Физиологические изменения в организме под влиянием физических нагрузок

                                                МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ГОУВПО Башкирский государственный

педагогический университет  им. М.Акмуллы

 

                                                       

 

 

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ОРГАНИЗМЕ          ПОД ВЛИЯНИЕМ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК.

 

 

 

 

 

 

                                               Выполнил: Петрушкин Р.С.

                                               БЖФК,курс5,гр.52-51

                                               Проверил: Лобанов С.А.

                                            

 

 

                                  Уфа 2012

 

Физические нагрузки могут  вызывать в организме значительные изменения, в крайних случаях  даже несовместимы с жизнью (то есть приводить к смерти), а могут  весьма слабо влиять на протекающие  в нем процессы. Это зависит  от интенсивности и длительности физических нагрузок. Чем более интенсивна и длительна нагрузка, чем, соответственно, большие изменения она вызывает в организме. Длительность нагрузки измеряется в единицах времени (минутах, например). Интенсивность нагрузки измеряется в единицах, оценивающих  работу - ваттах, джоулях, калориях и  других, сугубо физиологических единицах.Понять, что такое интенсивность работы, удобно на примере: в течение одной минуты можно идти спокойным шагом или бежать. Во втором случае интенсивность нагрузки будет выше, а длительность в обоих случаях одинакова. Интенсивность нагрузки зависит и от того, какое количество мышечной массы включается в работу. Чем больше это количество, тем интенсивнее работа. Если нагрузка предельно интенсивна или длительна, то все структуры организма начинают работать на обеспечение такого высокого уровня жизнедеятельности. В этих условиях не остается ни одной системы, ни одного органа), которые были бы индифферентны по отношению к физической нагрузке. Одни системы увеличивают свою деятельность, обеспечивая мышечное сокращение, а другие - затормаживают, освобождая резервы организма. Даже малоинтенсивная мышечная работа никогда не является работой только одних мышц, это деятельность всего организма. Физиологические системы, увеличивающие свою деятельность во время мышечной работы помогающие ее осуществлению, называют системами обеспечения мышечной деятельности.

Железы внутренней секреции.

Изменения активности желез  внутренней секреции во время мышечной деятельности зависят от характера  выполняемой работы, ее длительности и интенсивности. В любом случае эти изменения направлены на обеспечение  максимальной работоспособности организма. Даже если организм еще не начал  выполнять мышечную работу, но готовится  к ее осуществлению (состояние спортсмена перед стартом), в организме наблюдаются  изменения в деятельности желез  внутренней секреции, характерные для  начала работы.Изменения при истощающей физической нагрузкеЕсли мышечная работа чрезмерно длительна и/или интенсивна, возможности практически всех желез внутреней секреции выделять свои гормоны истощаются. В этих условиях основной задачей системы желез внутренней секреции становится не поддержание максимальной работоспособности, а сохранение внутренней среды организма в пределах, совместимых с жизнью. В частности, для этих целей повышается выделение тирокальцитонина щитовидной железы, вызывая снижение возбудимости центральной нервной системы и мышечного аппарата. Поскольку без гормональной поддержки протекание физиологических процессов невозможно, истощение желез внутренней секреции в результате выполнения чрезвычайно тяжелой и/или длительной работы является одним из факторов, обуславливающих ее прекращение.

