Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физиология с основами биохимии. Учебное пособие для СПО
.pdf
21
тием к концу утомительной работы охранительного торможения в коре,
что, следовательно, исключает фазу послерабочего возбуждения.
Слабая выраженность или исключение фазы послерабочего возбуждения, наблюдаемые при привычной, часто повторяемой мышечной
работе у тренированного человека, вероятно, обусловливаются тем, что у
этой группы людей происходит после работы сразу развитие фазы послерабочего торможения как переход к восстановительным процессам. В фазе
восстановления, характеризующейся измененной возбудимостью, нервные
процессы часто претерпевают волнообразное колебание. Состояние нормальной возбудимости сменяется кратковременной повышенной возбудимостью центральной нервной системы. До настоящего времени остается
еще неясным, определяет ли волнообразное течение процессов возбуждения в центральной нервной системе изменения биохимических процессов в
тканях или биохимические изменения восстановительных процессов определяют волнообразные колебания возбудимости нервных клеток. Надо полагать, что эти процессы протекают как взаимно обусловленные, хотя ритм
их изменений может быть и асинхронным.
Закономерность появления в послерабочем периоде волнообразно
колеблющейся фазы восстановительного торможения и повышенной возбудимости находит отражение не только в динамике корковых процессов,
но и, как описано выше, в динамике широкого круга функциональных
сдвигов, характерных для восстановления работоспособности человека после предшествующей нагрузки.
Восстановительный период в целом в рассматриваемых условиях
оценивается по динамике функциональных изменений от уровня, вызванного работой, до исходного дорабочего состояния различных органов и
систем. Поэтому вполне оправданно проводить оценку восстановительного
периода по времени, которое необходимо для ликвидации физиологических, биохимических и других последствий выполняемой работы.
Для ответа на вопрос о динамике изменений работоспособности человека в послерабочем восстановительном периоде используются также
методы в виде функциональных проб. Так, например, человеку, выполнявшему тяжелую работу, предлагается дополнительная нагрузка через
разные временные интервалы. После ее окончания на основании качества
ее выполнения и наблюдаемых функциональных сдвигов судят о сохранности резервов в разных фазах восстановительного периода.
В процессе многократных исследований было отмечено, что восстановление работоспособности организма в целом не всегда совпадает по
времени с динамикой восстановления отдельных соматических и вегетативных функций. При этом ряд исследователей обнаружил волнообразные
фазовые изменения работоспособности после мышечной работы (рис. 1).
22
Рис. 1. Схема процессов расхода и восстановления энергетических запасов
организма. I – работа; II – отдых:
1 – расход, 2 - восстановление, 3 - сверхвосстановление,
4 - исходный уровень, 5 - возвращение к исходному уровню
Сверхвосстановление
При определенной подготовленности через некоторое время после
работы отмечается возникновение повышенной работоспособности. Повышение работоспособности происходит через разное время после первой
работы и имеет различную продолжительность, что зависит от характера
выполняемой работы и состояния организма.
Аналогичные реакции сверхисходного восстановления функций наблюдаются не только при исследовании целостной реакции организма, но
и при оценке функциональной активности в разных функциональных и физиологических системах и внутренних органах. При этом сверхисходное
функциональное состояние бывает наиболее выражено после интенсивного функционирования системы, органа. Биохимические исследования восстановительных процессов в скелетных мышцах животных также подтверждают фазное течение послерабочего восстановления различных веществ - гликогена, фосфокреатина и белковых ферментов с наличием периода избыточного восстановления или суперкомпенсации.
Восстановление в послерабочий период имеет глубокое биологическое значение. И. П. Павлов очень ярко показал взаимосвязь активности
организма с влиянием внешней среды и состоянием внутренней среды организма. Он писал, что внешний мир вынуждает животное на разнообразную деятельность, непременно связанную с разрушением живого вещества, но он же в другой раз, когда эта деятельность по условиям момента является излишней, также повелительно обрекает животное на покой, обеспечивающий восстановление разрушенного во время деятельности животного вещества. И только таким образом всегда находящаяся в движении
физико-химическая система животного организма остается целостной, остается сама собой.
