МД-102 / Subj / 147-Социальные и биологические основы физической культуры

МПК зависит от возраста, состояния сердечно-сосудистой, дыхательной систем, от активности обмена веществ. По величине МПК можно судить о физической тренированности человека.

У не занимающихся спортом предел МПК равен 2-3,5 л/мин. У спортсменов женщин – 4, мужчин – 6 л/мин.

При подсчете потребления кислорода учитывается вес тела. В норме кислород надо потреблять для сохранения здоровья на 1 кг веса: у женщин – 42 мл/мин, у мужчин – 50. Когда в клетки тканей поступает меньше кислорода, чем необходимо, то наступает кислородное голодание, или гипоксия. Она может возникнуть по различным причинам. Внутренние причины зависят от состояния дыхательного аппарата и сердечно-сосудистой системы организма. Внешние причины – загрязненность воздуха, подъем на высоту в горах.

Поступающая к клеткам артериальная кровь отдает клеткам не весь кислород, находящийся в ней, а только часть. Если в артериальной крови в покое на каждые 100 мл – 18-20 мл кислорода, то в оттекающей от тканей венозной крови его величина 12-14 мл. Артериально-венозная разница по кислороду (АВРО2) равна 6 мл на 100 мл крови. Это в покое. При мышечной работе АВРО2 может достигнуть 15-17 мл.

При физической работе возникает кислородный долг, когда кислородный запрос выше, чем предел потребления кислорода в организме. Кислородный долг имеет предел: у нетренированных он 10 л, у тренированных 20 л и более.

2.4. Органы пищеварения

Органы пищеварения. К ним относятся ротовая полость, пищевод, желудок, 12-перстная кишка, тонкие и толстые кишки.

В ротовой полости начинается физическая и химическая обработка: смачивание слюной, измельчение и химическое воздействие ферментов.

Далее пища по пищеводу поступает в желудок, где продолжается ее физическая и химическая обработка. Происходит ее перетирание, разминание и перемешивание, обработка желудочным соком. Переваривание пищи в желудке продолжается 6-8 часов, жирная пища задерживается на 8-10 часов и более.

Далее пища поступает в 12-перстную кишку, где происходит ее дальнейшая химическая обработка под действием сока поджелудочной железы и желчи, вырабатываемой печенью.

Затем пища поступает в тонкие кишки. В них в основном заканчивается переваривание пищи и всасывание питательных веществ в кровь.

Далее в толстых кишках происходит дополнительное частичное расщепление невсосавшихся продуктов, оставшиеся от обмена веществ продукты выводятся из организма.

11

2.5. Органы выделения

Органы выделения. К ним относятся: желудочно-кишечный тракт, легкие, почки, потовые, сальные и слезные железы.

Желудочно-кишечный тракт выводит через прямую кишку остатки переваренной пищи, слизи и бактерий.

Полноценное выделение продуктов обмена веществ из организма выполняют почки, потовые железы и легкие. Через легкие выводятся газообразные продукты обмена веществ, такие, как углекислота.

Сальные железы выделяют кожное сало, образуя защитный слой кожи. Слезные железы выделяют влагу, смазывающую слизистую оболочку глаза. Почки поддерживают в организме нормальную концентрацию воды и солей, регулируют кислотно-щелочное равновесие в тканях, вырабатывают

гормоны, участвуют в образовании мочи.

Потовые железы, помогают почкам в выведении из организма продуктов распада.

2.6. Опорно-двигательный аппарат

Опорно-двигательный аппарат состоит из костей, связок, сухожилий, суставов, мышечной ткани.

Кости и их соединения образуют скелет человеческого тела. Скелет выполняет функции опоры, движения и защиты. Опорная функция состоит в том, что скелет поддерживает органы в определенном положении и придает телу определенную форму. Скелет вместе с мышцами составляет двигательный аппарат. Кости в нем являются рычагами, которые перемещаются в результате сокращения мышц.

Защитная функция: кости предохраняют органы от механических повреждений. Так, череп предохраняет головной мозг, грудная клетка предохраняет сердце и легкие, таз – мочевой пузырь и т.д.

Кости, соединяясь между собой связками и сухожилиями, образуют суставы, конечности, позвоночник и т.д. Благодаря суставам кости могут перемещаться в различных плоскостях.

Мышечная система обеспечивает движения человека, вертикальное положение тела, фиксацию внутренних органов в определенном положении, дыхательные движения, усиление кровообращения (мышечный насос).

