29

Детальний аналіз складних координованих рухів у дітей різного віку, наприклад вироблення рухових навичок на уроках фізкультури в школі, показав, що програма дій формується на основі тих кінестезій, які використовуються в даному випадку. Необхідні рухи, їхня послідовність тут закріплюються за механізмом вироблення рухового стереотипу.

Все це говорить про те, що руховий аналізатор повинен розглядатися як один з найсуттєвіших механізмів, що забезпечує цілісну інтегровану діяльність великого мозку.

Дослідження у дітей умовних рефлексів показало, що вони у них виробляються і закріплюються швидше, ніж у дорослих, але виробляються набагато швидше у тих дітей, які мають кращий фізичний розвиток. Для цих учнів досить кількох збігів індиферентного подразника з безумовним, щоб перший набув властивості специфічного стимулу - сигналу.

Відомо, що у дітей спостерігається значно ширша іррадіація нервових процесів по структурах мозку, ніж у дорослих. Лише поступово, з віком процеси збудження і гальмування стають більш сильними, зрівноваженими і концентрованими. Проте у дітей, які мають вищий ступінь фізичного розвитку, нервові процеси досягають вищого розвитку, ніж у дітей з ослабленим здоров'ям. У фізично розвинених дітей гальмівний процес досягає розвитку на один-два роки раніше, ніж у дітей фізично слаборозвинених. У зв'язку з тим, що у перших краща зрівноваженість збудливого і гальмівного процесів, у них не так швидко, як у дітей з достатнім фізичним розвитком, наростає втома під час занять у школі.

Участь м'язового апарату у формуванні вегетативних функцій

Спеціальні досліди показали, що під впливом м'язової діяльності поліпшується координація роботи м'язів і внутрішніх органів. Заданими М.Р.Могендовича, робота м'язів ніби настроює функції внутрішніх органів і забезпечує більш вдосконалену їх регуляцію. При виконанні рухів від працюючих м'язів у центральну нервову систему (руховий аналізатор) безперервно надходять нервові імпульси, які і сприяють пристосуванню діяльності внутрішніх органів у запиті на кисень і продукти харчування. В організмі немає таких органів і систем органів, які б не включались у роботу при м'язовій діяльності і не вдосконалювались при цьому.

Під впливом фізичних вправ поліпшуються захисні функції крові завдяки збільшенню лейкоцитів, тромбоцитів і антитіл. При м'язовій діяльності більше в стані спокою виділяється в кров кортикостероїдів і катехоламінів, а також інших гормонів, які підвищують життєдіяльність організму.

Систематичні заняття фізичними вправами в школі призводять до фізіологічної гіпертрофії серцевого м'яза дітей, в результаті чого зростає сила серцевих скорочень, збільшуються систолічний і хвилинний об'єми крові. Добре треноване серце в стані спокою скорочується повільніше, що дає йому можливість більше відпочивати. У відомих бігунів братів Знаменських, що тренувались в бігу на довгі дистанції, частота серцевих скорочень в спокої дорівнювала 40-45 ударам за хвилину.

Скорочення тренованого серця більш глибокі і при кожній систолі в аорту надходить більший об'єм крові, ніж у людини, яка не тренується. Серце дітей, що займаються фізичною роботою або спортом, працює економніше. Про те, як м'язова робота впливає на розвиток серцевої діяльності, свідчать дані, одержані на спортсменах-лижниках міжнародного класу. Підраховано, що їхні серця працювали з потужністю 588 Дж за 1 хв. протягом 9 год. Роботи, яку виконувало серце в цих умовах, вистачило б, щоб підняти 25 чоловік масою 70 кг на висоту п'ятиповерхового будинку, а кількість крові, яку перекачували обидва шлуночки за цей час, дорівнювала 35 т, тобто масі великої залізничної цистерни, наповненої рідиною.

Не менш важливу роль відіграють фізичні вправи для розвитку органів дихання. Систематичні заняття фізичними вправами збільшують життєву ємність легень. Наприклад, у стаєрів і плавців вона може досягати 6-7л і більше. У юних спортсменів поверхня легеневих пухирців (альвеол) може досягати 120 см і більше. У них стають еластичнішими хрящі, змінюються дихальні м'язи, а це все сприяє підвищенню легеневої вентиляції. Якщо в спокої людина видихає 6-8 л повітря за 1 хв., то при напруженій м'язовій роботі ця цифра збільшується в 20 разів, а у спортсменів, які тренуються на витривалість, легенева вентиляція може досягати 160-200 л за 1 хв.