Установленная фазность колебания, время восстановительных процессов после активной деятельности органов или систем органов и наличие фазы сверхисходной работоспособности имеют большое значение для
физиолога при разработке режимов труда и отдыха.
23
Гетерохронизм восстановительных процессов
Процесс восстановления различных физиологических систем после
тяжелой мышечной и других видов работы протекает в разных системах
неодновременно. Так, было обнаружено, что процесс потребления кислорода, вентиляция легких, артериальное давление и частота пульса в период
восстановления после мышечной работы меняются с разной быстротой.
После работы средней тяжести величина потребления кислорода возвращается к исходному уровню раньше, чем снижается до нормы концентрация молочной кислоты в крови, а восстановление уровня резервной щелочности крови затягивается на более долгий срок.
В специальных наблюдениях было установлено, что после длительного бега первой возвращается к исходному параметру функция дыхания; через более длительный срок - частота пульса, а время сенсомоторной реакции возвращается к исходному значению лишь спустя сутки.
После 40-минутной схватки у борцов быстро восстанавливается ритм
дыхания, затем пульс, а мышечная сила остается длительное время (более суток) сниженной.
Процессы восстановления энергетических ресурсов в самой скелетной мышце также протекают в различное время. Так, содержание АТФ
возвращается к первоначальному уровню очень быстро, в несколько минут
или даже секунд; фосфокреатин восстанавливается несколько медленнее;
для достижения исходного уровня гликогена требуются уже десятки минут
или даже часов, а содержание белков восстанавливается еще позже. Кроме
того, скорость восстановления гликогена в разных органах тоже различна:
раньше всего его запасы пополняются в головном мозге, затем в сердце,
скелетных мышцах и с большой задержкой в печени.
Особенно выражен гетерохронизм восстановления функций после
тяжелых физических нагрузок в позднем периоде (поздним восстановительным периодом называют период, отделенный от работ не минутами
или часами, а сутками). При сопоставлении реакции сердечно-сосудистой
системы и величины основного обмена у легкоатлетов после соревнования
в ходьбе и беге на длинные дистанции было установлено, что уровень обмена в покое становится равным исходному лишь через 30-40 час., т. е.
значительно позже, чем гемодинамические показатели.
У марафонцев восстановление основного обмена до исходного
уровня наблюдалось лишь на третьи сутки после пробега. У лыжников
после ходьбы на 30-40 км величина максимального потребления кислорода восстанавливалась только через сутки и даже через двое суток, тогда
как частота дыхания и гемодинамические показатели восстанавливаются
в первые же часы.
Последующие исследования показали, что у штангистов, пловцов,
легкоатлетов после интенсивных тренировок цикл восстановительных
24
процессов может затягиваться на двое или даже трое суток, причем сначала восстанавливаются частота пульса, величина артериального давления и
жизненная емкость легких, а также биохимические показатели мочи (рН и
креатин) и крови (пировиноградная и молочная кислоты), затем - реакция
сердца на функциональную нагрузку, величина максимальной вентиляции
легких, лабильность нервно-мышечного аппарата и показатели силы. В последнюю очередь восстанавливается основной обмен. Обращает на себя
внимание тот факт, что показатели деятельности различных органов и систем после тяжелых физических нагрузок нормализуются в условиях покоя
быстрее, чем те же показатели при проведении работы в виде дополнительных функциональных нагрузок. При этом установлено, что гетерохронизм вегетативных функций (дыхания и кровообращения) оказывается более выраженным у менее тренированных людей.