Работа мышц осуществляется за счет их напряжения и сокращения. Напряжение происходит без изменения длины мышц (статическая работа), сокращение происходит с уменьшением их длины (динамическая работа). В основном мышцы работают в смешанном (ауксотоническом) виде, одновременно напрягаясь и сокращаясь по длине.

Мышцы при своем сокращении производят работу. Величина работы зависит от силы мышц и их длины. Сила определяется количеством мышечных волокон и их поперечным сечением, а также эластичностью и начальной длиной мышцы.

Следовательно, чем длиннее и толще мышца, тем большую работу она в состоянии произвести. Систематическая физическая тренировка увеличи-

12

вает силу мышц за счет увеличения количества и утолщения мышечных волокон и за счет повышения их эластичности.

Сенсорные системы. Все раздражения, оказывающие действия на организм, воспринимаются анализаторами.

Анализаторы – это единая функциональная система, состоящая из 3 отделов: периферического (рецепторного), проводящего и центрального (мозгового).

Периферический отдел анализатора представлен чувствительными нервными окончаниями – рецепторами, воспринимающими определенные раздражения.

Проводящий отдел анализатора состоит из чувствительных волокон спинномозговых и черепно-мозговых нервов, по которым возбуждение передается в кору головного мозга.

Центральный отдел находится в коре головного мозга в виде нервного центра. Здесь происходит анализ поступившего возбуждения и превращение его в ощущение.

Например, зрительный анализатор состоит из: рецептора глаз, проводящего пути – зрительного нерва, центрального участка – нервного центра в затылочной части коры головного мозга. Как же он работает? В сетчатке глаза происходит восприятие светового раздражения, которое по зрительному нерву передается в нервный центр в коре головного мозга, где создается зрительное ощущение человека.

Значит, органы чувств, или рецепторы, являются периферическими отделами анализаторов. Рецепторы делятся на 2 группы: интерорецепторы и экстерорецепторы.

Интерорецепторы воспринимают раздражения, возникающие во всех внутренних органах: сердце, желудке, кровеносных сосудах и т.д.

Экстерорецепторы воспринимают раздражение из внешней среды. К их числу относятся: кожные рецепторы, органы вкуса, обоняния, зрения, слуха и равновесия.

Различают анализаторы: зрительный, слуховой, обонятельный, вкусовой, тактильный, вестибулярный, проприоцептивный. Из всех перечисленных мы меньше всего знаем о трех последних.

Тактильный анализатор обеспечивает ощущение прикосновения, его место, силу, продолжительность.

Вестибулярный анализатор помогает ориентировать тело в пространстве. Проприоцептивный анализатор определяет степень напряжения мышц

и дает информацию о выполняемых движениях.

2.7. Железы внутренней секреции (эндокринные органы).

Железы внутренней секреции (эндокринные органы) вырабатывают осо-

бые вещества – гормоны, которые, поступая в кровь, разносятся ею по всему организму и, попадая в различные органы, оказывают возбуждающее и угнетающее влияние на их деятельность.

13

Гормоны влияют на обмен веществ, функции сердечнососудистой, половой и других систем. К железам внутренней секреции относятся:

Гипофиз (нижний придаток мозга) выделяет гормон роста, влияющий на обмен веществ.

Эпифиз (верхний придаток мозга) тормозит преждевременное развитие половых желез.

Щитовидная железа выделяет гормоны тироксин и трийодтиранин, в состав которых входит йод. Они влияют на обмен веществ, рост и развитие организма, возбудимость нервной системы, на деятельность сердца и кровообращение. При гиперфункции появляется Базедова болезнь: железа увеличивается в размере, наблюдается пучеглазие, учащение сердцебиения. При гипофункции появляется болезнь – кретинизм (слабоумие).

Поджелудочная железа вырабатывает гормон инсулин. Инсулин оказывает влияние на углеводный обмен. Он способствует окислению углеводов в тканях организма и отложению (синтезу) гликогена в печени и мышцах.

При гипофункции поджелудочной железы, сопровождающейся уменьшением инсулина, развивается диабет (сахарная болезнь). У больных диабетом понижена способность тканей организма усваивать сахар и нарушен процесс образования гликогена в печени. В результате содержание сахара в крови повышается до 0,3-0,8% вместо 0,1-0,12% у здорового человека. С нарушением углеводного обмена при диабете связано изменение обмена жиров

ибелков. Они окисляются не до конечных продуктов: воды и углекислого газа, а до промежуточных – ацетона и других, что может вызвать отравление

– диабетическую кому (слабое сердцебиение, потерю сознания). Введение инсулина в организм сопровождается понижением сахара в крови, большое значение которого может привести к глипогликемическому шоку, который наблюдается при беге на выносливость на длинные дистанции.

