Физическая культура оптимальная двигательная активность. Учебно-методическое пособие

тельно-развивающий характер. Максимальные границы должны предостерегать от чрезмерно высокого уровня физических нагрузок, который может привести к переутомлению, перетренировке, резкому снижению уровня работоспособности в учебной деятельности, т.е. режим индивидуально адаптированный к максимальным возможностям студентов.

Ученые подчеркивают, что не всякие физические упражнения полезны и положительный эффект физических упражнений может быть сведен на «нет» при их неправильном выполнении. Неадекватные нагрузки, превышающие функциональные возможности организма, нередко приводят к отрицательным последствиям, а в ряде случаев – и к необратимым изменениям. Это происходит при незнании или игнорировании основных принципов использования двигательной активности. Внезапная смерть вследствие занятий спортом, как медицинская проблема, существует по крайней мере 2500 лет. В афинской «газете» в 490 г. до н. э. было опубликовано следующее сообщение: «Трагедия в марафоне. Молодой солдат-афинянин по имени Фиддипид умер после забега на длинные дистанции. Сенат отдал распоряжение провести расследование, выяснить причины смерти и определить виновных».

И тем не менее риск, связанный с занятиями физическими упражнениями, гораздо меньше по сравнению с тем риском, который влечет за собой малоподвижный образ жизни. Посещение врача является благоразумным в случаях любых сомнений относительно своего здоровья, но более целесообразным будет тщательное медицинское обследование в случае, если человек намерен вести сидячий образ жизни. Это просто необходимо, чтобы выяснить, имеет ли он для этого достаточно хорошее здоровье!

Многие студенты пытаются полностью оградить себя от физических нагрузок, думая, что чем меньше они подвергаются физическим нагрузкам, тем здоровее становятся. Они всеми путями пытаются добыть справки об освобождении и при этом находят поддержку у родителей и, что самое ужасное, у врачей. Однако постоянное нерв- но-психическое перенапряжение и хроническое умственное переутомление без физической разрядки вызывают тяжелые функциональные расстройства в организме, снижение работоспособности и наступление преждевременной старости. Установлено, что регулярные физические упражнения уменьшают в кровотоке количество холестерина, способствующего развитию атеросклероза. Одновременно

11

происходит активизация антисвертывающей системы, препятствующей образованию тромбов в сосудах. За счет умеренного увеличения общего содержания в крови ионов калия и уменьшения ионов натрия нормализуется сократительная функция миокарда. Надпочечники выделяют в кровь «гормон хорошего настроения».

Если студент целенаправленно и систематически не занимается самостоятельно физической культурой, то это значит, что все отрицательные последствия гиподинамии, касающиеся растущего и развивающегося организма, непременно скажутся на его физическом, умственном и половом созревании и на здоровье в целом. Избежать этого можно, лишь включив в свой образ жизни оптимальный режим двигательной активности, который является ведущим врожденным фактором физического и психического развития человека, а следовательно, и его здоровья.

2.3. Взаимосвязь мышечной активности и умственной деятельности

Для нормальной деятельности мозга нужно, чтобы к нему поступали импульсы от различных систем организма, массу которого почти наполовину составляют мышцы. Работа мышц создает громадное число нервных импульсов, обогащающих мозг потоком воздействий, поддерживающих его в рабочем состоянии. При выполнении человеком умственной работы усиливается электрическая активность мышц, отражающая напряжение скелетной мускулатуры. Чем выше умственная нагрузка и сильнее умственное утомление, тем более выражено мышечное напряжение. Связь движений с умственной деятельностью характеризуется следующими закономерностями.

Во время напряженной умственной работы у людей наблюдается сосредоточенное выражение лица, сжатые губы и это тем заметнее, чем сильнее эмоции и сложнее задача, которую приходится решать. При попытках усвоить какой-либо заданный материал у человека бессознательно сокращаются и напрягаются мышцы, сгибающие и выпрямляющие коленные суставы.