Железами внутренней секреции, или эндокринными органами, называются железы, не имеющие выводных протоков. Они вырабатывают особые вещества - гормоны, поступающие непосредственно  в кровь. Гормоны оказывают возбуждающее или угнетающее влияние на деятельность различных систем органов. Они влияют на обмен веществ, на деятельность сердечно-сосудистой системы, половой системы и функционирование других систем органов. Нарушения деятельности желез внутренней секреции сопровождается изменениями во всем организме.Повышение деятельности той или иной железы (гиперфункция) или, наоборот, ее понижение (гипофункция) могут вызвать тяжелые последствия в состоянии организма человека. Биологическая активность гормонов очень велика: некоторые из них оказывают действие при разведении 1:1 000 000.К железам внутренней секреции относятся: нижний придаток мозга (гипофиз), верхний придаток мозга (эпифиз), щитовидная железа, околощитовидные железы, вилочковая железа, островковая часть поджелудочной железы, надпочечные железы и внутресекреторная часть половых желез (яичко у мужчин, яичники у женщин). Каждая железа состоит из железистой эпителиальной ткани, богатой кровеносными сосудами. Железа снабжена нервными волокнами (из вегетативной нервной системы). Важно, что все железы внутренней секреции связаны между собой и представляют единую систему, в которой ведущая роль принадлежит гипофизу (а он, в свою очередь, связан с центральной нервной системой). Гипофиз вырабатывает особые вещества, стимулирующие деятельность других желез внутренней секреции - он выделяет так называемые тропностимулирующие гормоны. Гормоны поступают в кровь, и их влияние называется гуморальным. Деятельность желез регулируется нервной системой. Регуляция осуществляется как непосредственно через подходящие к железам нервы, так и нейро-гуморальным путем (через гипофиз). Сами гормоны в свою очередь оказывают влияние на функции различных отделов нервной системы. К настоящему времени установлена химическая природа многих гормонов, что дало возможность получать некоторые гормоны промышленным способом.Щитовидная железа находится на шее впереди гортани, вес ее 30-60 г. Она снабжена густой сетью кровеносных и лимфатических сосудов, иннервируется симпатическими и парасимпатическими нервами; состоит из трех долек: двух боковых и одной средней. Внутри железы имеются небольшие пузырьки, или фолликулы, стенки которых образованы железистым эпителием и наполнены особым (коллоидным) веществом. В этом веществе содержатся гормоны щитовидной железы - тироксин, в состав которого входит йод, и трийодтиронин, действие которого в несколько раз сильнее тироксина. Оба гормона влияют на обмен веществ, рост и развитие организма, возбудимость нервной системы, деятельность сердца, кровообращение и т.д. В сутки выделяется около 0,3 мг тироксина. При введении 1 мг тироксина человек может расходовать дополнительно еще 1 000 больших калорий, поэтому важнейшим показателем деятельности щитовидной железы служит уровень основного обмена. Повышенный или пониженный основной обмен человека является важнейшим показателем для диагностики патологии в деятельности щитовидной железы. При гиперфункции щитовидной железы развивается заболевание, называемое базедовой болезнью (по имени врача, описавшего эту болезнь). При базедовой болезни увеличивается обмен веществ, повышается возбудимость нервной системы и утомляемость. Симтомы: увеличение щитовидной железы (зоб), пучеглазие, учащение сердцебиения - тахикардия, снижение веса, дрожание рук, резкая потливость и др. Гипофункция щитовидной железы также приводит к различным изменениям во всем организме. Так, у больных микседемой понижен обмен веществ, наблюдаются задержка роста и развития, нарушается психика, наблюдается специфическая отечность кожи и др. Другой пример гипофункции щитовидной железы - кретинизм (слабоумие). Кретинизм развивается и при полной атрофии щитовидной железы в детском возрасте: больные характеризуются карликовым ростом, непропорциональным строением тела(большая голова, короткие конечности), нарушением умственных способностей, недоразвитием вторичных половых признаков и др.В ряде горных районов различных стран встречается заболевание - эндемический зоб. Развитие данного заболевания связано с недостаточным содержанием в питьевой воде йода и выделением малого количества гормонов щитовидной железой. При эндемическом зобе происходит разрастание ткани щитовидной железы и иногда она достигает очень больших размеров. Разрастание железы сопровождается увеличением секреции гормонов, но она все-таки может быть недостаточной. У больных нередко наблюдается нарушение умственных способностей и физическое недоразвитие. Для предупреждения развития болезни в таких районах к поваренной соли добавляют йод.Околощитовидные железы располагаются на задней поверхности щитовидной железы, их четыре и вес каждой составляет около 0,05 г. Гормон околощитовидной железы называется паратиреоидином (паратгормон). Он оказывает влияние на обмен кальция и фосфора. Удаление или перерождение околощитовидных желез ведет к тяжелому заболеванию - тетании, сопровождающейся судорогами мышц, в том числе и дыхательных. Эти симптомы наблюдаются и при гипофункции желез: у детей, беременных женщин и кормящих матерей появляются судороги мышц конечностей, лица и глотки, при судорогах сжимаются кисти рук; отмечается разрушение зубов, выпадение волос, потеря веса. При гипофункции желез гликоген из печени исчезает, снижается способность печени задерживать аммиак и в ней образуется меньше мочевины, снижается содержание кальция в крови. Введение кальция в кровь во время судорог прекращает приступ, но через некоторое время содержание кальция снова понижается и судороги возобновляются. Действие паратиреоидина и витамина D в отношении обмена кальция сходно.Зобная, или вилочковая, железа находится за грудиной. Вещество железы состоит из мелких долек, в которых различают корковый и мозговой слой. В корковом веществе находится большое количество лимфоцитов, в мозговом веществе их меньше, но там располагаются тельца Гассаля, которые, вероятно, обладают секреторной деятельностью. Функция зобной железы изучена недостаточно, но существует определенная связь между возрастом организма и его деятельностью. Наибольшего веса железа достигает в 11-15 лет, т.е. в период полового созревания. Затем вес железы убывает и ее влияние на организм уменьшается. Существует мнение, что до периода полового созревания зобная железа функционирует усиленно и подавляет действие половых желез. С наступлением половой зрелости она постепенно уменьшается (ее значительная часть превращается в жир). Однако между долями жира сохраняются участки секретирующей ткани, играющие определенную роль в деятельности взрослого организма. Гормон зобной железы пока не выделен, но удаление железы вызывает нарушение минерального обмена: кости становятся мягкими и хрупкими - легко ломаются, заживление переломов идет медленно, могут проявляться мышечная слабость, неповоротливость, психические нарушения.