Надпочечные железы (надпочечники) – это парный орган. В надпочеч-

никах различают 2 слоя – наружный (корковое вещество) и внутренний (мозговое вещество). Эти слои выделяют разные гормоны.

Вкорковом слое вырабатываются гормоны кортикостероиды. Они оказывают регулирующее влияние на обмен веществ в организме и в связи с этим на работоспособность мышц, повышают сопротивляемость организма к различным вредным воздействиям (действиям токсинов, низкой температуры и т.д.).

Эти гормоны способствуют отложению гликогена в мышцах и печени и поддержанию достаточной концентрации глюкозы в крови.

Мозговым слоем надпочечников выделяется гормон адреналин. Адреналин вызывает усиление работы сердца, сокращение стенок кровеносных сосудов, повышает кровяное давление, повышает работоспособность скелетных мышц. Количество адреналина в крови увеличивается при эмоциональных состояниях гнева или страха, при этом наблюдается побледнение кожи

иучащение сердцебиения.

Адреналин оказывает действие на углеводный обмен, способствуя превращению гликогена печени в глюкозу, которая поступает в кровь.

14

Таким образом, адреналин повышает, а инсулин понижает влияние на углеводный обмен, то есть действуют в противоположном направлении, что способствует сохранению постоянного содержания глюкозы в крови.

Половые железы выделяют гормоны, оказывающие влияние на обмен веществ, психику человека.

2.8. Нервная система

Нервная система регулирует деятельность всех органов, обеспечивает связь между ними и, следовательно, целостность организма. Через нервную систему и связанные с ней органы чувств происходит взаимосвязь организма с внешней средой.

Нервная система включает спинной мозг, головной мозг и нервы. Головной и спинной мозг составляют центральную нервную систему, а нервы – периферическую. Высшим отделом центральной нервной системы является кора головного мозга.

Нервы подразделяются на два вида: чувствительные (центростремительные) и двигательные (центробежные).

По чувствительным нервам импульсы передаются из органов в спинной и головной мозг, по двигательным нервам из центральной нервной системы к органам.

Нервная система делится также на соматическую и вегетативную. Соматическая обеспечивает регуляцию двигательного аппарата; веге-

тативная регулирует протекание процессов обмена веществ и работу внутренних органов и систем.

Регуляция функций клеток, тканей и органов, взаимосвязь между ними, целостность всего организма и единство организма и внешней среды осуществляются нервной системой и гуморальным (жидкостным) путем.

Нервная регуляция производится головным и спинным мозгом через нервы, которыми снабжены все органы нашего тела. На организм постоянно воздействуют те или иные раздражители. И на все эти раздражители организм отвечает определенной деятельностью. Происходит приспособление функций организма к постоянно меняющимся условиям внешней среды. Нервная система осуществляет регуляцию деятельности организма посредством биоэлектрических импульсов.

Гуморальная регуляция идет через кровь посредством гормонов, выделяемых железами внутренней секреции.

Так, под влиянием адреналина, который выделяется в кровь перед началом физической работы, гликоген в печени превращается в глюкозу и поступает в кровь для питания активно работающих мышц.

Увеличение концентрации углекислого газа в крови, которое происходит при мышечной работе, воздействует на дыхательный центр и приводит к увеличению глубины и частоты дыхания. Усиленная деятельность сердца и повышение в связи с этим кровяного давления воздействуют на находящиеся в сосудах барорецепторы и способствуют расширению кровеносных сосудов.

15

Нервная и гуморальная регуляции происходят в тесном взаимодействии по принципу саморегуляции, то есть автоматически. Так поддерживается на определенном уровне давление крови, ее состав, температура тела. В строго согласованном порядке меняются обмен веществ, деятельность сердца, легких и других органов во время физической работы. Таким образом, сохраняется постоянство внутренней среды.

Все же ведущую роль в регуляции жизнедеятельности организма человека играет нервная система.

Нервная система работает по принципу рефлекса.

Рефлекс – это ответная реакция организма на раздражение, поступающее из внутренней и внешней среды. Путь, по которому передается возбуждение при рефлексе, носит название рефлекторной дуги, которая состоит из 3 частей: воспринимающей (афферентной), центральной (участок в центральной нервной системе) и эфферентной (проводящей импульс к действующему органу). Рефлексы бывают условные и безусловные.

