортивная деятельность в условиях пониженной температуры воздуха (холода).
Вопрос 74. Физиологические изменения происходящие в организме спортсмена при охлаждении. При охлаждении усиливается основной обмен, учащается пульс, повышается артериальное давление, снижается эластичность мышц и их способность к расслаблению, уменьшается мышечная сила, замедляется двигательная реакция. Физическая нагрузка в этих условиях сопровождается повышенным расходом энергии, более выраженным увеличением легочной вентиляции, потребления кислорода. Выносливость спортсменов при охлаждении снижается, быстрее наступает утомление, легче возникают травмы. Отсюда возникает необходимость плавной и длительной разминки, увеличения в пищевом рационе спортсмена удельного веса жиров и белков, минеральных солей, витамина С.
Длительное проживание в холодных условиях в некоторой степени повышает способность человека противостоять холоду, т.е. поддерживать необходимую температуру ядра тела при пониженной температуре среды (холодовая акклиматизация). В ее основе лежат два основных механизма: снижение потерь тепла, усиление основного обмена. У акклиматизированных к холоду людей уменьшается сужение кожных сосудов, так что температура конечностей у них более высокая, чем у неаклиматизированных.
Вопрос 75. Физиологические изменения, происходящие в организме спортсмена при перегревании. При тренировке в условиях высокой температуры воздуха (особенно в сочетании с большой влажностью) затрудняется теплоотдача, увеличиваются гемодинамические сдвиги. Возрастает периферическое сопротивление, что предъявляет повышенные требования к сердцу и способствует возникновению перегрузки. Снижается основной обмен и использование тканями кислорода. Выраженные со-
28
судистые изменения, обеспечивающие терморегуляцию (расширение сосудов, открытие новых капилляров в коже), тесно связаны с основным обменом веществ и гемодинамикой. После физических нагрузок пульс учащается больше, повышается максимальное давление и снижается минимальное. Минутный объем крови повышен, масса циркулирующей крови больше, увеличиваются размеры сердца. Латентный период двигательной реакции удлинен, мышечная сила и физическая работоспособность снижена. В ответ на физическую нагрузку наблюдается более выраженное, чем в обычных условиях, повышение температуры тела и потоотделение.
Вопрос 76. Какие факторы определяют снижение работоспособности при повышенной температуре? При повышенной температуре и влажности воздуха снижение спортивной работоспособности определяют три основных фактора: перегревание тела, быстрая дегидратация, снижение кислородтранспортных возможностей сердечно-сосудистой системы. Конечным фактором, ограничивающим работу на жаре, является температура внутренних областей тела. Поэтому в таких условиях возникает угроза перегрева организма и развитие теплового удара.
Вопрос 77. Утомление при физической и умственной работе: компенсированное, некомпенсированное, острое, хроническое. Процесс утомления – это совокупность изменений, происходящих в различных органах, системах и организме в целом в период выполнения физической работы и приводящих, в конце концов, к невозможности ее продолжения. Состояние утомления характеризуется вызванным работой временным снижением работоспособности, которое проявляется в субъективном ощущении усталости. В состоянии утомления человек не способен поддерживать требуемый уровень интенсивности, качества работы и вынужден отказаться от ее продолжения.
При выполнении различных упражнений причины утомления неодинаковы. Рассмотрение основных причин утомления связано с двумя основными понятиями. Первое понятие – локализация утомления, т.е. выделение той ведущей системы (или систем), функциональные изменения в которой и определяют наступление состояния утомления. Второе понятие – механизмы утомления, т.е. те конкретные изменения в деятельности ведущих функциональных систем, которые обусловливают развитие утомления.
По локализации утомления можно рассматривать три основные группы систем, обеспечивающих выполнение любого упражнения:
–регулирующие системы – центральная нервная, вегетативная нервная
игормонально-гуморальная;
–система вегетативного обеспечения мышечной деятельности – системы дыхания, крови, кровообращения;
–исполнительная система – двигательный (периферический нервномышечный) аппарат.
29
При выполнении любого упражнения происходят функциональные изменения в состоянии нервных центров, управляющих мышечной деятельностью и регулирующих ее вегетативное обеспечение. При этом наиболее «чувствительными» к утомлению являются корковые нервные центры.
Вопрос 78. Механизмы утомления. Механизмы центрально-нервного утомления остаются еще во многом невыясненными. Согласно теории И. П. Павлова, утомление нервных клеток есть проявление запредельного, охранительного торможения, возникающего вследствие их интенсивной (продолжительной) активности. Предполагается, в частности, что такое торможение возникает во время работы в результате интенсивной проприоцептивной импульсации от рецепторов работающих мышц, суставов, связок и капсул движущихся частей тела, достигающей всех уровней центральной нервной системы, вплоть до коры головного мозга.
Утомление может быть связано с изменениями в деятельности вегетативной нервной системы и желез внутренней секреции. Роль последних особенно велика при длительных упражнениях.
Причиной развития утомления могут служить многие изменения в деятельности систем вегетативного обеспечения, прежде всего дыхательной и сердечно-сосудистой. Главное следствие таких изменений – снижение кислородтранспортных возможностей организма работающего человека.
Утомление может быть связано с изменениями в самом исполнительном аппарате – в работающих мышцах. При этом мышечное (периферическое) утомление является результатом изменений, возникающих либо в самом сократительном аппарате мышечных волокон, либо в нервномышечных синапсах, либо в системе электромеханической связи мышечных волокон. При любой из этих локализаций мышечное утомление проявляется в снижении сократительной способности мышц.
В настоящее время рассматривается три основных механизма мышечного утомления: истощение энергетических ресурсов, засорение или отравление накапливающимися продуктами распада энергетических веществ, задушение в результате недостаточного поступления кислорода.
30