Поджелудочная железа представляет собой железу внешней и внутренней секреции. Кроме поджелудочного сока, поступающего в двенадцатиперстную кишку, в железе вырабатываются гормоны  инсулин ("insula" - островок) и глюкагон, поступающие в кровь. Железистая ткань, выделяющая гормоны, образует островки Лангерганса, находящиеся в толще поджелудочной железы. С нарушением деятельности островковой части железы развивается тяжелое заболевание диабет. Характерной особенностью данного заболевания является пониженная способность клеток организма в большом количестве использовать (окислять) сахар. При этом нарушается способность печени образовывать гликоген. Следствием чего является повышение сахара в крови. В нормальных условиях в крови человека содержится 0,1-0,12% сахара. Почки при этом не пропускают сахар и выделяющаяся моча не содержит его. Если же содержание сахара в крови повышается (больше 0,15-0,18%), то в моче появляется сахар. При диабете количество сахара в крови резко возрастает, составляя 0,3-0,8% (иногда до 1%), и почки начинают выделять сахар (развивается глюкозурия). Выделение сахара с мочой сопровождается выделением значительного количества воды (до 8-10 л) - возникает полиурия. Больные сахарным диабетом выпивают ежедневно 30-40 стаканов воды. Увеличение содержания сахара в крови носит название гипергликемии.Расстройство углеводного обмен приводит к нарушению обмена белков и жиров. При заболевании диабетом не происходит полного окисления жиров, образуются кислые продукты распада (промежуточные), известные под названием кетоновых тел. Нарушение обмена белков заключается в том, что почти 60% поступившего в организм белка превращается в углеводы с последующим образованием большого количества промежуточных кислых продуктов. Кислые продукты распада белков вместе с кетоновыми телами вызывают изменение реакции крови в кислую сторону - ацидоз. Накопление кетоновых тел в организме и последующий ацидоз вызывают отравление организма и нарушение его функций: появляется одышка, ослабевает работа сердца, теряется сознание - развивается диабетическая кома, которая часто приводит к смерти. Таким образом, при гипофункции поджелудочной железы, сопровождающейся уменьшением секреции инсулина, развивается диабет (сахарная болезнь), т.е. инсулин способствует окислению углеводов в тканях организма и отложению (синтезу) гликогена в печени и мышцах.

