Социально-биологические и психофизиологические основы физической культуры

При вдохе, согласно команде  дыхательного центра, сокращаются основная вдыхательная мышца – диафрагма  – и наружные межреберные мышцы. В результате сокращения вдыхательных мышц купол диафрагмы уплощается и опускается, а ребра поднимаются, ввиду чего увеличивается объем  грудной клетки(рис. 4). Плевральная полость, повторяем, герметична, и давление в ней отрицательное по отношению к атмосферному. Поэтому легкие пассивно расправляются в грудной полости и под действием силы атмосферного давления через воздухоносные пути наполняются воздухом. Так происходит вдох.

Вдыхательные мышцы преодолевают ряд сопротивлений, главнейшие из которых  – эластическое сопротивление реберных хрящей и самой легочной ткани, масса  приподнимаемой грудной клетки и  сопротивление брюшных внутренностей  и стенок живота, оттесняемых диафрагмой при ее уплощении во время сокращения.

Когда вдох окончен и вдыхательные мышцы расслабляются, суммарное  действие перечисленных сопротивлений  возвращает грудную клетку в исходное положение: ребра в силу упругости  их соединений опускаются, диафрагма  выпячивается вверх. В результате уменьшается  объем грудной клетки и соответственно – объем легких. Причем избыток  воздуха, вошедшего при вдохе, выталкивается  наружу из-за увеличения внутрилегочного  давления. Так в спокойном состоянии  пассивно, без активного участия  дыхательных мышц осуществляется выдох. Лишь при усиленном или затрудненном дыхании выдох становится активным: ему помогает сокращение мышц-экспираторов (выдыхательных мышц) – брюшного пресса, внутренних и части наружных межреберных.

После выдоха дыхательный  цикл ритмично повторяется. И так  всю жизнь. От первого до последнего вдоха...

При произвольном стремлении изменить дыхательные движения, например задержать дыхание при нырянии или согласовать ритм спортивных движений с дыхательными, в регуляцию дыхания включаются высшие отделы головного мозга, контролирующие работу всех мышц тела (соматических мышц).

Обычно человек не замечает, какую работу ежесекундно выполняют  его дыхательные мышцы. Однако любая  физическая нагрузка, приводя к усилению дыхания, делает весьма ощутимыми движения грудной клетки. И при спокойном  дыхании расходуется немалая  энергия. Поэтому задача дыхательной  системы состоит в доставке организму  кислорода при наименьшей затрате  энергии на само дыхание. Сохранение минимальной энергетической «себестоимости»  кислорода – одно из важнейших  условий жизнедеятельности организма. При чрезмерном расходе кислорода  на функционирование самого дыхательного аппарата, как это бывает при различных  заболеваниях или при затруднениях дыхания, организм страдает от кислородного голодания. В критических случаях  дыхание перестает быть условием жизни и становится самоцелью: получается так, что больной живет лишь для  того, чтобы дышать, вместо того чтобы  дышать для полноценной жизни.

Жизненная емкость  легких – общий объем воздуха, который может быть выдохнут при максимальном выдохе после самого глубокого вдоха, – служит одним из показателей физического развития человека. Занятия спортом и дыхательные упражнения повышают жизненную емкость, а все причины, затрудняющие дыхательные движения, снижают ее и тем самым ухудшают снабжение организма кислородом .

Она в среднем равна 3500 мл у мужчин и 2700 мл у женщин, а  у хорошо тренированных лиц может  достигать 6000 мл. При этом даже после  весьма интенсивного выдоха в легких обязательно остается около 1500 мл так называемого остаточного воздуха.

Объем воздуха, проходящий через  легкие за одну минуту, называют минутным объемом дыхания. В норме он равен 4000 – 6000 мл. При мышечной работе он увеличивается, например, у спортсменов при беге – до 30 л.

В покое взрослый человек  делает примерно 16 дыханий в одну минуту. За каждый вдох в легкие попадает около 50 мл воздуха. При самом глубоком вдохе можно дополнительно вдохнуть около 1500 мл воздуха, а при самом  глубоком выдохе выдохнуть еще 1500 мл резервного воздуха, однако и после  этого в дыхательной системе  останется еще около 1500 мл воздуха.

Не весь объем вдыхаемого воздуха участвует в газообмене. При каждом вдохе около 150 мл его  остается в полости носа, ротовой  части глотки, носоглотке, гортани, трахее, бронхах. Этот объем воздуха  называют вредным пространством.