Систематична робота м'язового апарату покращує діяльність травного каналу. Рухи справляють позитивний вплив на перистальтику кишок і шлунка, активізують дію травних залоз, усувають запори і застійні явища в тазовій порожнині, які можуть викликати геморой. Останній часто спостерігається у людей, що ведуть тривалий сидячий спосіб життя.

Згідно з даними М.Р.Могендовича, впливи, які здійснюються на органи травлення з рухового апарату, під час м'язової роботи протікають за механізмом моторно-вісцеральних рефлексів. Від пропріорецепторів працюючих м'язів аферентними шляхами у харчовий центр надходить великий потік нервових імпульсів, які збуджують його і цим самим стимулюють роботу органів травлення. Поряд з цим під час виконання фізичних вправ м'язи черевного преса і діафрагми своїми рухами масажують внутрішні органи, що призводить до посилення секреторної діяльності їх залозистого апарату і моторної функції. Під впливом м'язових скорочень поліпшуються обмінні процеси і робота органів виділення, артеріальний і венозний кровообіг в усіх тканинах, підвищуються функції кровоносної і лімфатичної систем. Фізичні вправи є профілактичним засобом склеротичних змін у судинах, які часто призводять до таких захворювань серцево-судинної системи, як інфаркт, атеросклероз та ін.

Заняття фізичними вправами і спортом справляють великий вплив на психіку учнів і на їхню ендокринну систему. Під впливом вправ підвищується тонус нервової системи, посилюються нервові процеси, поліпшується їхня рухливість, стимулюється робота залоз внутрішньої секреції. Впливаючи на ендокринну та автономну системи через центральну нервову систему, м'язові рухи породжують позитивні емоції, які, в свою чергу, підвищують працездатність організму. При систематичному і тривалому занятті фізичними вправами висока працездатність людини зберігається до глибокої старості, підвищуються функції всіх внутрішніх органів і систем.

 

Взаємозв'язок між системами організму під впливом м'язової діяльності

 

У високоорганізованих тварин і людей взаємозв'язок між різними системами і органами здійснюється за допомогою нервової системи. Крім того, нервова система органічно впливає на залози внутрішньої секреції, які виділяють у кров активно діючі речовини - гормони. Вони діють на функції організму так, як нервова система, і входять в єдину систему регуляції функцій.

Вищим регуляторним органом діяльності всіх систем організму є кора великого мозку. В кору безперервно надходить від м'язів і внутрішніх органів потік нервових імпульсів, який постійно підлягає систематизації, в результаті чого формуються відповідні програми і ефекторні реакції. Кора великого мозку дуже тонко реагує на всі ті подразнення, які надходять до неї з зовнішнього середовища і внутрішніх органів, своєю діяльністю забезпечує пристосування організму до оточуючого середовища і його активний вплив на неї. Всі ці дуже складні процеси протікають в організмі дуже швидко протягом часток секунди.

Координована діяльність організму при виконанні фізичних вправ пов'язана з тим, що на ті чи інші подразнення він реагує скороченням не всіх і неабияких м'язів, а чітко визначеної групи їх. При цьому рухова реакція організму супроводжується зміною діяльності серцево-судинної, дихальної та інших систем, а також зміною обміну речовин і енергії. Вищеназвані фізіологічні процеси забезпечують найкраще протікання рухового акту.

Інтенсивність обмінних процесів в організмі, а також напруженість різних органів при роботі спостерігають за рівнем газообміну. Звільнення енергії при розщепленні енергетичних речовин (білків, жирів, вуглеводів) забезпечується окислюючими процесами. Ось чому поглинання кисню організмом за час роботи точно відповідає витратам енергії. При використанні 1 л кисню звільняється приблизно 21 Дж енергії. Між газообміном і роботою внутрішніх органів існує тісний корелятивний зв'язок.

