Взаимодействие внешней среды и организма человека

Нагрузка, выполняемая  на тренировках и соревнованиях, не бывает стандартной. На соревнованиях  каждый стремится достичь максимально  возможной для него интенсивности  работы. Физиологические исследования, проводимые при работе на пределе функциональных возможностей организма, могут дать представление о его физиологических возможностях.

Применяются три  варианта исследований при такой  работе.

Первый вариант состоит в регистрации физиологических изменений во время выполнения спортивного упражнения в условиях соревнования или близких к ним. Физиологические функции регистрируются во время этой работы, или сразу после нее, или на протяжении всего последующего восстановительного периода.

Второй вариант представляет собой лабораторную работу в виде бега на месте, или работу на велоэргометре, или бег на тредбане. Испытуемый совершает работу, постепенно усиливая ее мощность с целью максимальной мобилизации всех функций организма, обеспечивающих предельную работу. К концу такого усиления испытуемый уже работает в полную силу своих возможностей. В это время и про- изводят необходимые физиологические замеры, которые характеризует предельную мобилизацию физиологических возможностей оргазма спортсмена.

Третий вариант заключается в том, что испытуемый совершает работу, строго стандартную по мощности. Однако продолжительность фоты не ограничивается. Она производится до тех пор, пока испытываемый может поддерживать заданную мощность (заданное число оборотов педалей, темп бега при определенной высоте подъема бедра, скорость бега или плавания за лидером). Работа прекращается в тот момент, когда ее мощность или скорость передвижения начинают неотвратимо падать и испытуемый даже при всем напряжении своих сил вынужден отказаться от дальнейшего выполнения работы в данных условиях. Иначе говоря, с целью характеристики тренированности исследуется выполнение работы «до отказа».

Результаты  исследований при предельной работе спортсмена резко отличаются от тех, которые были получены при изучении стандартной боты. При предельной работе отмечалось обратное: у тренированных во многих физиологических показателях были большие сдвиги, у нетренированных. Это выражается в том, что тренированный расходует при предельной работе больше энергии, чем нетренированный, а объясняется тем, что сама работа, произведенная тренированным, превышает величину работы, которую может выполнить нетренированный.

Весьма тесно  связаны с тренированностью спортсмена показатели максимального потреблении  кислорода. Чем тренированнее спортсмен, тем большее количество кислорода он в состоянии потребить во время предельной работы

Понижение уровня сахара в крови, являющееся одним  из основных признаков утомления, наиболее выражено при очень длительной работе у хорошо тренированных спортсменов. Значительные изменения в химизме крови во время работы говорят о том, что центральная нервная система тренированного организма обладает устойчивостью к действию резко измененного состава внутренней среды. Организм высокотренированного спортсмена обладает повышенной сопротивляемостью к действию факторов утомления, иначе говоря, большой выносливостью. Он сохраняет работоспособность при таких условиях, при которых нетренированный организм вынужден прекратить работу.

Обмен веществ и энергии

Основной признак  живого организма – обмен веществ и энергии. В организме непрерывно идут пластические процессы, процессы роста, образования сложных веществ, из которых состоят клетки и ткани. Параллельно происходит обратный процесс разрушения; Всякая деятельность человека связана с расходованием энергии. Нормальное протекание этих процессов требует расщепления сложных органических веществ так как они являются единственными источниками энергии для животных и человека. Такими веществами являются белки, жиры и углеводы. Большое значение для нормального обмена веществ имеют также вода, витамины и минеральные соли.

Обмен углеводов

Углеводы поступают  в организм с растительной и частично с животной пищей. Они также синтезируются  в организме из продуктов расщепления, аминокислот и жиров. При избыточном поступлении превращаются в жиры и в таком виде откладываются в организме.

Углеводы –  важная составная часть живого организма. Однако их в организме меньше, чем  белков и жиров, они составляют всего  лишь около 2% сухого вещества тела.

Углеводы в организме главный источник энергии. Они всасываются в кровь в основном в виде глюкозы. Это вещество разносится по тканям и клеткам организма.

Запасы углеводов  особенно интенсивно используются при  физической работе. Однако полностью  они никогда не исчерпываются. Насыщение организма углеводами способствует сохранению постоянной концентрации глюкозы в крови и тем самым повышает работоспособность человека. При нормальном питании и дополнительном приеме углеводов на старте концентрация глюкозы в крови остается постоянной и работоспособность спортсменов при этом сохраняется на протяжении этой дистанции.