Происходит это потому, что импульсы, идущие от напряженных мышц в центральной нервной системе, стимулируют деятельность головного мозга, помогают ему поддерживать нужный тонус. Умственная деятельность чаще всего сопровождается напряжением мышц шеи и плечевого пояса, а также мышц лица и речевого аппарата, поскольку их активность тесно связана с нервными центрами, управ-

12

ляющими вниманием, эмоциями, речью. Если человек быстро и долго пишет, напряжение постепенно перемещается от пальцев к мышцам плеча и плечевого пояса. Этим нервная система стремится активизировать кору головного мозга и поддержать работоспособность. Продолжительная работа вызывает привыкание к этим раздражениям, начинается процесс торможения, работоспособность снижается, поскольку кора головного мозга больше не в состоянии справиться с нервным возбуждением, и оно распространяется по всей мускулатуре. Погасить его, освободить мышцы от излишнего напряжения можно с помощью активных движений, физических упражнений.

Если напряжение различных мышечных групп ритмически чередуется с их последующим расслаблением, то работоспособность головного мозга может поддерживаться долгое время на высоком уровне. Такой режим движений характерен для ходьбы, медленного бега, передвижения на лыжах, коньках и др. Для успешной умственной работы нужен не только тренированный мозг, но и тренированное тело, мышцы, помогающие нервной системе справляться с интеллектуальными нагрузками.

Устойчивость и активность памяти, внимания, восприятия и переработки информации прямо пропорциональны уровню физической подготовленности. Различные психические функции во многом зависят от определенных физических качеств – силы, быстроты, выносливости. Следовательно, должным образом организованная двигательная активность и оптимальные физические нагрузки до, в процессе и после окончания умственного труда способны непосредственно влиять на сохранение и повышение умственной работоспособности.

2.4. Энергетическое правило скелетных мышц

Врожденное стремление человека и любого живого существа – есть как можно больше, затрачивая при этом как можно меньше энергии, является вполне законным. Естественно, такое стремление есть и у нас – и до самого последнего времени, кстати, это нам совсем не мешало, а наоборот, помогало, поскольку и предкам человека, и самим людям всего лишь каких-нибудь 100 лет назад приходилось совершать довольно много физической работы, а калорийная пища была малодоступной. Сейчас в развитых странах ситуация стала противоположной, но изменения в наших предпочтениях про-

13

изойти еще не успели: мы все так же стремимся двигаться поменьше, а кушать при этом больше и вкуснее.

Недостаток движений приводит к ослаблению организма. Зачем ему содержать (тратить) дополнительные ресурсы на хорошо тренированную кровеносную, дыхательную, опорно-двигательную систему, когда они используются только на треть, а то и меньше? Правильно, незачем. С точки зрения эффективного использования ресурсов организма человеку, не занимающемуся физкультурой, совершенно не нужна сердечнососудистая система, способная переносить повышенные нагрузки. Но вот наступает «день икс», когда человеку со слабой дыхательной системой, сердцем и скелетом (но зато с избыточным весом) надо догнать уходящий автобус. Или спасти ребенка, у которого ногу свело в воде. Или он выигрывает в лотерею 100 миллионов рублей. Это ж стресс какой! И слабая сердечнососудистая система не выдерживает: происходит инфаркт, инсульт, гипертонический криз. На «сердечные» причины в России приходится около 50 % всех смертей. Если вы не хотите попасть в эти проценты – держите свое сердце в норме, т.е. занимайтесь физкультурой.