При малоінтенсивній роботі, наприклад при роботі на ергографі, використовується невелика кількість кисню, а тому внутрішні органи працюють без значного посилення своєї активності. Навіть при максимальній роботі м'язів одного пальця з боку внутрішніх органів не відбувається значних відхилень від рівня спокою.

При роботі, яка виконується за участю невеликих груп м'язів, але при цьому рухи висококоординовані (наприклад, рухи жонглера), вегетативні функції (кровообіг, дихання, видільні процеси і теплообмін) теж мало змінюються. Функціональні зміни, які мають місце при таких видах м'язової діяльності, пов'язані переважно з процесами, що протікають в іннерваційних механізмах м'язів і беруть безпосередню участь у роботі. В тому випадку, коли робота супроводжується сильним емоційним збудженням, викликаним складністю роботи або іншими причинами, зрушення в діяльності внутрішніх органів можуть бути значними, хоч при цьому і скорочується невелика група м'язів. Поглинання тканинами кисню, витрати енергії, легенева вентиляція, хвилинний об'єм крові та інші показники функціонального стану організму за таких умов можуть підвищуватись відносно спокою у кілька разів.

При таких видах роботи, як біг, плавання, спортивна ходьба, бокс, фехтування, гребля, спортивні ігри, ходьба на лижах, коли скорочується багато великих м'язів, настає активація вегетативних функцій. Під час виконання роботи великої потужності (наприклад, при бігу на 10 км) вегетативні функції досягають максимального напруження. Регуляція внутрішніх органів за цих умов настільки вдосконалена, що вони всі мобілізуються в роботу. Загальні витрати енергії (розраховані за поглинанням кисню) досягають максимальних величин і значною мірою залежать від тривалості роботи (табл. 2).

З таблиці видно, що вправи циклічного характеру (біг, ходіння, плавання та ін.), які виконуються ритмічно, з поперемінним скороченням і розслабленням м'язів, супроводжуються значними витратами енергії, тоді як вправи ациклічного характеру (бокс, боротьба) і особливо вправи з великою питомою вагою статичних зусиль викликають менші витрати енергії. Статичні вправи спричиняють швидке стомлювання м'язів і виконуються із значно меншою витратою енергії і поглинанням кисню, ніж вправи динамічного характеру. При виконанні їх діяльність внутрішніх органів може досягати високого рівня, але значно нижчого, ніж при динамічній роботі циклічного характеру.

Таблиця 2. Витрати енергії при деяких видах спортивної діяльності (за В. С. Фарфелем)

Вправа	Дистанція або тривалість роботи	Витрати енергії, кДж
Біг	100м 800м 5000м 10000 м 42000 м	до 252 546 1890 3150 10920
Біг на ковзанах	500 м 5000 м 10000м	336 840 1470
Ходіння на лижах	10000 м 20000 м 50000 м	3780 7140 16800
Плавання	100м 200м 400м 1500м	420 588 840 2100
Волейбол	1 хв	42
Теніс	1 хв	3360
Бокс	9 хв	840
Гімнастичні вправи	6-9с	10, 5,21,84

 

Тривалість роботи помірної інтенсивності визначається не тільки координаційними процесами, що безпосередньо зв'язані з іннерваційними механізмами діяльності м'язів, а й рівнем координації вегетативних функцій і в першу чергу діяльністю дихальної, серцево-судинної і видільної систем. Якщо настає обмеження роботи цієї інтенсивності, то в першу чергу в результаті порушення координації діяльності серця, дихального апарату, нирок і потових залоз. Рухові функції при цьому погіршуються внаслідок зниження окислюючих процесів у м'язах і нервових центрах. Ось чому координація вегетативних функцій при виконанні фізичних вправ має не менш важливе значення, ніж координація рухових функцій. В зв'язку з цим систематичне тренування рефлекторних механізмів координації, які визначають ступінь регуляції роботи серцево-судинної, дихальної і видільної систем, повинно відбуватися поряд із тренуванням координаційних механізмів рухового апарату.

У координації діяльності вегетативних систем значна роль належить умовно-рефлекторним механізмам; завдяки їм під час тренування встановлюються тонкі. взаємовідносини між вегетативними і соматичними функціями. Крім того, при координації як соматичних, так і вегетативних функцій велике значення посідають трофічні впливи на внутрішні органи і м'язи, які надходять з боку симпатичної частини автономної нервової системи.