Условные – приобретенные, безусловные – врожденные. Биологическая сущность рефлекса заключается в приспособлении орга-

низма к изменениям во внешней и внутренней среде. Благодаря рефлексу осуществляется единство организма с окружающей средой.

Любое мышечное движение производится рефлекторно, рефлекторным же путем регулируется деятельность всех внутренних органов и систем.

Врезультате систематических упражнений с помощью механизма условного рефлекса можно приобрести двигательный навык.

Формирование двигательного навыка происходит в 3 фазы:

1. Фаза генерализации, характеризующаяся широким возбудительным процессом, вовлекающим в работу ненужные группы мышц. Движения при этом плохо координированны, неточны, скованны и неэкономичны.

2. Фаза концентрации. Движения становятся более точными, экономичными, свободными. Исчезает излишняя напряженность.

3. Фаза автоматизации – навык уточняется и закрепляется. Движения становятся точными и не требуют контроля сознания.

Вобразовании двигательного навыка участвуют различные анализаторы: двигательный, вестибулярный, слуховой, зрительный, поэтому любые отклонения от необходимого движения сразу же становятся замеченными и нервная система принимает меры к компенсации допущенной ошибки. Совершенствование двигательных навыков происходит на тренировках. В ходе тренировки совершенствуется деятельность центральной нервной системы благодаря улучшению взаимодействия процессов возбуждения и торможения. При этом взаимодействие нервных центров становится более четким, обеспечивая динамику мышечных сокращений во времени и пространстве.

При тренировке увеличивается способность органов чувств различать более тонко мышечные движения (амплитуду, ориентировку в пространстве, мышечное усилие). При этом усваиваются быстрее новые движения и совершенствуются уже имеющиеся. Двигательные навыки становятся более устойчивыми и управляемыми потому, что в процессе тренировки можно

16

сознательно оценивать выполняемые действия, отсюда улучшается взаимосвязь сознания и движения (второй и первой сигнальных систем).

Вместе с формированием двигательных навыков и ростом величины физических нагрузок расширяются функции внутренних органов и систем. Физическая подготовка положительно сказывается на волевых качествах и умственной работоспособности занимающихся.

2.9. Утомление

Утомление. При умственной и физической работе возникает состояние, при котором происходит снижение работоспособности и возникает ощущение усталости. Это – утомление. Оно выражается в ухудшении зрения, памяти, увеличении количества ошибок, появлении боли в позвоночнике и мышцах.

Утомление – это нормальное физическое явление, не представляющее опасности. Наоборот, это совершенно необходимое условие для совершенствования организма при правильном восстановлении.

В основе утомления лежат разные причины, к которым относятся: понижение работы нервных центров и их взаимодействия, нарушение передачи нервных импульсов с нерва на мышцу, а также изменение состава крови (увеличение содержания молочной кислоты), недостаточная функция желез внутренней секреции (адреналина), истощение энергетических запасов в мышцах, изменение условий внешней среды – температуры, влажности, запыленности и т.д.

Утомление бывает острое и хроническое.

Хроническое возникает при интенсивной многократной работе и недовосстановлении организма. В дальнейшем оно может перерасти в переутомление, а это – уже заболевание, которое необходимо лечить. Острое возникает при работе большой интенсивности, к которой не готов данный организм.

Борьба с утомлением может осуществляться с помощью восстановления, то есть отдыха, который должен производиться путем выполнения правильно подобранных физических упражнений, изменения рода занятий, поддержания здорового образа жизни.

3. ДВИГАТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ И ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА К РАЗЛИЧНЫМ УСЛОВИЯМ СРЕДЫ

Установлено, что если нехватку воздуха или голод человек быстро чувствует, то недостаток движения он почти не замечает. Человеку даже приятно: он ощущает состояние комфорта, когда хорошо кушает, много отдыхает, мало двигается. Постепенно в организме происходят существенные неблагоприятные изменения, они накапливаются постепенно и затем превращают здоровый организм в больной.

«Ничто так не истощает и не разрушает человека, как продолжительное физическое бездействие», – утверждал величайший врач древности Гиппократ. Известный французский ученый Ж.Тиссо подчеркивал, что «движения составляют главный источник здоровья, движения могут заменить любое лекарство, но все лечебные средства мира не могут заменить движение». И это действительно так!