Следует также отметить, что восстановление функции основного
деятельного органа и системы всегда связано с другими смежными и общими функциональными сдвигами (в центральной нервной системе, кровообращении, желудочно-кишечном тракте и др.). Гетерохронизм функциональных изменений отмечается и при восстановлении после гиподинамии и других изменений функциональной активности организма человека
и животного.
Рациональное сочетание нагрузок и отдыха (в том числе пассивного)
- необходимое условие сохранения и развития активности восстановительных процессов.
Особенно важен вопрос об источниках стимуляции процессов восстановления. Главным стимулятором является функциональная активность, при которой возникающие сдвиги в состоянии организма служат естественным стимулятором восстановительных процессов и поэтому сама
деятельность есть средство управления процессами восстановления. Влияние это тем значительнее, чем больше изменяется функциональное состояние работающего органа или системы и чем организм тренированнее. При
этом наиболее эффективна разносторонняя подготовка организма, обеспечивающая наряду с высоким уровнем физической тренированности совершенствование терморегуляционных механизмов, а также его устойчивость
к гипоксии.
Дополнительными средствами восстановления могут быть факторы
гигиены, питания, а также использование биологически активных веществ.
В настоящее время в этих целях применяется метод локального отрицательного давления (ЛОД). Локальное отрицательное давление создается с
помощью барокамеры, в которую можно поместить руку, ногу, а также ту
или иную часть тела. При помещении руки, ноги или другой части тела в
область локального отрицательного давления объем кровообращения,
площадь транскапиллярного обмена, синтез РНК, интенсивность кислородного обмена в данной области тела значительно увеличиваются. В ре-
25
зультате функциональное состояние улучшается и работоспособность организма возрастает. Активизирует восстановительные процессы и гипербарическая оксигенация.
Тренировка механизмов восстановительных процессов
Характер восстановительных процессов зависит от уровня и характера функциональных нагрузок. Функциональные нагрузки можно разделить: 1) на нагрузки, при которых расход и восстановление резервов в организме сбалансированы; это связано с тем, что физиологические системы
обеспечивают достаточное снабжение к наиболее активно работающим органам и тканям и использование в них кислорода и питательных веществ;
2) нагрузки, в которых этот баланс нарушен и динамика расхода нарастает,
увеличивая разрыв с восстановлением; 3) нагрузки, в которых процессы
расхода и восстановления представляют как бы две параллельные линии.
Верхняя - расход, а нижняя - восстановление. Такое состояние получило
название ложного устойчивого.
Процессы недовосстановления и утомления особенно быстро развиваются в условиях второго и третьего вариантов нагрузок. При этом функциональные сдвиги быстро нарастают.
Тренировка механизмов восстановительных процессов происходит
как в ходе нагрузки, так до нее и после ее окончания, что, в свою очередь,
обеспечивает расширение возможностей для использования структурных,
энергетических и других ресурсов организма. Имеет место как одновременное, так и последовательное осуществление этих сдвигов. Возникает
новый уровень взаимодействия процессов расхода и восстановления, что
составляет дополнительный резерв совершенствования физиологических
механизмов восстановления и работоспособности в организме человека.
Вероятно, это связано с тем, что физиологические механизмы и следовые
реакции процессов восстановления после работы не исчезают полностью, а
суммируются и закрепляются в виде состояния, характеризующего важную сторону тренированности человека к данной форме деятельности. Совершенствование и суммация подобных следовых реакций проявляется в
функциональных изменениях органов и тканей, функциональных и физиологических систем. Эти реакции носят как специфический, так и неспецифический характер.
Следует также отметить, что в период адаптации предрабочее, текущее, послерабочее восстановление протекает менее активно и вызывает дополнительное напряжение компенсаторных и других физиологических механизмов.
Пассивный отдых наряду с активным - активатор восстановительных
процессов. Его влияние возрастает у тренированных людей, при организо-
26
ванном ритме труда и отдыха. Предварительное снятие нервнопсихического напряжения увеличивает его эффективность.