Обмен жиров

Жир используется как пластический и энергетический материал, покрывает различные органы, предохраняя их от механического  воздействия. Скопление жира в брюшной полости обеспечивает фиксацию внутренних органов. Подкожная жировая клетчатка, являясь плохим проводником тепла, защищает тело от излишних теплопотерь. Жир входит в состав секрета сальных желез, предохраняет кожу от высыхания и излишнего смачивания при соприкосновении с водой, является необходимым компонентом пищи. Пищевой жир содержит некоторые жизненно важные витамины.

Обмен воды и минеральных веществ Человеческий организм на 60% состоит из воды. Вода и минеральные соли не служат питательными веществами или источниками энергии. Но без воды не могут протекать обменные процессы. Вода – хороший растворитель. Только в жидкой среде протекают окислительно-восстановительные процессы и другие реакции обмена, Жидкость участвует в транспортировке некоторых газов; перенося их либо в растворенном состоянии, либо в виде солей. Вода входит в состав пищеварительных соков, участвует в удалении из организма продуктов обмена, среди которых содержатся и токсические вещества, а также в терморегуляции.

Основную часть минеральных веществ человек получает с пищей и водой. Однако не всегда их содержание в пище достаточно. Большинству людей приходится добавлять, например, хлористый натрий (NaCl – поваренная соль) в пищу по 10 – 12 г в день. Хронический недостаток в пище минеральных веществ может приводить к расстройству функций организма. Соли кальция и фосфора необходимы для построения костей и зубов, в которых находится 70% всего фосфора и 99% кальция, имеющихся в организме.

Витамины и их роль в обмене веществ Значение витаминов состоит в том, что, присутствуя в организме в ничтожных количеств они регулируют реакции обмена веществ. Роль витаминов сходна ролью ферментов и гормонов. Целый ряд витаминов входит в состав - различных ферментов. При недостатке в организме витаминов развивается состояние, называемое гипоавитаминозом. Заболевание, возникающее при отсутствии того или иного витамина, называется авитаминозом.

§2.3 Изменения  в системах крови, кровообращения и  дыхания при интенсивной мышечной деятельности

При регулярных занятиях физическими упражнениями, каким-либо видом спорта в крови увеличивается количество эритроцитов и гемоглобина, обеспечивающее рост кислородной емкости крови; возрастает количество лейкоцитов и их активность, что повышает сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям.

Физиологические сдвиги негативного плана (нарастание концентрации молочной кислоты, солей  и т.п.) после непосредственной мышечной деятельности у тренированных людей  легче и быстрее ликвидируются  с помощью так называемых буферных систем крови благодаря более совершенному механизму восстановления.

Кровь в организме  под воздействием работы сердца находится  в постоянном движении. Этот процесс  происходит под воздействием разности давления в артериях и венах. Артерии  – кровеносные сосуды, по которым  кровь движется от сердца. Они имеют  плотные упругие мышечные стенки. От сердца отходят крупные артерии (аорта, легочная артерия), которые, удаляясь от него, ветвятся на более мелкие. Самые мелкие артерии разветвляются на микроскопические сосуды-капилляры. Они в 10 – 15 раз тоньше человеческого волоса и густо пронизывают все ткани тела. Капилляры имеют тонкие полупроницаемые стенки, через которые во всех тканях организма осуществляется обмен веществ. Из капилляров кровь переходит в вены – сосуды, по которым она движется к сердцу. Вены имеют тонкие и мягкие стенки и клапаны, которые пропускают кровь только в одну сторону – к сердцу.

Двигательная  активность человека, занятия физическими  упражнениями, спортом оказывают  существенное влияние на развитие и  состояние сердечно-сосудистой системы. Пожалуй, ни один орган не нуждается столь сильно в тренировке и не поддается ей столь легко, как сердце. Работая с большой нагрузкой при выполнении спортивных упражнений, сердце неизбежно тренируется. Расширяются границы его возможностей, оно приспосабливается к перекачке количества брови намного большего, чем это может сделать сердце нетренированного человека. В процессе регулярных занятий физическими упражнениями и спортом, как правило, происходит увеличение массы сердечной мышцы и размеров сердца.

Показателями работоспособности сердца являются частота пульса, кровяное давление, систолический и минутный объем крови.