Безжалостная статистика утверждает, что к 43 годам каждый житель планеты уже имеет не менее трех болезней. Для реабилитации и поддержания здоровья в этом случае уже используется длительное курортное лечение, применение медикаментов, иногда хирургическое вмешательство. Мы держимся в этот период благодаря замечательнейшим свойствам нашего организма компенсировать недостатки одних систем с помощью других. Это позволяет нам в годы наивысшего расцвета духовных сил, достижения совершенства в профессиональных навыках легко преодолевать эти недомогания. Правда, такая компенсация обеспечивает нормальную работу организма лишь в течение 5–7 лет. Если вовремя не сменить образ жизни на более рациональный, то борьба с болезнями к 65–75 годам будет проиграна.

Каждый думает, что именно он является исключением из статистических данных, считая, что условия его жизни лучше, чем у среднестатистического человека, что его родители были долгожителями, а следовательно, и он обязательно будет долгожителем. Многие тут же ссылаются на английского премьера Черчилля, который, как говорят, пил, курил, был очень тучным, а тем не менее, прожил больше 90 лет. Ссылаются также и на то, что видели много абсолютно здоровых на вид людей, непьющих, некурящих и внезапно умиравших

14

задолго до статистического срока. Частные примеры позволяют лишь надеяться на лучшее или предсказать худшее, но, как известно, исключения только подтверждают правило.

Еще в прошлом столетии было сформулировано так называемое правило поверхности тела, которое, казалось бы, противоречит идее физической культуры. Суть этого правила заключается в том, что любому теплокровному организму на его жизненный цикл отпускается строго определенная норма жизненной энергии. Отсюда и широко известный в биологии факт, что чем меньше физические размеры животного, тем короче во времени его жизненный путь. Обусловлено это тем, что отношение поверхности тела к его массе у мелких животных больше, чем у крупных.

Представьте себе куб со стороной а, тогда объем куба будет равен а3, площадь одной стороны – а2, соответственно, площадь шести сторон (т.е. площадь поверхности куба) – 6а2.

С увеличением размеров поверхности (1, 2, 3) площадь поверхности растет медленнее, чем объем: от 6 к 24 – увеличение в 4 раза, а объем – от 1 к 8 – в 8 раз (табл. 2.1).

Количество тепла, вырабатываемого организмом, зависит от числа клеток, т.е. от объема. Отдача тепла в окружающую среду происходит через поверхность тела. Следовательно, с увеличением размеров тела теплопродукция (кубическая функция) растет быстрее, чем теплоотдача (квадратичная функция). Поэтому у крупных животных существует опасность перегрева (и наоборот, мелкие звери все время рискуют переохладиться). Слон со своим большим размером имеет, совершенно ясно, очень большую поверхность. Но относительно объема его поверхность очень маленькая. Для того чтобы избавляться от лишнего тепла, слон использует огромные уши. Нужны они совсем не для хорошего слуха (хороший слух, например, у хищни-

15

ков – у них уши небольшие), а для увеличения поверхности тела, через которую происходит теплоотдача.

Теплоотдача с единицы поверхности тела у мелких животных выше, поэтому, чтобы избежать переохлаждения, им приходится поддерживать высокий уровень обмена веществ. Естественно, что и активность физиологических функций у них оказывается более высокой, чем у крупных животных. Действительно, и температура тела, и потребление кислорода на единицу массы тела, и частота сердечных сокращений у мелких животных выше (например, у полевой мыши пульс превышает 200 уд/мин, у собаки составляет 80–90, а у слона – всего лишь около 40). Но это означает, согласно правилу поверхности, что отпущенную ему долю жизненной энергии мелкое животное использует быстрее, поэтому оно и живет меньше.

Однако известно и то обстоятельство, что продолжительность жизни имеющих примерно одинаковые размеры и массу животных, но отличающихся различной степенью двигательной активности, заметно отличается. Так, заяц живет в 2–2,5 раза дольше, чем кролик, волк – в 1,5–2 раза дольше домашней собаки, а дикие туры – дольше, чем коровы, и т.д.