Фізичні вправи та їх вплив на стійкість організму

Під впливом систематичних занять фізкультурою і спортом відбувається неспецифічна адаптація організму до різних стресових факторів завдяки вдосконаленню нейроендокринного апарату і в першу чергу за рахунок підвищення функції кори надниркових залоз і гіпофіза, а також ретикулярної формації.

Канадський вчений Г.Сельє встановив, що під впливом сильних зовнішніх подразників в організмі виникає напруження, назване стресом. При цьому спостерігається комплекс функціональних змін, які він назвав загальним адаптаційним синдромом. Перша стадія (тривога) і третя (виснаження) при правильному застосуванні фізичних вправ, тобто при дотриманні всіх принципів і гігієнічних норм тренування, не проявляються. Вже після декількох тренувань виникає друга стадія - підвищеної резистентності як до специфічних (м'язових навантажень), так і до неспецифічних (несприятливих) впливів зовнішнього середовища.

Під впливом фізичних вправ в організмі проходять складні біохімічні і гематологічні зміни, які в першу чергу відбиваються на захисних функціях крові. В літературі є дані про те, що систематичні заняття фізичними вправами підвищують імунобіологічні властивості крові і шкіри. Крім того, тренування підвищує стійкість організму до дії гіпоксичних факторів. Це пов'язано із збільшенням еритроцитів і гемоглобіну крові, а також міоглобіну в серцевому і скелетних м'язах, які забезпечують збільшення кисневої ємності крові. Спортсмени швидше пристосовуються до умов зниженого атмосферного тиску внаслідок підвищення резистентності нервових клітин до кисневого голодування.

Фізичні вправи підвищують стійкість організму до дії низьких температур. Досліди, проведені з людьми віком від 16 до 25 років в умовах низьких температур (від 0 до 27° С), показали, що частота серцевих скорочень після кросу зростала у менш тренованих більше, ніж у добре тренованих. У спортсменів діастолічний кров'яний тиск замість зниження при фізичному навантаженні зростав, тоді як у натренованих він знижувався на 6,6-20 г Па. Зниження маси тіла після фізичного навантаження при низьких температурах (від -15 до -27° С) у досліджуваних було більшим, ніж при звичайній (кімнатній) температурі, але у менш тренованих вона знижувалась значно більше. Таким чином, тренування в умовах низьких температур більш напружене, ніж при такому ж фізичному навантаженні в умовах звичайних температур. Треновані люди досить легко адаптуються до фізичної роботи при низьких температурах, чого не можна сказати про нетренованих. Пояснити це можна тим, що фізичні вправи сприяють вдосконаленню рефлекторних судинних реакцій на холод і підвищують стійкість організму до його дії. Але при надмірних фізичних навантаженнях неспецифічна стійкість організму спортсменів до несприятливих факторів зовнішнього середовища знижується в результаті розвитку втоми. Згідно з даними А.Г.Дембо, у спортсменів в основному періоді тренування в зв'язку із значною втомою знижувалась стійкість організму до охолодження.

Це слід враховувати при плануванні відновлюючого режиму, особливо після проведення великих тренувальних навантажень.

У спеціальних дослідах, проведених на щурах, було показано, що фізичні вправи підвищують стійкість організму до проникаючої радіації. Ті щури, з якими систематично протягом 2 місяців проводили м'язове тренування, після опромінювання рентгенівськими променями (доза 0,21-0,25 Кл/кг) виживали більшою мірою, ніж ті, які не тренувалися. Коли тварин опромінювали повторно малими дозами (0,01 Кл/кг щодня), то 15% нетренованих щурів загинули після сумарної дози 0,15 Кл/кг, а стільки ж тренованих щурів загинули тільки після дози 0,62 Кл/кг.

Отже, фізичні вправи при раціональному використанні їх в спортивній практиці підвищують опірність організму до дії багатьох несприятливих факторів зовнішнього середовища. В зв'язку з цим для учнів повинні широко використовуватись найрізноманітніші форми занять фізичними вправами і за будь-яких погодних умов.