Физическая  работа способствует расширению кровеносных  сосудов, снижению тонуса их стенок; умственная работа, так же как и нервно-эмоциональное  напряжение, приводит к сужению сосудов, повышению тонуса их стенок и даже спазмам. Такая реакция особенно свойственна сосудам сердца и мозга. Длительная напряженная умственная работа, частое нервно-эмоциональное напряжение, не сбалансированные с активными движениями и с физическими нагрузками, могут привести к ухудшению питания этих важнейших органов, к стойкому повышению кровяного давления, которое, как правило, является главным признаком гипертонической болезни. Свидетельствует о заболевании также и понижение кровяного давления в покое (гипотония), что может быть следствием ослабления деятельности сердечной мышцы. В результате специальных занятий физическими упражнениями и спортом кровяное давление претерпевает положительные изменения. За счет более густой сети кровеносных сосудов и высокой их эластичности у спортсменов, как правило, максимальное; давление в покое оказывается несколько ниже нормы.

Частота дыхания. Средняя частота дыхания в покое составляет 15 – 18 циклов в мин. Один цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы. У женщин частота дыхания на 1 – 2 цикла больше. У спортсменов в покое частота дыхания снижается до 6 – 12 циклов в мин за счет увеличения глубины дыхания и дыхательного объема. При физической работе частота дыхания увеличивается, например у лыжников и бегунов до 20 – 28, у пловцов до 36 – 45 циклов в мин.

Дыхательный объем  – количество воздуха, проходящее через  легкие при одном дыхательном  цикле (вдох, выдох, пауза). В покое  дыхательный объем (объем воздуха, поступающего в легкие за один: вдох) находится в пределах 200 – 300 мл. Величина дыхательного объема зависит от степени адаптации человека к физическим нагрузкам. При интенсивной физической работе дыхательный объем может увеличиваться до 500 мл и более.

Итак, физические нагрузки оказывают двойной тренирующий эффект: повышают устойчивость к кислородному голоданию и, увеличивая мощность дыхательной и сердечно-сосудистой систем, способствует лучшей утилизации кислорода.

Дыхательная система  может управляться человеком  произвольно. Необходимо иметь в виду некоторые приемы управления. Специалисты рекомендуют в условиях относительного покоя дышать через нос и только при интенсивной физической работе дышать одновременно и  через рот; во всех случаях выпрямления тела делать вдох, при сгибании – выдох; в процессе выполнения циклических движений ритм дыхания приспосабливать к ритму движения, акцентируя внимание на выдохе; избегать необоснованных задержек дыхания и натуживания.

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В перспективных  направлениях эволюционирования человека, по-видимому, одно из важнейших мест займет использование приобретенных, но чрезвычайно слабо раскрытых резервов мозга. Около триллиона взаимосвязанных нервных клеток головного мозга представляют собой настолько сложный механизм, что для полноценного использования его понадобится социальный опыт многих и многих поколений людей. Иначе говоря, возможности социального наследования в овладении огромными резервами мозга безграничны. В ряду ближайших задач раскрытия его резервов — овладение более совершенными формами обучения и воспитания, в том числе физического воспитания в детском и подростковом возрасте.

Важнейшим адаптивным свойством человека является его  способность к трудовой деятельности. Эта способность лежит и в  основе адаптации к новым формам двигательной деятельности, характерной для спорта. Совершенствование человека (и человечества) посредством занятий физической культурой, спортом — важнейшее условие прогрессивного развития его умственных и физических способностей.

Главная социальная функция спорта — совершенствование физической и психической природы человека — в известной мере служит положительному изменению демографической структуры общества. Человечество стареет: увеличение продолжительности жизни ведет к увеличению количества людей, которые совершенно заслуженно пользуются благами общества, но уже не могут делать для него того, на что были способны в пору их активной трудовой деятельности. Физическая культура добавляет не только годы к жизни, но и жизнь к годам: продолжительность активной творческой жизни увеличивается, общество получает дополнительный резерв трудоспособного населения.

Совершенствование индивидуальных природных качеств личности средствами физической культуры — одна из перспективных линий развития человека ближайшего будущего. Будучи тесно связанными, природные данные и социально обусловленные личностные качества в равной мере подвержены влиянию занятий спортом. Однако социальные мотивации спорта делают его не столько средством индивидуального физического совершенствования, сколько важнейшим инструментом формирования личности человека.

Уже в ближайшем  будущем человек резко увеличит резервы адаптации к факторам внешней среды за счет широкого использования различных средств самосовершенствования. В ряду этих средств спорт будет играть все возрастающую роль.