Это дало основание сформулировать «Энергетическое правило скелетных мышц». Оно заключается в том, что в результате выполненной работы энергетический потенциал организма не только не снижается, но и возрастает. Именно двигательная активность определяет энергетический фонд организма в развитии (жизненную энергию). Вследствие правильно подобранных физических упражнений количество «жизненной энергии» нарастает вплоть до взрослого детородного возраста. Объяснение такому положению заключается в том, что физически тренированный организм работает более экономично, и в каждый данный период времени на поддержание своей жизнедеятельности тратит меньше энергии, чем нетренированный.

Для хорошо тренированных спортсменов в состоянии покоя характерен замедленный пульс и ритм дыхания. Наряду с этим обычно у спортсменов отмечают тенденцию к снижению максимального артериального давления до 100 мм рт. ст. (1 мм рт. ст. = 133,3 Па) и ниже, что соответствует нижней границе функциональных показателей здорового организма. Минимальное артериальное давление не меняется или незначительно понижается. Пульсовое давление в состоянии покоя у тренированных (по сравнению с нетренированными) всегда несколько повышено. Таким образом, несмотря на редкий

16

пульс, минутный объем сердца не уменьшается. Подобное состояние отражает экономную работу органов кровообращения и дыхания, которые с меньшей затратой энергии обеспечивают потребность в кровообращении. Дыхательные мышцы тренированного организма больше находятся в состоянии расслабления и потребляют меньше энергии.

17

3. КЛАССИФИКАЦИЯ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ

Из существующих в настоящее время классификаций для практики массовых занятий и самосовершенствования наибольшее значение имеют классификации, осуществленные по следующим признакам: 1) по зонам относительной мощности выполняемой работы (или по физиологической нагрузки); 2) виду работы мышц.

1.По зонам относительной мощности выполняемой работы бывают упражнения:

•максимальной мощности;

•субмаксимальной мощности;

•большой мощности;

•умеренной мощности.

Зона максимальной мощности работы ограничивается по време-

ни 20…30 с. В этой зоне находится сравнительно небольшая группа упражнений циклического характера – спринтерские дистанции в легкой атлетике, плавании, велогонках. Максимальная мощность развивается за счет максимальной скорости передвижения.

Длительность работы, например в беге на 100 м, меньше времени кругооборота крови. Это свидетельствует о невозможности достаточного обеспечения кислородом работающих мышц и уже первые их сокращения сопровождаются образованием в них молочной кислоты. В связи с малым временем работы функциональные сдвиги в организме невелики, причем некоторые из них увеличиваются после финиша.

Работа максимальной мощности вызывает незначительные изменения в составе крови и мочи. Наблюдается кратковременное повышение в крови содержания молочной кислоты, частота сердечных сокращений после финиша доходит до 150…170 уд/мин и более, артериальное давление повышается до 150…180 мм рт. ст. Дыхание при работе максимальной мощности увеличивается незначительно, но существенно возрастает после завершения нагрузки в результате большой кислородной задолженности. Так, легочная вентиляция после финиша может возрастать до 40 л/мин и более.

Кислородный запрос достигает предельных величин, доходя до 40 л. Однако это не абсолютная его величина, а рассчитанная на минуту, т.е. на время, превышающее возможность организма выполнять работу этой мощности. По окончании работы, в связи с возникшей

18

большой кислородной задолженностью, функции сердечнососудистой и дыхательной систем некоторое время остаются усиленными. Например, газообмен после пробегания спринтерских дистанций приходит к норме спустя 30…40 мин. За это время завершается в основном восстановление многих других функций и процессов.

Взоне работы субмаксимальной мощности происходит снижение максимальной скорости передвижения. Работа в этой зоне мощности характеризуется близким к предельному уровню интенсивности, который может поддерживаться в пределах от 20…30 с до 3…5 мин. Такая интенсивность характерна для бега на средние дистанции в легкой атлетике – 800, 1000 и 1500 м; 500…3000 м – в конькобежном спорте, 100…400 м – в плавании. Полное восстановление после работы субмаксимальной мощности происходит в течение 2…3 ч.