Восстановление как процесс совершенствования работоспособности органов и тканей и организма в целом. Процессы восстановления в
дорабочий период, в процессе работы и после ее окончания, а также в условиях адаптации обеспечивают развитие и совершенствование органов и
систем. При этом имеет место рост работоспособности организма как целого, поскольку отдаляется истощение его резервов.
Особенно активно происходит влияние процессов восстановления на
рост работоспособности в послерабочий период. Поэтому совершенствование организма, его физиологических и структурных резервов после завершения функциональной активности получило название конструктивного периода. В этот период важным раздражителем, вызывающим совершенствование центральной нервной системы, систем дыхания, кровообращения, обмена веществ, является уже не активная умственная деятельность или интенсивное мышечное сокращение, а влияние остаточных
сдвигов, характеризующих послерабочее состояние организма. При этом
мобилизуются энергетические ресурсы организма и активизируются физиологические механизмы, осуществляющие восстановление. Относительно легкие функциональные нагрузки являются дополнительными раздражителями, совершенствующими эти механизмы.
В онтогенезе процессы восстановления тесно связаны с формированием первой и второй фаз избыточного анаболизма. С этой точки зрения
процесс восстановления в связи с различными нагрузками представляет
важную сторону общефизиологической проблемы развития и совершенствования организма человека и животного.
Анализ динамики восстановления в процессе многолетнего упражнения и после его окончания показывает, что его активность в начале тренировки незначительна. На уровне высокой тренированности процессы
восстановления наиболее активны. Их снижение отмечается при прекращении систематической тренировки. Эта динамика свидетельствует о том,
что в этой ситуации моделируются изменения процессов восстановления,
характерные для течения онтогенеза в целом. После 30-35 лет активность
процессов восстановления снижается. Это еще раз указывает на значение
физической нагрузки для сохранения необходимого уровня восстановительных процессов. При этом с увеличением возраста меняется как активность, так и характер протекания процессов восстановления на уровне систем органов и тканей, и организма в целом. У пожилых и особенно нетренированных людей он замедлен и относительно несовершенен.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Назовите основные принципы классификации физических
упражнений и дайте им характеристику.
27
2. По каким признакам различают виды утомлений?
3. Перечислите степени утомления. Каковы их признаки?
4. Дайте физиологическую характеристику восстановительных
процессов.
5. Какую роль в организме играют периодические восстановитель-
ные процессы?
6. Какова роль текущего восстановления?
7. Назовите условия возникновения сверхвосстановления.
8. Каковы закономерности протекания восстановительных
процессов во времени?
9. Какова динамика восстановительных процессов при различных
уровнях тренированности?
ГЛАВА 2. МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
ОРГАНИЗМА ДЕТЕЙ РАЗЛИЧНОГО ВОЗРАСТА
Организм школьника по своим анатомо-физиологическим и функциональным возможностям отличается от организма взрослого человека.
Дети более чувствительны к факторам внешней среды (перегревание, переохлаждение и др.) и хуже переносят физические перегрузки. Поэтому
правильно спланированные занятия, дозированные по времени и сложности, способствуют гармоничному развитию школьника, и, напротив, ранняя специализация, достижение результатов любой ценой часто ведут к
травматизму и серьезным заболеваниям, тормозят рост и развитие.
У детей младшего школьного возраста (7-11 лет) еще недостаточно
твердая костная система, поэтому возможность нарушения их осанки наибольшая. В этом возрасте часто наблюдаются искривления позвоночника,
плоскостопие, приостановка роста и другие нарушения.
Крупные мышцы развиваются быстрее малых, отчего дети затрудняются выполнять мелкие и точные движения, у них недостаточно развита
координация. Процессы возбуждения преобладают над процессами торможения. Отсюда – недостаточная устойчивость внимания и более быстрое
наступление утомления. В связи с этим при занятиях спортом или на уроке
физкультуры следует умело сочетать нагрузки и отдых.