17

Человеческий опыт свидетельствует, что путь к бодрости и здоровью лежит не в ограничении трудовой деятельности и не в создании оранжерейных условий бытия. Ни один лентяй и бездельник не дожили до глубокой старости. Как правило, долгожители – очень энергичные люди, которые всю свою жизнь провели в труде, движении. Возникает вопрос: почему двигательная активность так необходима человеку?

Много веков человек активно трудился, чтобы существовать. Обслуживая работу мышц, развивались и совершенствовались его внутренние органы и системы. Отсюда образовалась тесная биологическая взаимосвязь работы мышц, внутренних органов и систем человека. Эта связь осуществляется через кору головного мозга, поэтому любое состояние мышц сразу же сказывается на деятельности организма человека.

И хотя биологическая эволюция закончилась очень давно, многие тысячелетия тому назад, человек как функциональная система почти не изменился с тех пор, и мышечная активность осталась его потребностью, жизненной необходимостью.

Даже частичное ограничение движений снижает тонус скелетной мускулатуры, что, в свою очередь, по механизму так называемых моторновисцеральных связей уменьшает активность клеток коры головного мозга и изменяет функциональное состояние внутренних органов. Появляется болезнь – гиподинамия (ограниченное количество движений).

Таким образом, биологической особенностью человеческого организ-

ма является потребность в регулярной мышечной деятельности.

Для жизни человека большое значение имеет физиологическая адаптация (приспособление) внутренней среды организма к тем изменениям, которые происходят во внешней среде. Адаптация проявляется в ответе организма на внешние воздействия комплексом физиологических сдвигов. Физиологическое приспособление имеет динамический характер и постоянно меняется, захватывая все новые органы и системы.

Существенное значение в адаптации организма к меняющимся условиям принадлежит мышечной деятельности, а также условиям труда и быта, то есть комплексу социальных факторов. Это происходит потому, что, как показали исследования, регулярные занятия физическими упражнениями совершенствуют деятельность организма, расширяют границы функциональных возможностей сердечно-сосудистой, дыхательной, мышечной и нервной систем, оказывают разностороннее влияние не психические функции, обеспечивая их активность и устойчивость.

Происходит быстрое приспособление организма к резким изменениям окружающих условий, таких, как температура воздуха, атмосферное давление и т.д. Тренированный организм быстрее восстанавливает свою работу и возвращается к норме после большого утомления, сохраняет высокую физическую работоспособность в вечернее и ночное время, легче переносит вибрацию, укачивание, невесомость и замкнутое пространство.

Таким образом, двигательная функция – основная функция человеческого организма. Тот, кто постоянно ее использует, совершенствует свой организм.

18

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1.Основы государственной политики по оздоровлению граждан и развитию физической культуры и спорта.

2.Объективные факторы, вызывающие необходимость заботы о своем здоровье.

3.Биологические основы физической культуры.

4.Обмен веществ.

5.Вещества, необходимые организму.

6.Энергетический баланс.

7.Кровь: состав, функции.

8.Сосудистая система.

9.Сердце: строение, работа.

10.Круги кровообращения.

11.Пульс.

12.Давление.

13.Систолический объем крови.

14.Минутный объем крови.

15.Лучшие показатели для тренировки сердца.

16.Дыхание.

17.Дыхательный аппарат.

18.Виды дыхания.

19.Частота дыхания.

20.Дыхательный объем.

21.Легочная вентиляция.

22.Жизненная емкость легких.

23.Кислородный запрос.

24.Кислородный долг.

25.Максимальное потребление кислорода.

26.Артериально-венозная разница по кислороду.

27.Содержание газов в воздухе (в %).

28.Органы пищеварения.

29.Органы выделения.

30.Опорно-двигательный аппарат.

31.Анализаторы, строение, функции.

32.Железы внутренней секреции.

33.Нервная система, строение, функции.

34.Гуморальная регуляция.

35.Образование двигательного навыка и его совершенствование.

36.Утомление.

37.Гиподинамия.

38.Физиологическая адаптация.

19

Оглавление

1.Социальные основы физической культуры……………………………... 3

2.Биологические основы физической культуры………………………….. 5

2.1. Обмен веществ…………………………………………………….. 5 2.2. Кровь и сердечно-сосудистая система…………………………… 7 2.3. Дыхание…………………………………………………………….. 10

СОЦИАЛЬНЫЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

Лекция

Редактор В.М. Ройзентул

Ризограф УрСЭИ АТиСО 454091, г. Челябинск, ул. Свободы, 155/1

20