Итак, в легкие во время  вдоха поступает воздух, который  по дыхательным путям доходит  до мелких разветвлений бронхов. Далее  кислород посредством диффузии достигает  альвеол и смешивается с альвеолярным воздухом. В альвеолах происходит интенсивный обмен газов, но химический состав альвеолярного воздуха изменяется совсем незначительно, хотя заметно  отличается от атмосферного. Его состав остается довольно постоянным при вдохе и выдохе за счет того, что в альвеолы из воздухоносных путей непрерывно диффундируют молекулы кислорода и удаляются молекулы углекислого газа. Это имеет большое физиологическое значение для поддержания постоянства внутренней среды организма. Благодаря альвеолярному воздуху, выполняющему роль посредника, кровь непосредственно не соприкасается с окружающим нас воздухом. Легочная вентиляция определяется глубиной дыхания (дыхательным объемом) и частотой дыхательных движений. В покое дыхательный объем мал по сравнению с общим объемом воздуха в легких. Таким образом, человек может как вдохнуть, так и выдохнуть большой дополнительный объем. Однако даже при самом глубоком выдохе в альвеолах и воздухоносных путях легких остается некоторое количество воздуха.

Газообмен между воздухом и кровью через стенки альвеол и легочных капилляров и между кровью и клетками через стенки тканевых капилляров происходит посредством диффузии( рис. 6).В альвеолах легких кислород диффундирует в кровь, а углекислый газ – из крови в воздух. Артериальная кровь от легких движется к тканевым капиллярам, где происходят обратные по направлению процессы обмена газов между тканями и кровью.

У здорового человека в  нормальных условиях давление кислорода  в альвеолярном воздухе больше, чем  в венозной крови, притекающей к  легочным капиллярам. В отношении  углекислого газа наблюдается как  раз обратное: его давление в альвеолярном воздухе меньше, чем в венозной крови и тем более в тканях, где он постоянно образуется в  результате жизнедеятельности клеток. Разности давлений, существующие между  кислородом в альвеолярном воздухе  и в венозной крови и между  углекислым газом в притекающей  крови и в альвеолярном воздухе, являются физической причиной перехода кислорода из воздуха в кровь  и углекислого газа из крови в  альвеолярный воздух. Газы диффундируют в направлении, определяемом разностью  давлений (напряжений) внутри и снаружи  капиллярных стенок. Вследствие диффузии (самопроизвольного проникновения  молекул газа из места с большим  давлением в место, где давление газа меньше) кислород из альвеолярного  воздуха переходит в кровь, а  углекислый газ, принесенный в легкие кровью, переходит из нее в альвеолярный воздух и удаляется в атмосферу.

Скорость диффузии в легочных капиллярах довольно велика, и за время  движения крови по ним (около 2 секунд) давление газов внутри и снаружи  капилляров успевает выровняться. Поэтому можно считать, что напряжение (давление) газов в альвеолах и артериальной крови одинаково. В тканевых капиллярах скорость диффузии газов на границе кровь – ткань сравнительно мала, и давление газов в крови не успевает достичь величины, равной давлению в тканях. Поэтому давление газов в венозной крови на некоторую величину отличается от давления газов в тканях.

Перенос газов кровью представляет собой доставку O₂ к тканям и обратный транспорт СO₂. Кровь, двигаясь по замкнутому кругу, обеспечивает перенос газов между легкими и тканями. Газы переносятся кровью частично в свободном растворенном в плазме состоянии, но в основном в связанном виде посредством образования обратимых химических соединений с гемоглобином. Именно гемоглобин крови обеспечивает химическое связывание и перенос кислорода и углекислого газа, которые поступают в плазму крови в процессе диффузии.

Газообмен в легких и тканях организма становится возможен благодаря  транспортной системе крови, которая  циркулирует по замкнутому кругу, содержащему  два участка капилляров: легочных и тканевых. Не приходится доказывать, что функция дыхательной системы  неразрывна с деятельностью сердечнососудистой, и обе они нерасторжимы при  выполнении первостепенной задачи: доставки органам и тканям кислорода и  удаления избытка углекислого газа.

Процесс переноса газов кровью тоже не простой. Проникшие из альвеол  в плазму крови молекулы кислорода  недолго остаются свободными, так  как связываются с гемоглобином, находящимся в красных кровяных тельцах – эритроцитах. Дыхательный  белок гемоглобин, вступая в соединение с кислородом, образует оксигемоглобин, и тем самым кровь переносит  намного больше кислорода, чем если бы газ просто растворялся в ее плазме. В артериальной крови, оттекающей от легких, почти весь гемоглобин соединен с кислородом и превращен в оксигемоглобин. Нестойкое соединение кислорода с гемоглобином в концентрированном виде в эритроцитах доставляется к тканям.

Будучи доставленным в  мельчайшие кровеносные капилляры, пронизывающие все органы и ткани  тела, оксигемоглобин легко освобождает  кислород. Химическое сродство (способность  удерживать молекулу кислорода) гемоглобина  с кислородом зависит также от содержания углекислого газа: чем  его больше, тем быстрее расщепляется оксигемоглобин.

Выделившийся кислород проникает  далее через клеточную оболочку и участвует в тканевом дыхании. Навстречу этому процессу протекает  другой, взаимосвязанный с ним: из клетки в кровь поступает углекислота. Гемоглобин, отщепивший от себя кислород, тут же вступает в связь с углекислым газом: чем меньше кислорода в крови, тем больше химически связанного углекислого газа.