При опухолях поджелудочной  железы и некоторых других заболеваниях наблюдается понижение сахара в  крови: при этом появляются судороги, происходит снижение температуры тела, потеря сознания и др. Такое состояние  носит название инсулинового, или  гипогликемического, шока. При введении инсулина в кровь снижается содержание сахара в крови и увеличивается  содержание гликогена в печени. Получение  гормона поджелудочной железы было предложено русским врачом Л.Соболевым  в 1901 г., а канадские исследователи  Бантинг и Бест в 1922 г., используя те же методы, что и Л.Соболев, открыли гормон поджелудочной железы - инсулин. В настоящее время инсулин получают промышленным способом (извлечение из поджелудочных желез рогатого скота). Периодическое введение инсулина сохраняет жизнь больным на долгий срок. Введение инсулина должно быть строго дозировано, чтобы не вызвать резкого снижения сахара в крови (не вызвать инсулинового шока). При инсулиновом шоке внутривенно следует ввести раствор сахара или адреналин, так как адреналин способствует повышению содержания сахара в крови (но нельзя вводить адреналин при высоком содержании сахара в крови!). Инсулин и адреналин действуют противоположно на углеводный обмен. Помимо инсулина в поджелудочной железе образуются и другие гормоны: глюкагон (является антагонистом инсулина, вызывая распад гликогена в тканях), падутин (понижает кровяное давление и вызывает расширение мелких сосудов в органах) и липокаин (регулирует жировой обмен в печени: при отсутствии липокаина нарушается процесс сгорания жиров в печени - происходит ее ожирение).Надпочечные железы, или надпочечники, располагаются в поясничном отделе и прилегают к верхним частям почек. В каждом надпочечнике (их пара) различают два слоя: наружный - корковое вещество и внутренний - мозговое вещество, каждый из которых является самостоятельным секретирующим органом. Эти слои отличаются друг от друга по микроскопическому строению и выделяют различные гормоны, причем наиболее важным для организма является корковое вещество (без коркового вещества животное жить не может, а при удалении мозгового оно может существовать более или менее длительное время). Кора надпочечников богата холестерином и аскорбиновой кислотой. В корковом веществе вырабатывается несколько гормонов, объединяемых под общим названием коркостероиды. В настоящее время выделено более 25 активных веществ коры надпочечников. Их подразделяют на две группы: глюкокортикоиды, т.е. кортикостероиды, влияющие преимущественно на углеводный обмен, и минералокортикоиды - кортикостероиды, влияющие преимущественно на минеральный обмен (солевой). К первым относятся кортизон, гидрокортизон, кортикостерон и др. - они способствуют отложению гликогена в мышцах и печени и поддерживают достаточную концентрацию глюкозы в крови. При гипофункции коры надпочечников понижается содержание сахара в крови и гликогена в печени и мышцах, развивается болезнь, называемая аддисоновой. При этом заболевании кожа приобретает бронзовую окраску, больной худеет, теряет аппетит, у него понижается содержание сахара в крови, падает кровяное давление, иногда наступает смерть. Введение гормона коры надпочечников повышает трудоспособность и уменьшает утомляемость при физической нагрузке. Гормоны коркового вещества ослабляют действие ряда ядов - дифтерийного яда, никотина и стрихнина. Опухоль коры надпочечников вызывает усиленное образование гормонов, приводящее к различным изменениям в организме, в том числе в половой сфере (у женщин грубеет голос, появляются борода и другие вторичные половые признаки). Глюкокортикоиды влияют не только на углеводный, но и на белковый обмен, способствуя распаду белков и задерживая их синтез в организме.