В начальных классах особенно важна профилактика утомления.
Нужны правильный режим дня, закаливающие процедуры (душ, прогулки
на улице в любую погоду), игры, утренняя гимнастика, в школе – гимнастика до занятий, уроки физкультурой, физкультурные минутки между
уроками и т.п.
Для детей младшего школьного возраста естественной является потребность в высокой двигательной активности, которая заложена наследственной программой индивидуального развития ребенка.
28
Медико-биологическая характеристика младшего школьного
возраста
Дети младшего школьного возраста чувствительны к направленному
воздействию на развитие их двигательной функции, совершенствование
морфологических структур двигательного аппарата.
В этом возрасте отмечается равномерный прирост длины тела и увеличение его массы. Благодаря развитию мышц и связок происходит формирование шейного и грудного изгибов позвоночника, что является характерным для правильной осанки.
Суставы детей этого возраста очень подвижны, связочный аппарат
эластичен, скелет содержит большое количество хрящевой ткани. Позвоночный столб сохраняет большую подвижность до 8-9 лет. Исследования
показывают, что младший школьный возраст является наиболее благоприятным для направленного роста подвижности во всех основных суставах.
Мышцы детей младшего школьного возраста имеют тонкие волокна,
содержат в своем составе небольшое количество белка и жира. При этом
крупные мышцы конечностей развиты больше, чем мелкие.
В этом возрасте почти полностью завершается морфологическое
развитие нервной системы, закапчивается рост и структурная дифференциация нервных клеток. Однако функционирование нервной системы характеризуется преобладанием процессов возбуждения.
В данном возрасте отмечается ускорение темпов структурных изменений в сердечно-сосудистой системе (ССС): увеличивается сердце, наблюдается утолщение стенок миокарда, больший МОК, который обеспечивает достаточное кровоснабжение органов, отмечается высокая частота
сердечных сокращений (ЧСС) (70-115 уд./мин.) на фоне пониженного артериального давления (АД) – это вызывает дополнительное напряжение в
деятельности ССС. Систолическое артериальное давление (САД) у младших школьников составляет 95-108 мм рт. ст; диастолическое артериальное давление (ДАД) – 65-72 мм рт. ст. С возрастом величина ударного объема увеличивается, а ЧСС снижается, что говорит о росте резервных возможностей сердца.
В период от 6-7 до 9-10 лет значительно увеличивается масса легких,
количество альвеол приближается к числу у взрослых. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) увеличивается с 1,40-1,60 до 2,20-2,50 л. Одновременно с этим отмечается рост показателей потребления кислорода (О2)
как в условиях покоя, так и при напряженной физической работе. Положительные изменения в системе дыхания характеризуют расширение ее
функциональных границ, однако она еще далека от совершенства. Это
сказывается на времени выполнения физических нагрузок, когда у младших школьников отмечаются высокая частота дыхания (ЧД) и небольшие
дыхательные объемы.
29
Важной особенностью данного возраста является динамика развития
анализаторов. В этом возрасте двигательная кора мозга (теменная область
коры) практически сформирована, но остается незрелой кора, контролирующая произвольные движения.
Психолого-педагогическая характеристика младшего школьного воз-
раста. Данный возраст является наиболее благоприятным для развития
многих физических способностей. Среди них наиболее интенсивно развиваются скоростные и координационные способности (простые координации, а также способности длительно выполнять циклические движения в
режимах умеренной и большой интенсивности).
В возрасте 7-10 лет начинают формироваться интересы и склонности к определенным видам физической активности, выявляется специфика индивидуальных моторных проявлений, предрасположенность к
тем или иным видам спорта. А это создает условия, способствующие успешной физкультурно-спортивной ориентации детей школьного возраста, определению для каждого из них оптимального пути физического совершенствования.