Вотличие от работы максимальной мощности, при этой, более длительной нагрузке, происходит резкое усиление кровообращения и дыхания. Это обеспечивает доставку к мышцам значительного количества кислорода в момент выполнения физической работы. Потребление кислорода достигает к концу 3…5 мин работы предельных или близких к ним величин (5…6 л/мин). Минутный объем крови возрастает до 25…30 л. Однако, несмотря на это, кислородный запрос в этой зоне мощности оказывается намного больше фактического потребления кислорода. Он доходит до 25…26 л/мин. Следовательно, абсолютная величина кислородного долга достигает 20 л и более, т.е. максимально возможных значений. Эти цифры свидетельствуют, что при работе субмаксимальной мощности в организме, хотя и в меньшей степени, чем при спринтерских дистанциях, анаэробные процессы в освобождение энергии преобладают над аэробными. В мышцах,

вкрови накапливается большое количество молочной кислоты, что вызывает резкий сдвиг рН крови в кислую сторону (до 7,0…6,9). К резким сдвигам кислотно-щелочного равновесия в крови присоединяется повышение в ней осмотического давления, в результате перехода воды из плазмы в мышцы и потери ее при отделении. Все это создает во время работы неблагоприятные условия для деятельности центральной нервной системы и мышц, вызывая снижение их работоспособности.

Характерным для этой зоны мощности является то, что некоторые функциональные сдвиги нарастают на протяжении всего периода работы, достигая предельных величин (содержание молочной кислоты в крови, снижение щелочного резерва крови, кислородная задол-

19

женность и др.). Частота сердечных сокращений достигает 190…220 мм рт. ст., легочная вентиляция возрастает до 140…160 л/мин. После работы субмаксимальной мощности функциональные сдвиги в организме ликвидируются в течение 2…3 ч. Быстрее восстанавливается артериальное давление. Частота сердечных сокращений и показатели газообмена нормализуются позже.

После работы максимальной и субмаксимальной мощности часто происходит снижение ударного объема сердца (количества крови, выталкиваемой сердцем за одно сокращение). Это является следствием выключения «мышечного насоса» после прекращения работы мышц и резкого уменьшения венозного притока крови к сердцу. Крайне нежелательным результатом всего этого может быть так называемый гравитационный шок, возникающий в результате того, что кровь задерживается в расширенном кровяном русле нижних конечностей, поэтому ухудшается снабжение кровью верхней половины туловища, особенно головного мозга, и потеря сознания. Вот почему после таких упражнений нельзя сразу резко останавливаться, садиться и т.п.

Упражнения, относящиеся к зоне большой мощности, характеризуются довольно высоким темпом работы, поддерживаемым в течение относительно длительного времени – 30…40 мин. В этих временных рамках выполняется бег на 3…5 км, плавание на 400…1500 м, лыжные гонки на 5…10 км. Частота сердечных сокращений после врабатывания составляет 170…190 уд/мин, минутный объем крови находится в пределах 30…35 л, легочная вентиляция устанавливается на уровне 140…180 л/мин. Таким образом, сердечнососудистая и дыхательная системы работают на пределе (или почти на пределе) своих возможностей. Однако мощность работы в этой зоне несколько превышает уровень аэробного энергообеспечения. И хотя потребление кислорода может увеличиваться при выполнение данной работы до 5…6 л/мин, все же кислородный долг превышает эти цифры, вследствие чего происходит постепенное его нарастание, особенно ощутимое к концу дистанции. Стабилизация показателей сердечнососудистой и дыхательной систем при сравнительно небольшой кислородной задолженности (10…15 % от кислородного запроса) обозначается как кажущееся (ложное) устойчивое состояние. В связи с увеличением удельного веса аэробных процессов во время работы большой мощности, в крови спортсменов наблюдается несколько меньшие изменения, чем при работе субмаксимальной

20