 

В состав минералокортикоидов входит гормон альдостерон и промежуточный продукт при образовании альдостерона - дезоксикортикостерон. Они оказывают влияние на водно-солевой обмен. При гипофункции из организма с мочой выводятся натрий, хлор, вода и задерживается калий. Кроме того, кора надпочечников выделяет активные вещества (андрогены), близкие по своему действию к половым гормонам. В настоящее время кортикостероиды широко применяются для лечения многих болезней - ревмокардита, ревматического полиартрита, заболеваний крови и др. Часть кортикостероидов получают путем синтеза. Система гипофиз - кора надпочечников, согласно теории Селье, играет большую роль в организации защиты организма при действии на него особо вредных раздражителей (инфекции, ожога, травмы и т.д.). При раздражении гипофиз усиленно секретирует адренокортикотропный гормон, который через кровь оказывает влияние на кору надпочечников - из них выделяется большое количество гормонов, способствующих адаптации (приспособление) организма. При этом усиливается также выделение гормона мозговым веществом надпочечников. Такая совместная реакция гипофиза и надпочечников, направленная на усиление сопротивляемости организма вредным воздействиям, носит название реакции напряжения (стресс - "stress"). Изменения в организме в ответ на вредные воздействия обусловлены не только влиянием эндокринных органов, но и нервной системой.Гормон мозговой ткани надпочечника - адреналин выделен в начале XX в. Известна его химическая природа, он изготавливается промышленным путем. Влияние адреналина подобно действию симпатического нерва. Подобно симпатической системе адреналин вызывает учащение и усиление сердечной деятельности, сокращение стенок кровеносных сосудов (за исключением сосудов сердца и мозга), угнетение перистальтики кишечника, сокращение мышц матки и мышцы, расширяющей зрачок, расслабление мышц стенки бронхов и др. Но мышцы мочевого пузыря и желчного пузыря при введении адреналина расслабляются. При введении адреналина вследствие усиления сердечных сокращений и сужения кровеносных сосудов повышается кровяное давление, усиливает он и работоспособность скелетных мышц. В период гнева или страха повышается секреция адреналина, при этом наблюдается побледнение кожи, усиливается работа сердца, сокращаются мышцы корней волос и они приподнимаются (становятся дыбом). Особо важно влияние адреналина на углеводный обмен (увеличивается содержание сахара в крови за счет распада гликогена печени); его действие противоположно действию инсулина, что способствует сохранению относительно постоянного содержания глюкозы в крови. Мозговая часть надпочечников иннервируется симпатическим отделом нервной системы. Усиление секреции адреналина сопровождается возбуждением симпатической системы. Адреналин очень активен: если ввести человеку 0,35 мг адреналина, сразу же можно отметить увеличение кровяного давления. Помимо адреналина в мозговом отделе надпочечников образуется другое вещество - норадреналин. Оно менее изучено, но по своему действию близко адреналину. Норадреналин, как установлено, при возбуждении симпатической системы выделяется окончаниями нервных волокон и участвует в качестве медиатора при передаче нервного возбуждения с нервных окончаний на ткани органов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                      Литература:

1.  Анохин П.К. Очерки  по физиологии функциональных  систем. - М.: Медицина, 1975.- 477 с.

2.  Анохин П.К. Узловые  вопросы теории функциональной  системы. - М.: Наука, 1980. - 197 с.

3.  Балыкин М., Х. Каркобатов, А. Чонкоева, Е. Блажко, Р. Юлдашев, Ю. Пенкина. Структурная "цена" адаптации к физическим нагрузкам в условиях высокогорья// Человек в мире спорта: новые идеи, технологии, перспективы /Тез. докл. Междунар. конгр. М., 24-28 мая 1998 г.,т.1, с.170-171.

4.  Верхошанский Ю.В. Горизонты научной теории и методологии спортивной тренировки //Теор. и практ. физ. культ." 1998, № 7, с. 41-54.

5.  Виру А.А., П.К.Кырге .Гормоны и спортивая работоспо собность. - М.: ФиС, 1983. - 159 с.