Все эти возрастные особенности детей младшего школьного возраста
необходимо учитывать при обучении детей командам, элементам строя и
сложным физическим упражнениям. Нежелательна быстрая смена одних
упражнений другими без предварительного их усвоения. На уроках физкультуры в данном возрасте целесообразно использовать игровой метод.
В программе физического воспитания детей более 1/3 учебного времени
отводится подвижным играм. Игровой метод позволяет научить бегу,
прыжкам, метанию, т.е. элементарным навыкам в доступной эмоциональной форме.
2.1. Особенности возрастного развития детей
среднего школьного возраста
Средний школьный возраст характеризуется интенсивным ростом и
увеличением размеров тела. Годичный прирост длины тела достигает 4-7
см главным образом за счет удлинения ног. Масса тела прибавляется ежегодно на 3-6 кг. Наиболее интенсивный темп роста мальчиков происходит
в 13-14 лет, когда длина тела прибавляется за год на 7-9 см. А у девочек
происходит интенсивное увеличение роста в 11-12 лет в среднем на 7 см.
В подростковом возрасте быстро растут длинные трубчатые кости
верхних и нижних конечностей, ускоряется рост в высоту позвонков. Позвоночный столб подростка очень подвижен. Чрезмерные мышечные нагрузки, ускоряя процесс окостенения, могут замедлять рост трубчатых
костей в длину.
В этом возрасте быстрыми темпами развивается и мышечная система. С 13 лет отмечается резкий скачок в увеличении общей массы мышц,
30
главным образом за счет увеличения толщины мышечных волокон. Мышечная масса особенно интенсивно нарастает у мальчиков в 13-14 лет, а у
девочек - в 11-12 лет.
Наблюдаются существенные различия в сроках полового созревания
девочек и мальчиков. Процесс полового созревания у девочек наступает
обычно на 1-2 года раньше, чем у мальчиков. В одном классе обучаются
школьники с разной степенью полового созревания, а следовательно, и с
разными функциональными адаптационными возможностями. Отсюда
очевидно, что в подростковом возрасте приобретает особую актуальность проблема индивидуального обучения в условиях коллективных
форм воспитания.
У подростков на фоне морфологической и функциональной незрелости сердечно-сосудистой системы, а также продолжающегося развития
центральной нервной системы особенно заметно выступает незавершенность формирования механизмов, регулирующих и координирующих различные функции сердца и сосудов. Поэтому адаптационные возможности
системы кровообращения у детей 12-15 лет при мышечной деятельности
значительно меньше, чем в юношеском возрасте. Их система кровообращения реагирует на нагрузки менее экономично. Полного морфологического и функционального совершенства сердце достигает лишь к 20 годам.
В период полового созревания у подростков отмечается наиболее
высокий темп развития дыхательной системы. Объем легких в возрасте с
11 до 14 лет увеличивается почти в два раза, значительно повышается минутный объем дыхания и растет показатель жизненной емкости легких
(ЖЕЛ): у мальчиков - с 1970 мл (12 лет) до 2600 мл (15 лет); у девочек с
1900 мл (12 лет) до 2500 мл (15 лет).
Режим дыхания у детей среднего школьного возраста менее эффективный, чем у взрослых. За один дыхательный цикл подросток потребляет 14 мл кислорода, в то время как взрослый примерно 20 мл. Подростки
меньше, чем взрослые, способны задерживать дыхание и работать в условиях недостатка кислорода. У них быстрее, чем у взрослых, снижается
насыщение крови кислородом.
Подростковый возраст - это период продолжающегося двигательно-
го совершенствования моторных способностей, больших возможностей в
развитии двигательных качеств.
У детей среднего школьного возраста достаточно высокими темпами
улучшаются отдельные координационные способности (в метаниях на
меткость и дальность, в спортивно-игровых двигательных действиях), силовые и скоростно-силовые способности; умеренно увеличиваются скоростные способности и выносливость. Низкие темпы наблюдаются в развитии гибкости. Поэтому необходимо:
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]