10. Функциональные системы организма (основные характеристики, изменения под воздействием физической культуры).

- Кровеносная система.

Кровь в организме человека выполняет следующие основные функции:

1) транспортную – в процессе обмена веществ переносит к тканям тела питательные вещества и кислород, а из тканей к органам выделения транспортирует продукты распада, образующиеся в результате жизнедеятельности клеток тканей;

2) регуляторную – осуществляет гуморальную (гумор – жидкость) регуляцию функций организма с помощью гормонов и других химических веществ и рефлекторную вследствие гидростатического давления на нервные окончания (барорецепторы), расположенные в стенках кровеносных сосудов;

3) защитную – защищает организм от вредных веществ и инородных тел, кроме этого, при повреждении тканей тела останавливает кровотечение;

4) теплообмен – участвует в поддержании постоянной температуры тела.

Кровь состоит из жидкой части (плазмы) (55 %) и взвешенных в ней форменных элементов (эритроцитов, лейкоцитов и др.) (45 %). Кровь имеет слабую щелочную реакцию.

Эритроциты – красные кровяные тельца, носители, дыхательного пигмента гемоглобина. Эритроциты переносят кислород из легких к тканям и частично углекислый газ из тканей к легким.

Лейкоциты – белые кровяные клетки, их имеется несколько видов. Они способны проникать через стенки кровеносных сосудов в ткани тела и уничтожать болезнетворные микробы и инородные тела, попавшие в организм. Это явление называется «фагоцитозом».

Тромбоциты – кровяные пластинки. Они защищают организм от потери крови. При повреждении тела и кровеносных сосудов тромбоциты способствуют свертыванию крови, образованию сгустка (тромба), который закупоривает сосуд и прекращает потерю крови.

При регулярных занятиях физическими упражнениями или спортом:

увеличивается количество эритроцитов и количество гемоглобина в них, в результате чего повышается кислородная емкость крови;

повышается сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям, благодаря повышению активности лейкоцитов;

ускоряются процессы восстановления после значительной потери крови.

Одним из важных показателей является минутный объем крови, т.е. количество крови, выбрасываемое одним желудочком сердца в течение минуты. В состоянии покоя минутный объем крови составляет в среднем 4–6 л. При интенсивной мышечной деятельности он повышается у нетренированных до 18–20 л, у тренированных людей – 30–40 л.

Мышечная система человека делится на два вида мускулатуры: гладкую (непроизвольную) и поперечнополосатую (произвольную). У человека насчитывается более 600 различных мышц. Они составляют у мужчин 35–40 % массы тела (у спортсменов 50 % и более), у женщин – несколько меньше. Механическая деятельность мышц осуществляется в результате способности мышечных волокон переходить в состояние возбуждения, т.е. в деятельное состояние под влиянием биотоков (импульсов), идущих к мышцам по нервным волокнам.

Возбуждение мышечных волокон представляет собой сложную систему энергетических, химических, структурных и иных изменений в клетках, обеспечивающих специфическую работу мышечной ткани. Работа мышц реализуется за счет их напряжения или сокращения. Напряжение может происходить без изменений длины мышцы (статическая работа), сокращение – с уменьшением длины ее (динамическая работа). Чаще всего мышцы работают в смешанном режиме, одновременно напрягаясь и сокращаясь по длине. Сила мышц зависит от количества мышечных волокон и их поперечного сечения, а также от эластичности и исходной длины отдельной мышцы. Систематическая физическая тренировка увеличивает силу мышц, в том числе и за счет увеличения их эластичности.

Гладкие мышцы расположены в стенках кровеносных сосудов и некоторых внутренних органах. Они обеспечивают сужение или расширение сосудов, осуществляют продвижение пищи по желудочнокишечному тракту, сокращают стенки мочевого пузыря.

Поперечнополосатые мышцы – это все скелетные мышцы, которые обеспечивают многообразные движения тела и отдельных его частей. К поперечнополосатым мышцам относится также и сердечная мышца, обеспечивающая ритмическую работу сердца на протяжении всей жизни человека автоматически.

Поперечнополосатыми эти мышцы называются потому, что в поле зрения под микроскопом они имеют поперечную исчерченность. Основой мышц, как и всего живого вообще, являются белки. Они составляют 80–85 % мышечной ткани. Главным свойством мышечной ткани является сократимость, которая обеспечивается за счет сократительных мышечных белков – актина и миозина. Строение мышечной ткани весьма сложно. Она имеет волокнистую структуру, совокупность этих волокон образует мышцу в целом.

Работа мышцы. В процессе мышечного сокращения потенциальная химическая энергия переходит в потенциальную механическую энергию напряжения и кинетическую энергию движения. Различают внутреннюю и внешнюю работу. Внутренняя работа связана с трением в мышечном волокне при его сокращении, движением катионов и анионов как при возбуждении, так и в процессе восстановления исходного состояния; превращением энергии при эндотермических ресинтезах (восстановлении соединений). Внешняя работа проявляется при перемещении собственного тела, груза, отдельных частей организма (динамическая работа) в пространстве. Она характеризуется коэффициентом полезного действия (КПД) мышечной системы, т.е. отношением производимой работы к общим энергетическим затратам (для мышц человека КПД составляет 15–20 %, у физически развитых и тренированных людей этот показатель, как правило, выше).

Костная система образует скелет человека, состоящий из более 200 костей, соединяющихся между собой посредством суставов. В зависимости от формы и функции они делятся на трубчатые (кости конечностей), губчатые (выполняют в основном защитную и опорную функции – ребра, грудина, позвонки и др.), плоские (кости черепа, таза, поясов конечностей) и смешанные (основание черепа). Скелет человека состоит из позвоночника, черепа, грудной клетки, поясов конечностей и скелета свободных конечностей. Позвоночник, состоящий из 33–34 позвонков, делят на 5 отделов: шейный (7), грудной (12), поясничный (5), крестцовый (5), копчиковый (4–5). Позвоночный столб позволяет совершать сгибания вперед и назад, в стороны, вращательные движения вокруг вертикальной оси.

В норме он имеет два изгиба вперед (шейный и поясничный – лордозы) и два изгиба назад (грудной и крестцовый – кифозы). Названные изгибы имеют большое функциональное значение при выполнении различных движений (ходьба, бег, прыжки, кувырки и т.д.): они ослабляют толчки, удары и т.п., амортизируя как эластичная система.

Суставы – в основном подвижные соединения, область соприкосновения костей в них покрыта специальной оболочкойсуставной сумкой из плотной соединительной ткани, срастающейся с надкостницей и сочленяющихся костей. Полость суставов герметически закрыта и имеет небольшой объем, зависящий от формы и размеров сустава. Суставная жидкость в суставной щели уменьшает трение между суставными поверхностями при движении, как и гладкий хрящ, покрывающий эти поверхности. В простейшем случае в суставе осуществляются сгибание и разгибание, наиболее сложными суставами являются шаровидные (например, в тазобедренном суставе можно производить сгибание, разгибание, приведение, отведение ног, вращение). Главная функция суставов – обеспечение возможности для осуществления движений. Вместе с этим они выполняют роль демпферов, своеобразных тормозов, гасящих инерцию движения и позволяющих производить мгновенную остановку после быстрого движения. Суставы при систематических занятиях физическими упражнениями и спортом развиваются и укрепляются, повышается эластичность их связок и мышечных сухожилий, увеличивается гибкость. Отсутствие достаточной двигательной активности приводит к разрыхлению суставного хряща и изменению суставных поверхностей, сочленяющихся костей, к появлению болевых ощущений, создаются условия для образования в них воспалительных процессов.