Кислород, переносимый с  током крови в различные ткани  и органы, начинает переходить из крови  в клетки этих тканей и органов, так  как вследствие непрерывной работы клеток происходит непрерывное потребление  кислорода и выделение углекислоты. Концентрация кислорода в клетках  всегда ниже, чем в притекающей  крови, а концентрация углекислоты  всегда выше.

Таким образом на всем своем пути от легких через кровь к тканям кислород движется из области его более высокой концентрации в область более низкой и, наконец, утилизируется (употребляется) в клетках.

Примерно то же самое происходит и с углекислым газом, который  движется из работающих органов (то есть мест более высокой его концентрации) через кровь к легким, где концентрация его минимальна.

Углекислота в оттекающей от тканей венозной крови содержится в растворенном и связанном состоянии: в виде бикарбонатов и соединения с гемоглобином – карбогемоглобина. В таком виде большая часть  углекислоты доставляется кровью к  легким. Так как карбогемоглобин  – соединение непрочное и расщепляется тем легче, чем больше содержание кислорода, то в капиллярах легких оно  очень быстро распадается, а освободившийся углекислый газ выделяется в альвеолярный воздух и в дальнейшем удаляется  из организма.

Количество химически  связанного газа, с одной стороны, соответствует его содержанию в  плазме крови и, с другой – зависит  от содержания конкурирующего газа: чем  больше кислорода, тем меньше карбогемоглобина, и чем больше углекислого газа, тем меньше оксигемоглобина. Гемоглобин работает без простоев и все время  нагружен, поочередно перенося то кислород, то углекислый газ. Дыхание свершилось тогда, когда к каждой клетке доставлены молекулы кислорода, в митохондриях произошло окисление и получена энергия, а из организма выведен  ненужный продукт обмена – углекислый газ. Клетка живет и действует.

Психологические основы физической культуры. Оптимальное регулирование  своего психического состояния

Психические свойства являются основой, обусловливающей деятельность личности. Однако на успешность и особенности  деятельности большое влияние оказывают  и временные психические состояния  человека. 
Психическое состояние — это сложное и многообразное достаточно стойкое, но сменяющееся психическое явление, повышающее или понижающее жизнедеятельность в сложившейся ситуации.

Нетрудно понять психическое  состояние, например, учащегося, проявляющего на теоретическом занятии неуверенность  в решении заданной преподавателем задачи. Лицо выражает подавленность, взгляд блуждает по учебным пособиям и товарищам, поза скованная, пальцы слегка дрожат. Пробует разные варианты решения, случайно, может быть, находит  что-то рациональное, поспешно производит действия. Преподаватель, заметив удачу  учащегося, похвалил его за находчивость. И состояние отвечающего резко  меняется: неуверенность сменяется  уверенностью, исчезают подавленность  и напряженность, появляется чувство  удовлетворенности и бодрость. Следующую  учебную задачу он решает уже в  другом состоянии: смелее, активнее, энергичнее и, конечно, увереннее и успешнее. 
Но могло произойти и противоположное. Заметив какую-то ошибку уверенно решающего задачу учащегося, преподаватель упрекнет его в бездарности. Психическое состояние впечатлительного юноши резко изменится. Появятся чувство обиды, неуверенность и подавленность, а может быть, и состояние растерянности, и он уже не сможет решать дальше задачу так же энергично и успешно, как действовал до этой случайной ошибки и психической травмы, нанесенной неосторожным упреком преподавателя.

На этом примере видно, что психические состояния представляют собой весьма сложные структуры  различных мыслей, чувств, побуждений и отношений к себе, окружающим и к делу. А все это в совокупности приводит к успеху, если общее психическое  состояние положительное для  выполняемой деятельности, или же к неудачам, срывам и провалам, если появилось отрицательное для  нее состояние психики. При этом всегда происходят своеобразные сочетания  различных психических состояний, например, любознательности с интересом, пытливостью, активностью, деловитостью, инициативностью, бодростью и возбужденностью, а неудовлетворенности сопутствуют  огорчения, подавленность, апатичность  и невнимательность. И вся эта  совокупность отдельных видов состояний  образует целостное психическое  состояние, называемое настроением. 
Настроение — это совокупность отдельных психических состояний, из которых какое-то состояние доминирует и придает сознанию соответствующую этому состоянию эмоциональную окраску. Настроение может быть бодрым, веселым, подавленным, грустным, радостным и т. д., в зависимости от того, какое из составляющих его психических состояний наиболее сильное. А в тех случаях, когда ни одно из совокупности состояний не преобладает над другими, настроение бывает смутным, неопределенным, неясным, а может быть только плохим или хорошим. Настроения как целостные состояния психики, имеют постоянно присущие им шесть особенностей: