Функциональные изменения в организме при физических нагрузках

Степень перестройки различных функции организма под воздействием физической нагрузки зависит от мощности и характера двигательной деятельности.

При работе относительно постоянной мощности степень функциональных сдвигов зависит от уровня этой мощности, уровня работоспособности и уровня спортивного мастерства. Мощность работы соответствует:

· уровню потребления кислорода в единицу времени,

· минутному объему крови;

· минутному объему дыхания,

· частоте сердечных сокращений (ЧСС).

Существует прямо пропорциональная зависимость между уровнем потребления кислорода, ЧСС, минутного объема дыхания и кровообращения, с одной стороны, и мощностью работы, с другой стороны, которая позволяет использовать различные нагрузочные тесты с регистрацией данных показателей для оценки работоспособности спортсмена.

При одинаковой мощности мышечной работы функциональные сдвиги больше у менее подготовленных лиц, а так же у женщин по сравнению с мужчинами и у детей по сравнению со взрослыми.

Работа переменной мощности характерна для:

· спортивных игр;

· единоборств;

· стандартных ациклических упражнениях;

· при рывках, спуртах, финишировании в циклических упражнениях.

Каждое изменение мощности работы требует нового сдвига активности различных органов и систем организма спортсмена. При этом быстрые изменения в деятельности ЦНС и двигательного аппарата, не могут сопровождаться столь же быстрыми перестройками вегетативного обеспечения работы. На этот переходный процесс затрачивается некоторое время, в которое ткани организма испытывают недостаточность кислородного снабжения и возникает кислородный долг. Чем больше спортсмен адаптирован к работе переменной мощности, тем меньше у него время задержки, быстрее возникают сдвиги в дыхании, кровообращении, энергозатратах и накапливается меньший кислородный долг.

Вегетативные системы у адаптированных спортсменов становятся более лабильными – они легче повышают функциональную активность при повышении мощности работы и быстрее успевают восстанавливаться при каждом ее снижении, даже в процесс работы.

Отмечают несколько важнейших физиологических критериев, определяющих текущий уровень работоспособности и адаптированность организма спортсмена к физическим нагрузкам.

Первый критерий заключается в том, что скорость перестройки деятельности отдельных органов и систем организма от уровня покоя на оптимальный рабочий уровень и скорость обратного перехода к уровню покоя, характеризует хорошую приспособленность к физическим нагрузкам.

Второй критерий определяется длительностью удержания рабочих сдвигов различных функций на оптимальном рабочем уровне. Он обеспечивает адаптацию к работе постоянной мощности.

Третий критерий зависит от величины функциональных сдвигов при одинаковой работе, что определяет более высокую подготовленность спортсмена к более экономичному выполнению нагрузки

Четвертый критерий это соответствие перестроек вегетативных функций переменному характеру работы, что характеризет адаптацию к работе переменной мощности.

Для тестирования адаптации спортсменов к работе переменной мощности используют физические нагрузки, в которых в случайном порядке или с определенной закономерностью варьируют мощность работы и при этом регистрируют ЧСС.

Что такое аэробные нагрузки?

В буквальном смысле «аэробный» означает «с кислородом». Упрощенное определение аэробики таково: это выполнение упражнений низкой или средней интенсивности, способствующих укреплению сердечно-сосудистой системы. В более широком смысле аэробика - наилучший способ сжигания калорий. То есть аэробная тренировка помогает сжечь жир и одновременно сохранить (если не выполняется в слишком больших объемах) мышечную массу.

Если говорить более специфическим языком, то аэробную активность характеризует повышение частоты пульса до уровня 90% от максимума. Самый простой способ определить максимальную частоту вашего пульса - это отнять от числа 220 ваш возраст. Например, максимальная частота сердечных сокращений для человека в возрасте 30 лет будет равняться 190 ударам в минуту (220 - 30=190). Следовательно, при занятиях аэробикой пульс такого человека должен составлять от 114 до 171 ударов в минуту. Когда вы приобретете, определенный опыт выполняя аэробные нагрузки, вам не нужно будет всякий раз брать себя за запястье и замерять частоту пульса, потому что вы уже будете знать ощущения вашего организма при достижении такой частоты, и просто будете стараться добиться таких ощущений. В целом же отметьте для себя следующее: если, занимаясь аэробикой, вы не в состоянии говорить, не глотая дополнительно воздух, значит, вы тренируетесь слишком интенсивно, ну а если вы не замечаете никаких изменений в скорости вашего дыхания, то работаете с недостаточной активностью.

Зачем нужны аэробные нагрузки?

Аэробные нагрузки способствуют понижению давления, уменьшают риск возникновения сердечной недостаточности, улучшают работу легких и помогают одолеть стрессовые состояния организма.

Главной же причиной, по которой культуристы выполняют аэробные нагрузки, является сжигание жира. Многие элитные атлеты выполняют ограниченное количество аэробных упражнений (час-два в неделю) круглый год для того, чтобы контролировать уровень подкожного жира. Перед соревнованиями объем нагрузки порой возрастает до шести тренировок по два часа каждая. И все с одной целью - сжечь как можно больше жира.

Как выбрать свой уровень интенсивности?

Высокоинтенсивная аэробная работа нагружает как мышцы, так и сердце. Это такие виды нагрузки как танцы, занятия кикбоксингом и спринт. Для культуристов подобные виды активности не очень подходят хотя бы потому, что они и так нагружают свои мышцы в тренажерном зале. Если вы все же увлечетесь такой аэробикой, то, во-первых, у вас останется мало сил для работ с тяжестями, ну а во-вторых, велик риск получить травму. Вместо этого вам стоит предпочесть аэробику с низким уровнем интенсивности. Удерживая постоянный темп, вы сможете контролировать частоту сердечных сокращений на требуемом уровне, сжигать жир, укреплять сердечно-сосудистую систему и избежите ненужных повреждений!

Какой вид аэробики самый лучший?

Тут все зависит от ваших предпочтений. Скажем, многие предпочитают заниматься на велотренажере, степпере или беговой дорожке. Эти кардиомашины, которые имеются практически в любом фитнес-центре, позволяют задавать аэробную нагрузку низкого и среднего уровня, что предпочтительно для бодибилдеров. Кроме того, они позволяют менять угол приложения нагрузки. Старайтесь избегать аэробных упражнений, в которых основная нагрузка ложится на руки. В них расходуется куда меньше калорий, чем при работе, где в основном нагружаются ноги, плюс в значительно меньшей степени задействуется в работу сердечно-сосудистая система.

Если же говорить о трех указанных выше видах аэробных тренажеров, то работа на велоэргометре меньше всего нагружает колени и лодыжки и оказывает самое непосредственное воздействие на квадрицепсы. Самый низкий уровень интенсивности нагрузки можно поддерживать во время ходьбы в умеренном темпе на беговой дорожке. Такой вид аэробной нагрузки меньше всего «ударяет» по мышцам. Ну а самая интенсивная работа выполняется на степпере. Независимо от того, работаете ли вы на степпере или бегаете по лестнице, женщина весом в 54 кг тратит в среднем 40 калорий на 100 ступенек, а мужчина весом в 80 кг сжигает во время выполнения такой же работы 45 калорий. Значительная часть нагрузки при работе на степпере приходится на ягодичные мышцы. И вообще каждый вид нагрузки воздействует на тело по-разному, вот почему чемпионы-бодибилдеры выполняют, готовясь к соревнованиям, разного рода аэробные нагрузки, манипулируя продолжительностью занятий, а также интенсивностью тренировки.

Сколько аэробики необходимо делать?

Данная таблица демонстрирует, сколько калорий вы в состоянии сжечь, занимаясь тем или иным видом аэробики в течение часа. Вносите коррективы в данные цифры с поправкой на ваш вес: отклонение составляет 2 процента в ту или иную сторону на каждые 2,25 кг веса (например, двигаясь пешком с 18-килограммовым рюкзаком за плечами, мужчина весом 104,5 кг сожжет на 20% калорий больше, чем мужчина весом 80 кг, а точнее - 468 калорий.)

Если вы новичок или просто не занимались аэробной работой в течение нескольких месяцев, ваши первые кардиотренировки не должны продолжаться дольше 15 минут. Когда вы достигаете определенной степени выносливости, то сможете постепенно увеличивать продолжительность аэробных занятий до 20-60 минут в зависимости от тех целей, которые вы перед собой ставите и частоты аэробных тренировок. Как правило, жиросжигающий эффект аэробные тренировки начинают обретать, когда продолжительность занятий составляет минимум 20 минут. Следовательно, более короткие аэробные тренировки предпочтительны для поддержания стабильного веса, а более продолжительные - для сжигания жира.

Когда бы вам ни взбрело в голову подналечь на аэробику и увеличить продолжительность аэробных занятий, делайте это плавно и постепенно. Допустим, на этой неделе продолжительность ваших аэробных тренировок составляет 30 минут, тогда на следующей неделе ее можно увеличить 35 минут, а еще через неделю - до 40. Как часто вам следует делать аэробику и насколько продолжительными должны быть занятия? Это зависит от ваших целей, общей интенсивности нагрузки и тренировочной схемы в целом. Для того, чтобы поддерживать процент жира на каком-то стабильном уровне или слегка его понижать, вполне достаточно 60 - 90 минут аэробных занятий в неделю. Вы можете распределить все это время между 2-3 тренировками в зависимости от вашего уровня выносливости, а также того, как ваше тело реагирует на выполняемые аэробные упражнения.

Чтобы сжигать жир с максимальной скоростью, как это делают культуристы, готовясь к соревнованиям, вам потребуется от 2 до 5 часов аэробики в неделю. Таким образом, продолжительность каждой аэробной тренировки составит от 40 до 60 минут. Некоторые спортсмены в последние недели перед соревнованиями выполняют две 40-минутных или даже две 60-минутных аэробных тренировки каждый день. Помните: сколько времени вы не тратили на аэробику, эти занятия не должны проводиться в ущерб основным силовым тренировкам. Если вы теряете вес и мышечные объемы слишком быстро, «подрежьте» аэробику. Один вид марафонцев должен навести вас на мысль о том, что только аэробика не даст вам возможности достичь чемпионской фигуры. В то же время добиться действительно хорошего рельефа за счет одной тренировки с отягощениями достаточно сложно. Взгляните на фото чемпионов, побеждавших в 50-70 годы, и сами все поймете. И в случае, если жирок «уходит» слишком медленно, плавно повышайте продолжительность аэробных тренировок, одновременно ужесточая диету.

Нужны ли разминка и заминка?

Начинать аэробные тренировки в бешеном темпе означает подвергать ненужному и опасному стрессу мышцы и сердце. Поэтому втягивайтесь в работу постепенно. Перед тем как начать ходьбу, сделайте растяжку, перед тем как перейти на бег трусцой, идите шагом, перед тем как побежать в полную силу, пробежитесь трусцой. Пятиминутная разминка перед началом аэробики просто необходима и для мышц, и для сердца. Плавно увеличивайте темп работы до тех пор, пока не достигнете необходимой частоты пульса. В конце аэробной тренировки также плавно снижайте темп работы. 3-5 минутная плавная заминка благоприятно скажется на снижении частоты пульса до нормального уровня.

В какое время делать аэробику?

Если ваша цель – сжигание жира, то лучшее время для аэробных занятий - утро, перед завтраком. Когда вы проснулись, но еще не успели поесть, запасы гликогена в вашем организме истощены, поэтому тело обратится за энергией к жирам. Однако многим делать аэробику утром натощак неудобно или просто неприемлемо по тем или иным причинам, поэтому аэробные тренировки зачастую проводятся днем или вечером как заключительная часть силовых занятий (обычно это тренировки на маленькие мышечные группы вроде рук или брюшного пресса). Неплохая идея - делать аэробику вечером перед сном.

Считается, что лучше воздерживаться от аэробных нагрузок в те дни, когда вы тренируете мышцы ног. Продолжительная работа на выносливость, дополняемая тяжелыми приседаниями или жимом ногами, может легко привести к перетренированности. Если вы все-таки обязаны делать аэробику в эти дни, снизьте продолжительность тренировок. Дайте возможность бедрам как - следует восстановиться!

При переходе к рабочему уровню необходима перестройка функций различных органов и систем на более высокий уровень активности и новое межсистемное согласование на рабочем уровне.

В различных отделах ЦНС создается функциональная система нервных центров , обеспечи­вающая выполнение задуманной цели действия на основе анализа внешней информации, действующих в данный момент мотиваций и хранящихся в мозгу памятных следов двигательных навыков и тактических комбинаций. В пределах доминирующих нервных цен­тров создается цепь условных и безусловных рефлексов или двигательный динамический стереотип, облегчающий последовательное выполнение одинаковых движений (в циклических упражнениях) или программы раз­личных двигательных актов (в ациклических упражнениях).

В спинном мозгу за 60 мс перед началом двигательного акта повыша­ется возбудимость мотонейронов, что отражается в нарастании амплитуды вызываемых в этот момент спинальных рефлексов (Н-рефлексов).

В двигательном аппарате при работе повышаются возбу­димость и лабильность работающих мышц , повышается чувствитель­ность их проприорецепторов, растет температура и снижается вязкость мышечных волокон. В мышцах дополнительно открываются капилляры, которые в состоянии покоя находились в спавшемся состоянии, и улучша­ется кровоснабжение. Однако при больших статических напряжениях (более 30% максимального усилия) кровоток в мышцах резко затрудняется или вовсе прекращается из-за сдавливания кровеносных сосудов. Нервные импульсы, приходящие в мышцу с небольшой частотой, вызывают слабые одиночные сокращения мышечных волокон, а при повышении частоты - их более мощные тетанические сокращения.

Различные двигательные единицы (ДЕ) в целой скелетной мышце при длительных физических нагрузках вовлекаются в работу попеременно восстанавливаясь в периоды отдыха, а при больших кратковременных на­пряжениях - включаются синхронно. В зависимости от мощности работы активируются разные ДЕ: при небольшой интенсивности работы активны лишь высоковозбудимые и менее мощные медленные ДЕ, а с повышением мощности работы - промежуточные и, наконец, маловозбудимые , но наи­более мощные быстрые ДЕ.

Дыхание значительно увеличивается при мышечной работе - рас­тет глубина дыхания (до 2-3 л) и частота дыхания (до 40-60 вдохов в 1мин). Минутный объем дыхания при этом может увеличиваться до 150-200 л мин -1 .Однако большое потребление кислорода дыхательными мышцами (до 1л мин -1) делает нецелесообразным предельное напряжение внешнего дыхания.

Сердечно-сосудистая система , участвуя в доставке ки­слорода работающим тканям, претерпевает заметные рабочие изменения. Увеличивается систолический объем крови (при больших нагрузках у спортсменов до 150-200 мл), нарастает ЧСС (до 180 уд мин -1 и более), растет минутный объем крови (у тренированных спортсменов до 35 л мин -1 и более). Происходит перераспределение крови в пользу работаю­щих органов - главным образом, скелетных мышц, а также сердечной мышцы, легких, активных зон мозга - и снижение кровоснабжения внут­ренних органов и кожи. Перераспределение крови тем более выражено, чем больше мощность работы. Количество циркулирующей крови при работе увеличивается за счет ее выхода из кровяных депо. Увеличивается скорость кровотока, а время кругооборота крови снижается вдвое.

В системе крови наблюдается увеличение количества формен­ных элементов. В зависимости от тяже­сти работы проявляются различные стадии миогенного лейкоцитоза. Не­большие тренировочные нагрузки вызывают появление 1-й стадии - лимфоцитарной с преобладанием в лейкоцитарной формуле лимфоцитов и ростом общего количества лейкоцитов. Более значитель­ные нагрузки, особенно в соревнованиях, вызывают появление 2-й стадии или 1-й нейтрофильной с ростом количества нейтрофилов и увеличением количества лейкоцитов. Истощающая нагрузка приводит к 3-й стадии или 2-й - нейтрофильной с резким ростом количества лейкоцитов в крови, преоб­ладанием незрелых форм нейтрофилов и исчезновением других форм лей­коцитов (эозинофилов, базофилов).

При работе увеличивается отдача кислорода из крови в ткани. Соответ­ственно, становится больше артериовенозная разность по кислороду и коэффициент использования кислорода.

Рост кислородного долга при передвижениях спортсменов на средних и длинных дистанциях сопровождается увеличением в крови концентрации молочной кислоты и снижением рН крови. В связи с потерей воды и увеличением количества форменных элементов повышение вязкости кро­ви достигает 70%.

При циклических упражнениях различной длительности с увеличением дистанции снижаются единичные энерготраты (ккал в 1с) и растут суммар­ные энерготраты (до 2-3 ккал на всю работу), а анаэробный путь энергопродукции (за счет АТФ, КрФ и гликолиза) сменяется постепенно аэроб­ным путем (за счет окисления углеводов, а затем и жиров).

Функциональные изменения в организме спортсмена зависят от харак­тера физической нагрузки. Если работа совершается с относительно посто­янной мощностью (что характерно для циклических упражнений, выпол­няемых на средних, длинных и сверхдлинных дистанциях), то степень функциональных сдвигов зависит от уровня ее мощности. Чем больше мощность работы, тем больше потребление кислорода в единицу времени , минутный объем крови и дыхания, ЧСС, выброс катехоламинов. Эти изме­нения имеют индивидуальные особенности, связанные с генетическими свойствами организма. Функциональные сдвиги также зависят от уровня работоспособности и спортивного мастерства. Имеются также половые и возрастные различия. При одинаковой мощности мышечной ра­боты функциональные сдвиги больше у менее подготовленных лиц, а так­же у женщин по сравнению с мужчинами и у детей по сравнению со взрос­лыми.

Особенно следует отметить прямо пропорциональную зависимость между мощностью работы и ЧСС , которая у взрослых тренированных лиц наблюдается в диапазоне от 130 до 180 уд мин -1 . Эта закономерность позволяет контролировать мощность работы спортсменов на дистанции (например, у пловцов, бегу­нов, лыжников с помощью кардиолидеров), а также она лежит в основе различных тестов физической работоспособности, так как регистрация ЧСС наиболее доступна в естественных условиях двигательной деятельно­сти.

Каждое изменение мощности работы требует нового сдвига ак­тивности различных органов и систем организма спортсмена. При этом быстрые изменения в деятельности ЦНС и двигательного аппарата не могут сопровождаться столь же быстрыми перестройками вегетативного обеспечения работы. На этот переходный процесс затрачивается некоторое время, так называемое время задержки. В это время ткани организма ис­пытывают недостаточность кислородного снабжения и возникает кисло­родный долг.

Вегетативные системы у адаптированных спорт­сменов становятся более лабильными - они легче повышают функцио­нальную активность при повышении мощности работы и быстрее успевают восстанавливаться при каждом ее снижении, даже в процессе работы.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Восточно-Казахстанский гуманитарный колледж

Реферат на тему

«ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В ОРГАНИЗМЕ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ»

Выполнила

учащаяся группы 4-ин.яз.-1

Гуршал К.В

Проверил

Иванов В.С

г. Усть-Каменогорск 2008г.

1. ВВЕДЕНИЕ

Как вы думаете, если сравнить активных и неактивных людей, кто из них быстрее утомляется? Именно самые ленивые утомляются раньше всех. Итак, если вы чувствуете вялость, слабость, быстро утомляетесь - вам надо стать более активным! Но как выбрать физические упражнения, быстро дающие тонус, снимающие утомление, позволяющие трудиться с максимальной отдачей? Не будем распыляться, остановимся только на самом важном и самом необычном, ведь неизвестное может быть даже в известном... Еще в начале века выдающийся физиолог И.М. Сеченов установил, что во время труда и после него быстрее устраняет утомление не полный покой, а смена деятельности - активный отдых, т. е. физкультура. В 60-е годы киевский профессор И.В. Муравов установил «эффект погашения» утомления при выполнении движений ненагруженными мышцами. Оказалось, что это связано с возбуждением центров, бездействовавших во время работы, и более глубоким торможением утомленных центров. Отсюда нормализация функций нервной системы, кровообращения, дыхания, органов чувств. Получалось, что упражнение - универсальный стимулятор и восстановитель физической и умственной работоспособности.

физический тренировка двигательный упражнение

2. ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ НА РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМА

Необходимым условием гармоничного развития личности школьника является достаточная двигательная активность. Последние годы в силу высокой учебной нагрузки в школе и дома и других причин у большинства школьников отмечается дефицит в режиме дня, недостаточная двигательная активность, обусловливающая появление гипокинезии, которая может вызвать ряд серьёзных изменений в организме школьника.

Исследования гигиенистов свидетельствуют, что до 82 - 85% дневного времени большинство учащихся находится в статическом положении (сидя). Даже у младших школьников произвольная двигательная деятельность (ходьба, игры) занимает только 16 - 19% времени суток, из них на организованные формы физического воспитания приходится лишь 1-3 %. Общая двигательная активность детей с поступлением в школу падает почти на 50%, снижаясь от младших классов к старшим. Установлено, что двигательная активность в 9 -10 классе меньше, чем в 6- 7 классе; девочки делают в сутки меньше шагов, чем мальчики; двигательная активность в воскресные дни больше, чем в учебные. Отмечено изменение величины двигательной активности в разных учебных четвертях. Двигательная активность школьников особенно мала зимой; весной и осенью она возрастает.

Школьникам не только приходится ограничивать свою естественную двигательную активность, но и длительное время поддерживать неудобную для них статическую позу, сидя за партой или учебным столом.

Малоподвижное положение за партой или рабочим столом отражается на функционировании многих систем организма школьника, особенно сердечно-сосудистой и дыхательной. При длительном сидении дыхание становится менее глубоким обмен веществ понижается, происходит застой крови в нижних конечностях, что ведёт к снижению работоспособности всего организма и особенно мозга: снижается внимание, ослабляется память, нарушается координация движений, увеличивается время мыслительных операций.

Отрицательное последствие гипокинезии проявляется так же сопротивляемости молодого организма “простудным и инфекционным заболеваниям”, создаются предпосылки к формированию слабого, нетренированного сердца и связанного с этим дальнейшего развития недостаточности сердечно - сосудистой системы. Гипокинезия на фоне чрезмерного питания с большим избытком углеводов и жиров в дневном рационе может вести к ожирению.

У малоподвижных детей очень слабые мышцы. Они не в состоянии поддерживать тело в правильном положении, у них развивается плохая осанка, образуется сутулость.

В печати были опубликованы довольно интересные наблюдения влияния ограничения двигательной активности на физическое развитие молодого организма. Учёные установили, что 6 - 7 летние дети, уже принятые в школу, отстают в росте и массе тела и мозгов от сверстников, не посещающих учебные заведения. Разница к концу года оказывается значительной: у мальчиков различие в росте составляет 3,2 см. в массе тела 700 гр. А у девочек - соответственно 0,9 см. и 1 кг. 300 гр.

Единственная возможность нейтрализовать отрицательное явление, возникающее у школьников при продолжительном и напряжённом умственном труде, - это активный отдых от школы и организованная физическая деятельность.

Двигательный режим школьника складывается в основном из утренней физзарядки, подвижных игр на школьных переменах, уроках физической культуры, занятия в кружках и спортивных секциях, прогулок перед сном, активного отдых в выходные дни.

При систематических занятиях физической культурой и спортом происходит непрерывное совершенствование органов и систем организме человека. В этом главным образом и заключается положительное влияние физической культуры на укрепление здоровья.

Средние показатели роста и развития, а так же некоторые функциональные показатели у юных физкультурников значительно выше, чем у их сверстников, не занимающихся спортом: длинна тела юношей 16-17 лет больше на 5,7 - 6 см. , масса тела - на 8- 8,5 кг, а окружность грудной клетки на 2,5 - 5 см. , сила сжатия кисти руки - на 4,5 - 5,7 кг, жизненная ёмкость лёгких - на 0,5 - 1,4 литра.

В литературе описаны следующие наблюдения: у школьников не занимающихся физическими упражнениями становая сила в течении года увеличивалась на 8,7 кг.; у подростков того же возраста, занимавшихся физической культурой, - на13 кг., а у занимавшихся, кроме уроков физического воспитания, ещё и спортом на 23 кг. Наглядное объяснение этому даёт следующий эксперимент. При рассмотрении под микроскопом участка мышц животного было обнаружено, что в одном мм квадратном мышцы, находящейся в покое, насчитывается от 30 до60 капилляров. На этом же участке после усиленной физической работы мышцы насчитывалось до 30 000 капилляров то есть в десятки раз больше. Кроме того, каждый капилляр увеличился почти в 2 раза в диаметре. Это свидетельствует о том, что в состоянии покоя они не участвуют в кровообращении, а во время мышечной нагрузки капилляры наполняются кровью, способствуют поступлению в мышцы питательных веществ. Таким образом, обмен веществ при мышечной работе по сравнению с состоянием покоя возрастает во много раз.

Мышцы составляют от 40 до 56 % массы тела человека и врятли можно ожидать хорошего здоровья если добрая половина составляющих организм клеток не получают достаточного питания и не обладают хорошей работоспособностью.

Под влиянием мышечной деятельности происходит гармоничное развитие всех отделов центральной нервной системы. При этом важно, что физические нагрузки были систематическими, разнообразными и не вызывали переутомления. Высший отдел нервной системы поступают сигналы от органов чувств и от скелетных мышц. Кора головного мозга перерабатывает огромный поток информации и осуществляет точную регуляцию деятельности организма.

Физические упражнения благотворно влияют на развитие таких функций нервной системы как силы, подвижность и уравновешенность нервных процессов. Даже напряжённая умственная деятельность невозможна без движения. Вот ученик сел и задумался над сложной задачей и вдруг почувствовал потребность пройтись по комнате - так ему легче работать, думать. Если взглянуть на думающего школьника, видно, как собранно вся мускулатура его лица, рук тела. Умственный труд требует мобилизации мышечных усилий, так как сигналы от мышц активизируют деятельность мозга.

Ходьба оживляет и воодушевляет мои мысли. Оставаясь в покое, я почти не могу думать; необходимо, чтобы моё тело находилось в движении, и тогда ум тоже начинает двигаться”, - признание великого французского мыслителя Ж.Ж. Руссо как нельзя лучше показывает взаимосвязь мозга с движением.

Достаточная двигательная активность является необходимым условием гармонического развития личности.

Физические упражнения способствуют хорошей работе органов пищеварения, помогая перевариванию и усвоению пищи, активизируют деятельность печени и почек, улучшают желез внутренней секреции: щитовидной, половых, надпочечников, играющих огромную роль в росте и развитии молодого организма.

Под влиянием физических нагрузок увеличивается частота сердцебиения, мышца сердца сокращается сильнее, повышается выброс сердцем крови в магистральные сосуды. Постоянная тренировка системы кровообращения ведёт к её функциональному совершенствованию. Кроме того, во время работы в кровоток включается и та кровь, которая в спокойном состоянии не циркулирует по сосудам. Вовлечение в кровообращение большой массы крови не только тренирует сердце и сосуды, но и стимулирует кроветворение.

Физические упражнения вызывают повышенную потребность организма в кислороде. В результате чего увеличивается “жизненная ёмкость лёгких, улучшается подвижность грудной клетки. Кроме того, полное расправление лёгких ликвидирует застойные явления в них, скопление слизи и мокроты, т.е. служит профилактикой возможных заболеваний.

Лёгкие при систематических занятиях физическими упражнениями увеличиваются в объёме, дыхание становится более редким и глубоким, что имеет большое значение для вентиляции лёгких.

Занятие физическими упражнениями также вызывает положительные эмоции, бодрость, создаёт хорошее настроение. Поэтому становится понятным, почему человек, познавший “вкус” физических упражнений и спорта, стремится к регулярным занятием ими.

3. ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ НА КРОВЬ И КРОВООБРАЩЕНИЕ

Необходимость достаточно эффективной мышечной работы понятна из такого известного факта. Если, например, положить в гипс здоровую руку и долго ее там удерживать без движений, то спустя достаточно большой промежуток времени мышцы рук начнут слабеть, атрофироваться, произойдет постепенное рассасывание ее тканей, вплоть до полного отмирания конечностей. И это притом, что сосуды руки были целы, а сердце продолжало исправно работать. Поэтому мы еще раз убеждаемся, что каждая мышца является не только органом движения, но и активно обслуживает тот или иной участок системы кровообращения, жизнедеятельности организма в целом.

Откуда же тогда черпало силы такое стойкое убеждение, что сердце непременно ответственно за кровоснабжение всех тканей нашего тела, всех мышц (а их насчитывается более 600)? Надо полагать, что из наблюдений за определенной синхронностью работы мышц и сердца: когда начинаешь делать физические упражнения, то быстро подскакивает частота пульса, сердце бьется в 2-3 раза чаще, чем в спокойном состоянии.

Все объясняется просто: работающие мышцы требуют большого количества кислорода и скорейшего удаления из крови углекислоты. Эту функцию как раз выполняет сердце в малом круге кровообращения. Нагнетая кровь, сердце работает чаще, так как в легких отсутствует скелетная мышечная ткань.

Нет мышечной ткани и в головном мозгу. Возможно, поэтому мозг очень чувствителен к работе сердца и отмирает уже через 7 минут

Для успешной деятельности всех органов кровообращения нужны движения, труд, физкультура. Еще в XI веке великий таджикский философ, врач и ученый Абу Али Ибн-Сина (Авиценна) писал: «Если заниматься физическими упражнениями, то нет никакой нужды в употреблении лекарств, применяемых при разных болезнях, если в то же время соблюдать все прочие предписания нормального режима». Тренировка в значительной степени улучшает насосную функцию сердца. Один из важнейших эффектов тренировки - это замедление пульса в покое. Это является признаком более низкого потребления кислорода миокардом, т.е. усилением зашиты от ишемической болезни сердца. Адаптация периферического звена кровообращения включает целый ряд сосудистых и тканевых изменений. Мышечный кровоток при нагрузках значительно возрастает и может увеличиваться в 100 раз, что требует усиления работы сердца. В тренированных мышцах возрастает плотность капилляров. Увеличение артериовенозной разницы по кислороду происходит за счет возрастания мышечных митохондрий и количества капилляров, а также более эффективного шунтирования крови из неработающих мышц и органов брюшной полости. Повышается активность окислительных ферментов. Эти изменения снижают количество крови, требующейся мышцам при работе. Увеличение кислородотранспортной способности крови и способности эритроцитов отдавать кислород еще больше увеличивает артериовенозную разницу.

Таким образом, наиболее существенными изменениями при тренировке являются увеличение окислительного потенциала мышц и регионального кровотока, экономизация работы сердца в покое и при средних нагрузках.

В результате тренировок существенно уменьшается реакция артериального давления при различных нагрузках.

Важную защитную роль играет изменение фибринолитической активности (уменьшение вязкости) крови и уменьшение адгезии (деформации) тромбоцитов. При нагрузке повышается свертываемость крови, но одновременно снижается вязкость крови, что приводит к нормализации соотношения этих двух процессов. При нагрузках зарегистрировано 6-кратное повышение фибринолитической активности крови.

Суммируя имеющиеся сведения, можно сказать, что физическая активность:

· уменьшает риск развития ишемической болезни сердца, снижая работу

· сердца в покое, и потребность миокарда в кислороде;

· снижает артериальное давление,

· снижает частоту сердечных сокращений и склонность к аритмии.

· Одновременно увеличиваются:

· коронарный кровоток,

· эффективность периферического кровообращения,

· сократительная способность миокарда,

· объем циркулирующей крови и объем эритроцитов,

· устойчивость к стрессам.

Второй путь воздействия - это опосредованное влияние на факторы риска, такие, как избыточная масса тела, липидного (жирового) обмена, курение, употребление алкоголя.

Гипертоническая болезнь (ГБ) основным по значимости фактором риска среди болезней органов кровообращения. Предпосылкой для практического использования физических тренировок при ГБ является снижение артериального давления под влиянием систематических тренировок. Хорошо известен более низкий уровень АД у высококвалифицированных спортсменов. По данным наблюдений среди физически активных контингентов частота ГБ достоверно меньше, чем среди малоподвижных групп населения. Применяются различные тренировочные программы, но наиболее часто - динамические упражнения, в том числе ходьба, бег, велосипедные прогулки, т.е упражнения с участием больших групп мышц. В комплексные программы включаются и другие виды упражнений (общеразвивающие, гимнастические и др.), спортивные игры. Интенсивность, продолжительность и частота занятий, хотя и различаются, но обеспечивают тренирующее воздействие. Физкультурные занятия не следует проводить в период любых острых заболеваний, включая простудные, и в периоды обострения хронических заболеваний. Большое значение в процессе занятий придается самоконтролю.

Таким образом, систематическая двигательная активность, занятия физической культурой и спортом оказывают положительное воздействие на организм человека, в т.ч. органы кровообращения.

Кровеносные сосуды в процессе физической тренировки становятся более эластичными, артериальное давление держится в пределах нормы. Кроме того, физические упражнения развивают двигательную мускулатуру и тем самым улучшают обмен газов между вдыхаемым воздухом и кислородом.

Физические упражнения являются средством профилактики недугов, в том числе сердечно-сосудистых, в развитии которых не последнюю роль играет нетренированность сердца современного человека, лишившего себя оптимальной двигательной активности.

4. ИЗМЕНЕНИЕ МЫШЦ ПОД ВЛИЯНИЕМ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

Мышечная ткань принимает участие во всех движениях, совершаемых человеком. Она способствуют продвижению крови по сосудам, пищи - по пищеварительному тракту, продуктов обмена - по мочевыводящим путям, секрета желез - по протокам и т.д.

В мышечной ткани имеются сократительные элементы клетки (миофибриллы), трофические (ядро и цитоплазма со всеми органоидами) и опорные (оболочка)Различают два вида мышечной ткани: гладкую и поперечно-полосатую, в последней, в свою очередь, выделяют скелетную и сердечную мышечную ткань.

Гладкая мышечная ткань - участвует в образовании стенки сосудов, внутренних органов радужной оболочки глаза.

Попречнополосатая сердечная мышечная ткань - может быть двух видов: одна обеспечивает сокращение сердца, вторая -- проведение нервных импульсов внутри сердца.

Поперечнополосатая скелетная мышечная ткань - характерна для всех мышц скелета, диафрагмы, языка, глотки, начального отдела пищевода, мышц приводящих в движение глазное яблоко, и др. Основной структурной функциональной единицей поперечнополосатой мышечной ткани является мышечное волокно. Длина мышечных волокон колеблется от нескольких миллиметров до 10 и более сантиметров. С поверхности мышечное волокно покрыто оболочкой (сарколеммой).

Сокращение поперечнополосатых мышц происходит быстро, вместе с тем они быстро, рано утомляются. При динамическом характере работы, когда периоды сокращения чередуются с периодами расслабления, длительность сокращения невелика, капилляры не сдавливаются, питание волокна не нарушается, поэтому и утомление мышц наступает медленнее. При статистической работе -- утомление наступает быстро.

Под влиянием нагрузки (двигательной деятельности) мышечные волокна утолщаются, увеличивается количество ядер. Имеются наблюдения, указывающие на то, что при этом может увеличиваться и число волокон.

В теле человека насчитывается около 600 мышц. Большинство из них парные и расположены симметрично по обеим сторонам тела человека. Мышцы составляют: у мужчин -- 42% веса тела, у женщин -- 35%, у спортсменов -- 45-52%.

По происхождению, строению и даже функции мышечная ткань неоднородна. Основным свойством мышечной ткани является способность к сокращению - напряжению составляющих ее элементов. Для обеспечения движения элементы мышечной ткани должны иметь вытянутую форму и фиксироваться на опорных образованиях (костях, хрящах, коже, волокнистой соединительной ткани и т.п.).

В различных видах спорта нагрузка на мышцы различна как по интенсивности, так и по объему, в ней могут преобладать статистические или динамические элементы. Она может быть связана с медленными или быстрыми движениями. В связи с этим и изменения, происходящие в мышцах, будут неодинаковы.

Как известно, спортивная тренировка увеличивает силу мышц, эластичность, характер проявления силы и другие их функциональные качества. Вместе с тем иногда, несмотря на регулярные тренировочные занятия, сила мышц начинает снижаться и спортсмен не может даже повторить свой прежний результат. Поэтому очень важно знать, какие изменения происходят в мышцах под влиянием физической нагрузки, какой двигательный режим спортсмену рекомендовать; должен ли спортсмен иметь полный покой (адинамию), перерыв в тренировочном процессе, или минимальный объем движений (гиподинамию), или наконец, проводить тренировки с постепенным уменьшением нагрузки.

Изменения в строении мышц у спортсменов можно определить методом биопсии (взятия особым способом кусочков мышц) в процессе тренировки. Эксперименты показали, что нагрузки преимущественно статистического характера ведут к значительному увеличению объема и веса мышц. Увеличивается поверхность их прикрепления на костях, укорачивается мышечная часть и удлиняется сухожильная. Происходит перестройка в расположении мышечных волокон в сторону более перистого строения. Количество плотной соединительной ткани в мышцах между мышечными пунктами увеличивается, что создает дополнительную опору. Кроме того, соединительная ткань по своим физическим качествам значительно противостоит растягиванию, уменьшая мышечное напряжение. Усиливается трофический аппарат мышечного волокна: ядра, саркоплазма, митохондрии. Миофибриллы (сократительный аппарат) в мышечном волокне располагаются рыхло, длительное сокращение мышечных пучков затрудняет внутриорганное кровообращение, усиленно развивается капиллярная сеть, она становится узкопетлистой, с неодинаковым просветом.

При нагрузках преимущественно динамического характера вес и объем мышц также увеличиваются, но в меньшей степени. Происходит удлинение мышечной части и укорочение сухожильной. Мышечные волокна располагаются более параллельно, по типу веретенообразных. Количество миофибрилл увеличивается, а саркоплазмы становится меньше.

Чередование сокращений и расслаблений мышцы не нарушает кровообращения в ней, количество капилляров увеличивается, ход их остается более прямолинейным.

Количество нервных волокон в мышцах, выполняющих преимущественно динамическую функцию, в 4--5 раз больше, чем в мышцах выполняющих преимущественно статистическую функцию. Двигательные бляшки вытягиваются вдоль волокна, контакт их с мышцей увеличивается, что обеспечивает лучшее поступление нервных импульсов в мышцу.

При пониженной нагрузке мышцы дряблыми, уменьшаются в объеме, капилляры их суживаются, в результате чего мышечные волокна истощаются, двигательные бляшки становятся меньших размеров. Длительная гиподинамия приводит к значительному снижению силы мышц.

При умеренных нагрузках мышцы увеличиваются в объеме, в них улучшается кровоснабжение, открываются резервные капилляры. По наблюдениям П.З. Гудзя, под влиянием систематической тренировки происходит рабочая гипертрофия мышц, которая является результатом утолщения мышечных волокон (гипертрофии), а также увеличения их количества (гиперплазии). Утолщение мышечных волокон сопровождается увеличением в них ядер, миофибрилл. Увеличение числа мышечных волокон происходит тремя путями: посредством расщепления гипертрофированных волокон на два--три и более тонких, вырастания новых мышечных волокон из мышечных почек, а также формирования мышечных волокон из клеток сателлитов, которые превращаются в миобласты, а затем в мышечные трубочки. Расщеплению мышечных волокон предшествует перестройка их моторной иннервации, в результате чего на гипертрофированных волокнах формируются одно--два дополнительных моторных нервных окончания. Благодаря этому после расщепления каждое новое мышечное волокно имеет собственную мышечную иннервацию. Кровоснабжение новых волокон осуществляется новообразующимися капиллярами, которые проникают в щели продольного деления. При явлениях хронического переутомления одновременно с возникновением новых мышечных волокон происходит распад и гибель уже имеющихся.

Важное практическое значение при перетренированности имеет двигательный режим. Установлено, что гиподинамия действует отрицательно на мышцы. При постепенном же уменьшении нагрузок нежелательных явлений в мышцах не возникает. Широкое применение метода динамометрии позволило установить силу отдельных групп мышц у спортсменов и составить как бы топографическую карту.

Так, в показателях силы мышц верхних конечностей (мышц--сгибателей и разгибателей предплечья, разгибателей плеча) явное преимущество имеют спортсмены, специализирующиеся в хоккее и ручном мяче, по сравнению с лыжниками--гонщиками, и велосипедистами. В силе мышц--сгибателей плеча заметно превосходство лыжников над гандболистами, хоккеистами и велосипедистами. Больших различий в силе мышц верхних конечностей между хоккеистами и гандболистами не наблюдается. Довольно четкие различия отмечаются в силе мышц--разгибателей, причем лучший показатель у хоккеистов (73кг), несколько хуже у гандболистов (69кг), лыжников (60кг) и велосипедистов (57кг). У не занимающихся спортом этот показатель составляет всего 48кг.

Показатели силы мышц нижних конечностей также различны у занимающихся различными видами спорта. Величина силы разгибателей голени больше у гандболистов (77кг) и хоккеистов (71кг), меньше у лыжников--гонщиков (64кг),еще меньше у велосипедистов (63кг). в силе мышц--разгибателей бедра большое преимущество у хоккеистов (177кг), тогда как у гандболистов, лыжников и велосипедистов существенных различий в силе этой группы мышц нет (139 -- 142кг).

Особенно интересны различия в силе мышц--сгибателей стопы и разгибателей туловища, способствующих в первом случае отталкиванию, а во втором -- удержанию позы. У хоккеистов показатели силы мышц--сгибателей стопы составляют 187кг, у велосипедистов -- 176кг, у гандболистов -- 146кг. Сила мышц--разгибателей туловища у гандболистов равна 184кг, у хоккеистов -- 177кг, а у велосипедистов -- 149кг.

В момент нанесения удара в боксе особая нагрузка падает на мышцы сгибатели кисти и пальцев, активное напряжение которых обеспечивает жесткость звена. Во время боя большую нагрузку в области туловища несут мышцы разгибатели позвоночного столба, при активном участии осуществляется нанесение различных видов ударов. В области нижних конечностей наиболее сильного развития у боксеров достигают сгибатели и разгибатели бедра, разгибатели голени и сгибатели стопы. В значительно меньшей степени развиты мышцы разгибатели предплечья и сгибатели плеч, сгибатели голени и разгибатели стопы. При этом при переходе от первой весовой группы к шестой увеличение силы наиболее сильных групп мышц происходит в большей степени, чем увеличение относительно «слабых», менее участвующих в движениях боксера, мышц.

Все эти особенности связаны с неодинаковым биохимическими условиями в работе двигательного аппарата и требованиями, предъявляемыми к нему в различных видах спорта. При тренировке начинающих спортсменов необходимо обращать особое внимание на развитие силы «ведущих» групп мышц.

5. ВЛИЯНИЕ ЗАНЯТИЙ СПОРТОМ НА СКЕЛЕТ

Под влиянием усиленной мышечной деятельности в скелете спортсмена происходят существенные изменения. На состояние скелета оказывают влияние и другие факторы, связанные с занятием спортом: характерное положение тела спортсмена (у велосипедистов, конькобежцев, боксеров, гребцов и т.д.), сила давления на скелет (у тяжелоатлетов), сила растяжения при висах, при скручивании тела (у акробатов, гимнастов, фигуристов и др.). При правильных дозированных нагрузках эти изменения обычно бывают благоприятными. В противном случае возможны патологические изменения скелета.

Наиболее простой механизм возникновения у спортсменов изменения скелета можно представить следующим образом. Под влиянием усиленной мышечной деятельности происходит рефлекторное расширение кровеносных сосудов, улучшается питание работающего органа, прежде всего мышц, а затем и близлежащих органов, в частности кости со всеми ее компонентами (надкостница, компактный слой, губчатое вещество, костномозговая полость, хрящи, покрывающие суставные поверхности костей и др.).

Все изменения в скелете появляются постепенно. Через год занятий спортом можно наблюдать отчетливо выраженные морфологические изменения костей. В дальнейшем эти изменения стабилизируются, но перестройка скелета происходит на протяжении всего тренировочного процесса. При прекращении активной спортивной деятельности приспособительные изменения костей остаются довольно продолжительное время.

Изменения, происходящие в скелете под влиянием занятий спортом, касаются и химического состава костей, и внутреннего их строения, и процессов роста и окостенения.

Кости, несущие большую нагрузку, богаче солями кальция, чем кости, несущие меньшую нагрузку. На рентгенограммах кости спортсменов имеют более четкий рисунок, чем кости не спортсменов, что объясняется большей оссификацией костной ткани, лучшим насыщением ее минеральными солями.

Под влиянием занятий спортом изменяется внешняя форма костей. Они становятся массивнее и толще за счет увеличения костной массы. Все выступы, гребни, шероховатости выражены резче. Эти изменения зависят от вида спорта. Так, у тяжелоатлетов кости массивнее, чем у пловцов, особенно в верхнем отделе скелета и верхних конечностях.

Изменение внутреннего состава кости под влиянием занятий спортом выражаются, в частности, в утолщении ее компактного вещества. Причем утолщение обычно больше в тех костях, на которые падает нагрузка. Но изменения компактного вещества также может происходить и без его утолщения, без изменения диаметра кости. В связи с утолщение компактного вещества костномозговая полость уменьшается. При больших статистических нагрузках она уменьшается почти до полного зарастания

Губчатое вещество кости также претерпевает определенные изменения. Под влиянием усиленной нагрузки на кость перекладины губчатого вещества становятся толще, крупнее, ячейки между ними больше (в старшем возрасте ячейки тоже становятся больше, но перекладины тоньше).

Переломы у спортсменов срастаются быстрее. Суставной хрящ, покрывающий суставные поверхности костей, может утолщаться, что усиливает его амортизационные свойства и уменьшает давление на кость. Оздоровительный и профилактический эффект физической культуры неразрывно связан с повышенной физической активностью, усилением функций опорно-двигательного аппарата, активизацией обмена веществ. Учение Р. Могендовича о моторно-висцеральных рефлексах показало взаимосвязь деятельности двигательного аппарата, скелетных мышц и вегетативных органов.

6. ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ДЛЯ ОРГАНИЗМА ПРИ НЕДОСТАТОЧНО ИНТЕНСИВНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ ТРЕНИРОВКЕ

В результате недостаточной двигательной активности в организме человека нарушаются нервно-рефлекторные связи, заложенные природой и закреплённые в процессе тяжёлого физического труда, что приводит к расстройству регуляции деятельности сердечно-сосудистой и других систем, нарушению обмена веществ и развитию дегенеративных заболеваний (атеросклероз и др.).

Для нормального функционирования человеческого организма и сохранения здоровья необходима определённая «доза» двигательной активности. В этой связи возникает вопрос о так называемой привычной двигательной активности, т.е. деятельности, выполняемой в процессе повседневного профессионального труда и в быту. Наиболее адекватным выражением количества произведённой мышечной работы является величина энергозатрат. Минимальная величина суточных энергозатрат, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма, составляет 12 - 16 МДж (в зависимости от возраста, пола и массы тела), что соответствует 2880 - 3840 ккал. Из них на мышечную деятельность должно расходоваться не менее 5 - 9 МДж (1200 - 1900 ккал); остальные энергозатраты поддерживают жизнедеятельность организма в состоянии покоя, нормальную деятельность систем дыхания и кровообращения, сопротивляемость организма.

В экономически развитых странах за последние 100 лет удельный вес мышечной работы как генератора энергии, используемой человеком, сократился почти в 200 раз, что привело к снижению энергозатрат на мышечную деятельность в среднем до 3,5 МДж. Дефицит энергозатрат, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма, составил, таким образом, 2 - 3 МДж (500 - 750 ккал) в сутки. Интенсивность труда в условиях современного производства не превышает 2 - 3 ккал/мин, что в 3 раза ниже пороговой величины (7,5 ккал/мин), обеспечивающей оздоровительный и профилактический эффект. В связи с этим для компенсации недостатка энергозатрат в процессе трудовой деятельности современному человеку необходимо выполнять физические упражнения с расходом энергии не менее 350 - 500 ккал в сутки (или 2000 - 3000 ккал в неделю).

По данным Беккера, в настоящее время только 20% населения экономически развитых стран занимаются достаточно интенсивной физической тренировкой, обеспечивающей необходимый минимум энергозатрат, у остальных 80% суточный расход энергии значительно ниже уровня, необходимого для поддержания стабильного здоровья.

Резкое ограничение двигательной активности в последние десятилетия привело к снижению функциональных возможностей людей среднего возраста, поэтому так важны занятия физической культуры с раннего возраста и в подростковый период.

Таким образом, у большей части современного населения экономически развитых стран возникла реальная опасность развития гипокинезии, т.е. значительного снижения двигательной активности человека, приводящего к ухудшению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения. Синдром, или гипокинетическая болезнь, представляет собой комплекс функциональных и органических изменений и болезненных симптомов, развивающихся в результате рассогласования деятельности отдельных систем и организмов в целом с внешней средой. В основе патогенеза этого состояния лежат нарушения энергетического и пластического обмена (прежде всего в мышечной системе).

Механизм защитного действия интенсивных физических упражнений заложен в генетическом коде человеческого организма. Скелетные мышцы в среднем составляющая 40% массы тела (у мужчин), генетически запрограммированы природой на тяжёлую физическую работу. «Двигательная активность принадлежит числу основных факторов, определяющих уровень обменных процессов организма и состояние его костной мышечной и сердечно-сосудистой систем», - писал академик В. В. Парин (1969). Мышцы человека являются мощным генератором энергии. Они посылают сильный поток нервных импульсов для поддержания оптимального тонуса ЦНС, облегчают движение венозной крови по сосудам к сердцу («мышечный насос»), создают необходимое напряжение для нормального функционирования двигательного аппарата. Согласно «энергетическому правилу скелетных мышц» И. А. Аршавского, энергетический потенциал организма и функциональное состояние всех органов и систем зависит от характера деятельности скелетных мышц. Чем интенсивнее двигательная активность в границах оптимальной зоны, тем полнее реализуется генетическая программа и увеличивается энергетический потенциал, функциональные ресурсы организмов и продолжительность жизни.

Различают общий и специальный эффекты физических упражнений, а также есть их опосредованное влияние на факторы риска.

Общий эффект физической тренировки заключается в расходе энергии, прямо пропорционально длительности и интенсивности мышечной деятельности, что позволяет компенсировать дефицит энергозатрат. Большое значение имеет также повышение устойчивости организма к действию неблагоприятных факторов внешней среды: стрессовых ситуаций, высоких и низких температур, радиации, травм и д.р. В результате повышения не специфического иммунитета повышается и устойчивость к простудным заболеваниям.

Специальный эффект оздоровительной тренировки связан с повышением функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы. Он заключается в экономизации работы сердца в состоянии покоя и повышении резервных возможностей аппарата кровообращения при мышечной деятельности. Один из важнейших эффектов физической тренировки - урежение частоты сердечных сокращений (ЧСС) в покое (брадикардия) как проявления экономизации сердечной деятельности и более низкой потребности миокарда в кислороде. Увеличение продолжительности фазы диастолы (расслабления) обеспечивает больший кровоток и лучшее снабжение сердечной мышцы кислородом. У лиц с брадикардией случаи заболевания ИБС (ишемическая болезнь сердца) значительно реже, чем у людей с частым пульсом.

С ростом уровня тренированности потребность миокарда в кислороде снижается как в состоянии покоя, так и при субмаксимальных нагрузках, что свидетельствует об экономизации сердечной деятельности. Это обстоятельство является физиологическим обоснованием необходимости адекватной физической тренировки для больных ИБС, так, по мере роста тренированности и снижения потребности миокарда в кислороде повышается уровень пороговой нагрузки, которую испытуемый может выполнить без угрозы ишемии миокарда и приступа стенокардии (грудная жаба - наиболее распространённая форма ИБС, характеризующаяся приступами сжимающих загрудных болей). Наиболее выражено повышение резервных возможностей аппарата кровообращения при напряжённой мышечной деятельности: увеличение максимальной ЧСС, систолического и минутного объёма крови, артерио-венозной разницы по кислороду, снижение общего периферического сосудистого сопротивления (ОПСС), что облегчает механическую работу сердца и увеличивает его производительность.

Оценка функциональных резервов кровообращения при предельных физических нагрузках у лиц с различным уровнем физического состояния (УФС) показывает: люди со средним УФС (и ниже среднего) обладают минимальными функциональными возможностями, граничащими с патологией. Напротив, хорошо тренированные физкультурники с высоким УФС по всем параметрам соответствуют критериям физиологического здоровья, их физическая работоспособность достигает оптимальных величин или же превышает их.

Адаптация периферического звена кровообращения сводится к увеличению мышечного кровотока при предельных нагрузках (максимально в 100 раз) артерио-венозной разницы по кислороду, плотности капиллярного русла в работающих мышцах, росту концентрации миоглобина и повышению активности окислительных ферментов. Защитную роль в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний играет также повышение фибринолитической активности крови при оздоровительной тренировке (максимум в 6 раз). В результате повышается устойчивость организма к стрессовым воздействиям. Помимо выраженного увеличения резервных возможностей организма под влиянием оздоровительной тренировки чрезвычайно важен также её профилактический эффект, связанный с опосредованным влиянием на факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний. С ростом тренированности (по мере повышения уровня физической работоспособности) наблюдается отчётливое снижение всех основных факторов риска, содержания холестерина в крови, артериального давления и массы тела. Б. А. Пирогова (1985) в своих наблюдениях показала: по мере роста УФС содержание холестерина в крови снизилось с 280 до 210 мг, а триглицеридов со 168 до 150 мг %. Следует особо сказать о влиянии занятий оздоровительной физической культурой на стареющий организм.

Физическая культура является основным средством, задерживающим возрастное ухудшение физических качеств и снижение адаптационных способностей организма в целом и сердечно-сосудистой системы в частности, неизбежных в процессе инволюции. Возрастные изменения отражаются как на деятельности сердца, так и на состоянии периферических сосудов. С возрастом существенно снижается способность сердца к максимальным напряжениям, что проявляется в возрастном уменьшении максимальной частоты сердечных сокращений (хотя ЧСС в покое изменяется незначительно). С возрастом функциональные возможности сердца снижаются даже при отсутствии клинических признаков ИБС. Так, ударный объём сердца в покое в возрасте 25 лет к 85 годам уменьшается на 30%, развивается гипертрофия миокарда. Минутный объём крови в покое за указанный период уменьшается в среднем на 55 - 60%. Возрастное ограничение способности организма к увеличению ударного объёма и ЧСС при максимальных усилиях приводит к тому, что минутный объём крови при предельных нагрузках в возрасте 65 лет на 25 - 30% меньше, чем в возрасте 25 лет. С возрастом также происходят изменения в сосудистой системе, снижается эластичность крупных артерий, повышается общее периферическое сосудистое сопротивление. В результате, к 60 - 70 годам систолическое давление повышается на 10 - 40 мм рт. ст. Все эти изменения в системе кровообращения, снижение производительности сердца влекут за собой выраженное уменьшение максимальных аэробных возможностей организма, снижение уровня работоспособности и выносливости.

С возрастом ухудшаются и возможности дыхательной системы. Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) начиная с 35-летнего возраста за год снижается в среднем на 7,5 мл на 1 м2 поверхности тела. Отмечено также снижение вентиляционной способности лёгких - уменьшение максимальной вентиляции лёгких. Хотя эти изменения не лимитируют аэробные возможности организма, однако они приводят к уменьшению жизненного индекса (отношение ЖЕЛ к массе тела, выраженное в мл/кг), который может прогнозировать продолжительность жизни.

Существенно изменяются и обменные процессы: уменьшается толерантность к глюкозе, повышается содержание общего холестерина и триглицеридов в крови, это характерно для развития атеросклероза (хроническое сердечно-сосудистое заболевание), ухудшается состояние опорно-двигательного аппарата: происходит разрежение костной ткани (остеопороз) вследствие потери солей кальция. Недостаточная двигательная активность и недостаток кальция в пище усугубляют эти изменения.

Адекватная физическая тренировка, занятия оздоровительной физической культурой способны в значительной степени приостановить возрастные изменения различных функций. В любом возрасте с помощью тренировки можно повысить аэробные возможности и уровень выносливости показателей биологического возраста организма и его жизнеспособности.

Например, у хорошо тренированных бегунов среднего возраста максимально возможная ЧСС примерно на 10 уд/мин больше, чем у неподготовленных.

1. Уровень и направленность двигательной активности формируют различные варианты функциональных систем.

2. Наблюдается относительная устойчивость показателей кардиореспираторной системы при нормировании двигательной активности.

3. Гипокинезия значительно ухудшает течение процессов адаптации (наличие дизадаптивных реакций гемодинамики, преобладание медленноволновых составляющих спектра, снижение активности антиоксидантных ферментов), что может приводить к развитию патологических процессов.

4. Объемные физические нагрузки ведут к повышенному расходованию микроэлемента магния, что требует его дополнительного введения в организм (рекомендуется использование препаратов панангин, аспаркам, компливит).

5. Концепция укрепления здоровья должна предусматривать формирование на индивидуальном уровне поведенческого стереотипа, направленного на повышение уровня двигательной активности учащихся, на общественном - создание центров здоровья непосредственно на базе образовательного учреждения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, оздоровительный эффект занятий массовой физической культурой связан прежде всего с повышением аэробных возможностей организма, уровня общей выносливости и трудоспособности.

Повышение физической работоспособности сопровождается профилактическим эффектом в отношении факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний: снижением веса тела и жировой массы, содржания холестерина и триглицеридов в крови, снижением артериального давления и ЧСС. Кроме того, регулярная физическая тренировка позволяет в значительной степени задержать возрастных инволюционных изменений физиологических функций, а также дегенеративных изменений органов и систем.

Выполнение физических упражнений положительно влияет на весь двигательный аппарат, препятствуя развития дегенеративных изменений, связанных с возрастом и гиподинамией (нарушение функций организма при снижении двигательной активности). Повышается минерализация костной ткани и содержание кальция в организме, что препятствует развитию остеопороза (дистрофия костной ткани с перестройкой её структуры и разрежением). Увеличивается приток лимфы к суставным хрящам и межпозвонковым дискам, что является лучшим средством профилактики артроза и остеохондроза (дегенерация суставных хрящей). Все эти данные свидетельствуют о неоценимом положительном влиянии занятий физической культурой на организм человека. Таким образом, можно говорить о необходимости физических упражнений в жизни каждого человека. При этом очень важно учитывать состояние здоровья человека и его уровень физической подготовки для рационального использования физических возможностей организма, чтобы физические нагрузки не принесли вреда здоровью.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Влияние двигательной активности на органы и системы организма. Интенсивность, длительность физических нагрузок, их влияние на организм. Физиологические и биологические изменения происходящие в организме под воздействием активной двигательной деятельности.

курсовая работа , добавлен 27.04.2009


Физиологические изменения в организме, в нервной системе и в железах внутренней секреции под влиянием физических нагрузок. Биологические изменения, происходящие в организме под воздействием двигательной деятельности. "Мертвая точка" и "второе дыхание".

контрольная работа , добавлен 08.05.2011


Лыжный спорт как один из самых массовых видов спорта, культивируемых в Российской Федерации. Общая характеристика физических качеств и организма лыжников: изменение мышц, дыхательной и сердечнососудистой систем под влиянием занятий лыжным спортом.

курсовая работа , добавлен 05.06.2011


Биологические и физиологические изменения в организме человека под влиянием физических нагрузок. Значение двигательной активности для работоспособности органов и систем. Характеристика процессов утомления и восстановления в циклических видах спорта.

дипломная работа , добавлен 10.06.2015


Знание о профессиональных заболеваниях. Подбор комплекса физических упражнений, выполняя который можно снизить отрицательные влияния профессии. Выбор приоритетных физических качеств. Подбор отдельных физических прикладных упражнений или видов спорта.

презентация , добавлен 18.06.2012


Анатомо-физиологические особенности опорно-двигательного аппарата. Функции мышц, особенности силовых упражнений, направленных на развитие мышц тела. Работа мышц в покое и при физической нагрузке. Влияние занятий спортом на состояние скелетной мускулатуры.

реферат , добавлен 28.04.2015


Гимнастика как основа физических упражнений и формирования их традиционных систем. Основа физической тренировки в фитнесе. Калланетика как система упражнений, направленная на увеличение активности глубоких мышечных групп. Выполнение упражнений ушу.

реферат , добавлен 15.04.2016


Механизм тонизирующего и трофического влияния физических упражнений. Процесс нормализации функций для восстановления здоровья и работоспособности после заболевания или травмы. Классификация физических упражнений, применяемых в лечебной физкультуре.

реферат , добавлен 28.04.2014


В основе физиологии упражнений и спорта лежат анатомия и физиология. Анатомия изучает структуру и форму организма. Физиология упражнений изучает изменения структур и функций организма под воздействием срочных и долговременных физических нагрузок.

реферат , добавлен 23.09.2008


Движение как мощный стимулятор катаболических процессов в организме человека. Активизация в период покоя биосинтетических - анаболических процессов. Виды движения: ходьба, бег, гимнастика и культуризм. Профилактический эффект физических упражнений.

PAGE 2

БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра клинической токсикологии и профпатологии с курсом ИПО

	Утверждаю:
	_____________________
	Заведующий кафедрой, профессор
	З.С. Терегулова
	"____"__________200_ г.

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ЛЕКЦИИ № 3

01. ТЕМА: Функциональные изменения в организме при работе

и их анализ

02. Медико-профилактический факультет, 4 курс

03. Раздел: Основы физиологии и психологии труда

04. Лекционный курс 9 семестра

05. Продолжительность: 2 часа (90 мин.)

06. Контингент: Студенты 4 курса медико-профилактического факультета

07. ОБЩАЯ ЦЕЛЬ ЛЕКЦИИ: для создания базовых представлений о влиянии трудовой деятельности и её условий, рассмотреть и обсудить классические сведения об изменениях в функциональном состоянии работающего человека.

ЧАСТНЫЕ ДИДАКТИЧЕСКИЕ ЦЕЛИ (ЗАДАЧИ):

1. Создать понятие о функциональном состоянии и анализе изменений её характеристик.

2. Показать, что при выполнении работы происходят закономерные процессы изменения физиологического состояния человека.

3. Рассказать об изменениях в отдельных органах и системах работающего организма, дать основы для физиологического анализа влияния труда.

4. Обсудить аспекты центрально-нервной регуляции и энергетики функциональных изменений в организме человека при работе

08.Оснашение:

Схема: Краткий перечень изменений в органах и системах человеческого организма при выполнении работы

Таблица: Классификация труда по энерготратам и потреблению кислорода

Таблица: Изменение объема воздуха в лёгких в покое и при работе

Таблица: Зависимость величины минутного объема сердца от мощности мышечной работы и потребления кислорода

Таблица: Скорость восстановления частоты пульса в зависимости от интенсивности работы

Таблица: Число капилляров в мышцах при покое и работе

09. Новая информация (отсутствующая в предыдущем обучении): закономерности динамики функционального состояния работающего человека

10. ПЛАН ЛЕКЦИИ:

1 час: Затраты энергии при различных видах работы.	45 мин
Особенности анализа энергетических изменений
Особенности анализа функциональных изменений отдельных
органов и систем при работе
Обобщённые характеристики физиологических сдвигов
у работающего человека
2 час: Изменения функционального состояния отдельных	45 мин
органов и систем.
Особенности анализ динамики функциональных показателей
по органам и системам работающего человека
Особенности изменений в центральной нервной системе
работающего организма

11. Контроль усвоения материала: активный опрос в конце лекции

Вопросы:

1. Определите термин: "функциональное состояние человека"

2. Определите термин: "функциональное состояние работающего человека"

3. Дайте характеристику общих изменений в системе крови при любой работе.

4. Перечислите основные химические изменения в крови при работе.

5. Норма сахара в крови человека в покое?

6. До каких величин может колебаться содержание сахара в крови работающего человека?

7. В чём биологическая сущность изменений крови при работе?

8. Почему у тренированных лиц при чрезмерной физической работе накопление молочной кислоты в крови, другие изменения в ней носят более благоприятный характер, чем у нетренированных?

9. Что такое "резервная щёлочность крови"?

10. Что такое кислородная ёмкость крови?

11. Что препятствует связыванию кислорода кровью при выполнении физической работы?

12. Что способствует лучшей отдачи кислорода кровью при работе?

13.Число дыханий в покое?

14. Минутный обьём сердца в покое?

15.Предельные величины числа дыханий при физической нагрузки?

16. Предельные величины минутного объёма сердца в покое?

17. За счет каких механизмов происходит увеличение минутного объёма сердца при физической работе?

18. Какие факторы трудовой деятельности изменяют кровяное давление в организме работающего человека?

12. СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ:

1. Алексеев С.В., Усенко В.Р. Гигиена труда. М., Мед., 1988, 576с.
2. Белозёрова Л.М. Возрастная работоспособность лиц умственного и физического труда // Физиологические и медицинские вопросы нетрадиционных форм производственной деятельности человека: В 2 ч. - Тюмень. - 1991. - Ч.2. - С. 179 - 182.
3. Быков К.М., Владимиров Г.Е., Делов В.Е., Конради Г.П., Слоним А.Д. Учебник физиологии. М., 1975
4. Виноградов М. Проблема утомления. М., 1978 г. - 298 с.
5. Гигиена труда. Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряжённости трудового процесса: Руководство (Р 2.2.755 - 99) / Государственная система санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации. Издание официальное. - Москва, Минздра`в России, 1999 - 150 с.
6. Горшков С.И., Золина З.М., Мойкин Ю.В. Методы исследований в физиологии труда. М.: Медицина, 1974. - 311 с.
7. Евстафьев В.Н. Физическая работоспособность и эргономические показатели функционального состояния сердечно-сосудистой системы у плавсостава // Гиг. труда. - 1989. - № 7. - 22 - 25.
8. Карамова Л.М., Красовский В.О. О системном моделировании зависимостей функционального напряжения работающего человека // Мед. труда. - 1993. - № 10 - 12. - С. 36 - 38.
9. Карамова Л.М., Красовский В.О. Сравнительная оценка функционального состояния по количеству используемых функций в трудовой деятельности // Актуальные вопросы физиологии умственного труда: Тез. докл. симпозиума. – Киев, 1993. - С. 26
10. Красовский В.О., Аскаров А.Ф. Компактная укладка для физиолого-гигиенических исследований // Рационализаторское предложение № 6/86 от 22.12.86. Уфимский НИИ гигиены и профессиональных заболеваний.
11. Красовский В.О. Прогноз функционального состояния научных сот рудников // Акт. вопросы физиологии умственного труда: Тез. докл. симпозиума. - Киев. - 1993. - С. 26
12. Красовский В.О. Способ оценки физиологических сдвигов по развёрнутому изображению их показателей. Рационализаторское предложение № 270 от 19.12.2000 г. Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека.
13. Конради Г.П., Слоним А.Д., Фарфель В.С. Общие основы физиологии труда. - М. ; Л., Биомедгиз, 1934. - 672 с.
14. Кулак А.И., Гурипович Л.А., Васильевская К.В. и др. Физиологическая оценка тяжести и напряжённости труда рабочих и служащих различного возраста // Геронтология и гериатрия: Ежегодник (Социальная среда, образ жизни и старение). Киев, 1970. - С. 106 - 111.
15. Кулак И.А. Физиология утомления при умственной и физической работе человека. Минск: Беларусь, 1968. - 272 с.
16. Марищук В.Л. Функциональное состояние и работоспособность // Методология исследований по инженерной психологии и психологии труда. - Л., 1974. - С. 81-95
17. Розенблат В.В. Проблема утомления. М.: Медицина, 1975 - 240 с.
18. Руководство к практическим занятиям по гигиене труда / Под ред. проф. А.М. Шевченко. - Киев, 1986.- 336 с.
19. Руководство по физиологии труда / Под ред. З.М. Золиной, Н.Ф. Измерова. - М.: Медицина, 1983. - 528 с.,ил.
20. Сапов И.А., Солодков А.С. Состояние функций организма и работоспособность моряков. Л.: Медицина, Ленинградское. отделение, 1980. - 192 с.: ил.
21. Человеческий фактор: В 6 т. / Т1. Эргономика - комплексная научно-техническая дисциплина: Пер с англ. / Ж. Кристенсен, Д. Мейстер, П. Фоули и др. - М.: Мир, 1991. - 599 с., ил.

ТЕКСТ ЛЕКЦИИ

Функциональное состояние организма - совокупность характеристик физиологических функций и психофизиологических качеств, определяющих уровень активности функциональных систем организма, особенно жизнедеятельности и работоспособности организма. Для работающего организма - это совокупность тех функций, возможностей и качеств личности, которые несут наибольшую нагрузку в обеспечении профессиональной деятельности.

Сейчас производительность труда человека определяется его энерговооруженностью, способностью управлять и применять машины, оборудование для выполнения требуе мой работы.

Способность человека к трудовой деятельности, в том числе и к управлению огромными производственными комплексами (машинами) во многом зависит от динамического рабочего стереотипа - относительно устойчивой целостной системой условно-рефлекторных связей, создаваемых в процессе обучения и упражнения и, являющихся физиологической основой навыков, необходимых для обеспечения высокого уровня профессиональной работоспособности.

Работоспособность человека (Син.: трудоспособность) в общем - это способность обеспечить некоторое количество и качество работы (труда). С других позиций, работоспособность - величина функциональных возможностей организма (физиологической системы, органа), характеризующаяся количеством и качеством работы при максимальной напряжённости, интенсивности и/или длительности труда.

Нам представляется, что термин “трудоспособность” более уместен при определении производительности человека в очень длительном периоде, а термин “работоспособность” применим для обозначения потенции к труду за один рабочий день или смену.

Важно также проводить четкую грань между понятиями “физиологическая функция” и её “показателями”, о чём мы уже говорили. Напомню, что физиологическая функция - свойство, качество, реакция, способность организма проявлять жизненные потенции.

Функциональные изменения в работающем организме не происходят параллельно энергозатратам, поскольку имеется множество причин и обстоятельств, влияющих на эту зависимость. Однако, в этом вопросе, всегда можно выявить некоторые значимые, закономерные взаимозависимости, что и обсудим в этой лекции.

Сейчас, в связи с непрерывно растущей механизацией и автоматизацией трудовых процессов, остается все меньше видов работ, выполнение которых требует больших энергетических затрат. По потреблению кислорода и энергетическим затратам трудовые процессы можно отнести к трём-четырём типам, представленным в нижеследующей таблице 1.

Таблица 1

Классификация труда по энерготратам и потреблению кислорода

Характер работы	Потребление кислорода л/мин	Энерготраты ккал/мин	Необходимая энергия ккал/сутки
Лёгкая	До 0.5	До 2.5	2200-2600
Средней тяжести	От 0.5 до 1.0	2.5 – 5.0	2800-3400
Тяжёлая	Больше 1.0	Выше 5.0	3600-4000
Очень тяжёлая			4000-6000

Использование показателя энергетических затрат для оценки тяжести работы лиц различных профессий или лиц одной и той же профессии ограничивается прежде всего, разным удельным весом статического напряжения при различных работах. На расход энергии влияют также степень тренированности, формы организации труда, режим труда и отдыха, состояние внешней атмосферы (высокая или низкая температура воздуха, газы, пыль) и др.

Сами по себе энергетические показатели не дают представления о функциональном состоянии организма в целом, зависящего от состояния центральной нервной системы, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также биохимических процессов в организме.

Известно, что время восстановления различных функций организма после прекращения работы и восстановления потребления кислорода не совпадает: функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем (их показатель - дыхательный коэффициент) восстанавливаются позже, чем потребление кислорода. Но, при прочих равных условиях показатели расхода энергии могут быть использованы для сравнительной оценки различных режимов труда и отдыха, оценки эффективности вновь введенного элемента в трудовой процесс.

Начнём с того, что любая работа предполагает изменения в гомеостазе, а то есть в изменениях внутренней среды организма. Во время работы происходят существенные морфологические, физические и химические изменения крови.

Морфологические изменения претерпевает как красная, так и белая кровь.

Количество эритроцитов, гемоглобина и лейкоцитов при работе увеличивается; при этом, чем интенсивнее работа, тем больше увеличивается количество эритроцитов, гемоглобина и лейкоцитов. Повышение количества эритроцитов и лейкоцитов в связи с работой происходит за счет как поступления их из депо (селезенки), так и усиления эритропоэза (в крови увеличивается количество ретикулоцитов) и лейкопоэза. Биологическая сущность изменений крови состоит в компенсаторном процессе, вызываемом повышенной потребностью организма в кислороде.

Механизм регуляции происходящих изменений условно-безусловно-рефлекторный: рефлекторное сокращение селезенки, раздражение костного мозга через хеморецепторы.

Физические изменения крови в связи с работой характеризуются изменениями осмотической стойкости эритроцитов, осмотического давления и вязкости. Осмотическая стойкость эритроцитов в одних случаях может быть повышена, а в других – понижена. В частности, понижение её наблюдается при тяжелой работе, выраженном ацидозе и особенно резко, при высокой температуре воздуха.

Осмотическое давление в эритроцитах (концентрация осмотически активных веществ поваренной соли, молочной кислоты) при работе резко повышается.

Вязкость крови возрастает вследствие увеличения количества форменных элементов и уменьшения в плазме крови воды, которая из крови диффундирует в работающие мышцы.

К основным химическим изменениям крови при работе относятся изменения содержания сахара, молочной кислоты, щелочных резервов крови, газов крови.

Содержание сахара в крови человека в покое может колебаться от 60 до 150 мг%; наиболее часто оно составляет 80-90 мг %. Поступление сахара в кровь и потребление его тканями регулируются взаимосвязанными системами: симпатико-адреналовая система увеличивает поступление сахара из печени в кровь, инсулино-парасимпатическая система понижает содержание сахара в крови.

Инсулин способствует усилению обеих фаз углеводного обмена окисления и рёсинтеза, а также повышает проницаемость клеточных мембран, способствуя проникновению сахара в ткани.

В начале работы количество сахара в крови повышается, что объясняется условно-рефлекторными влияниями. Таков же механизм увеличения содержания сахара в крови и для предрабочего состояния. Отметим, что больше всего содержание сахара в крови наблюдается при работе, связанной с высоким уровнем эмоционального напряжения.

При выполнении привычной работы, особенно тренированными лицами, содержание сахара в крови у них несколько снижается и держится примерно на одном уровне длительное время. Значительное снижение обычно наступает при очень тяжелой и длительной работе. У нетренированных лиц может наступить столь резкое уменьшение содержания сахара в крови, что оно окажется опасным для жизни. При переутомлении и перенапряжение может возникнуть гипогликемическая кома.

Введение сахара в организм во время работы вызывает увеличение концентрации его в крови и благоприятно влияет на повышение работоспособности.

Молочная кислота в крови в покое содержится в пределах 10-25 мг%. При легкой работе, например при ходьбе и ряде производственных работ, содержание молочной кислоты в крови не повышается: она успевает окислиться и ресинтезироваться там, где образовалась, т. е. в мышцах, и в кровь не поступает. При работе средней тяжести в первые минуты возможно повышение содержания молочной кислоты в крови. При дальнейшей же работе, даже длительной, содержание молочной кислоты в крови не превышает исходного уровня.

Это объясняется тем, что при наличии микропауз в деятельности - при кратковременном расслаблении мышц, молочная кислота успевает окислиться и ресинтезироваться в них.

Как правило, молочная кислота может накапливаться в крови при очень интенсивной работе, иногда в значительном количестве. Такая работа бывает обычно кратковременной и характеризуется недостаточным снабжением кислородом, образованием большого кислородного долга.

У людей, тренированных к физической работе, образование молочной кислоты меньше, чем у нетренированных, а ресинтез происходит более быстрыми темпами.

До сих пор мы говорили о кислотных изменениях. Но, нельзя забывать и о щелочных резервах крови, поскольку при работе возникает необходимость усиленного удаления и/или связывания образующейся углекислоты.

Количество углекислоты, которое кровь способна связать при парциальном давлении углекислоты 44 мм рт. ст. и постоянной температуре 18°, носит название резервной щелочности крови и является показателем способности крови связывать кислые продукты.

Резервная щелочность крови выражается в объемных процентах углекислоты. У людей в покое резервная щелочность плазмы крови значительно колеблется (43-67 об %). На уровень щелочных резервов крови большое влияние оказывает тренированность к физической работе. Показано, что у тренированных людей резервная щелочность на 10-20% выше, чем у нетренированных. Обычно можно наблюдать значительное снижение щелочных резервов при кратковременной, но очень интенсивной работе. При этом отмечается совершенно четкая обратная зависимость уровня щелочных резервов от содержания в крови молочной кислоты: чем больше содержание молочной кислоты, тем ниже уровень щелочных резервов.

Снижение щелочных резервов крови можно также наблюдать у рабочих в начале обучения профессиональной работе. По мере приобретения навыков и закрепления их, т. е. по мере повышения тренированности, уровень щелочных резервов возрастает.

При кратковременной работе большой интенсивности снижение уровня щелочных резервов можно поставить в зависимость от тяжести работы. При длительных работах средней тяжести такой зависимости между выполняемой работой и уровнем щелочных резервов обнаружить нельзя. Аналогичные изменения, как указывалось выше, претерпевает содержание молочной кислоты в крови при длительной работе средней тяжести, что указывает на тесную связь состояния буферной системы крови и накопления в крови кислых продуктов.

Кровь приносит клеткам кислород, питающие вещества и уносит переработанные отходы. Особым вопросом является изменение газового состава крови в процессе работы.

Количество кислорода в миллилитрах, связанное 100 мл крови при полном насыщении, носит называние кислородной емкости крови. Средняя величина кислородной емкости крови для мужчин - 18,3 мл, для женщин - 16,5 мл. В целостном организме насыщение крови кислородом зависит от парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе. При давлении кислорода 120-130 мм рт. ст. гемоглобин насыщается приблизительно на 100%. Однако практически насыщение колеблется в пределах 90-95%.

Сдвиг реакции крови в кислую сторону вследствие увеличения содержания углекислоты и молочной кислоты при работе препятствует связыванию кислорода гемоглобином.

При нормальном парциальном давлении достигается насыщение крови кислородом, при низком же парциальном давлении насыщение крови кислородом может резко снизиться. В то же время сдвиг реакции в кислую сторону способствует лучшей отдаче кислорода тканям и более быстрой диссоциации оксигемоглобина.

В капиллярах кислород отдается тканям; следовательно, в венозной крови содержание его ниже, чем в артериальной. В покое различные ткани организма забирают 20- 30% кислорода, при работе же потребление кислорода тканями достигает 70%.

Отношение артериовенозной разности кислорода к кислородной емкости носит название коэффициента утилизации кислорода. У тренированных людей он конечно, выше.

Содержание углекислоты в крови значительно колеблется в зависимости от наличия в ней различных катионов и интенсивности легочной вентиляции. В покое в артериальной крови у здоровых людей содержание углекислоты колеблется в пределах 44,6-54,7 об. %, а в венозной крови - в пределах 48,3-60,4 об. %. При работе снижению содержания углекислоты в крови способствуют связывание углекислоты катионами, а также вымывание кислоты из крови гипервентиляцией лёгких.

Изменения в крови не является единственными и отдельными в целостном работающем организме. Рассмотрим изменения дыхательной функции. Функция дыхания весьма лабильна и значительно изменяется в связи с работой. Так, выдох при работе осуществляется с участием грудных мышц, сокращение которых уменьшает объем грудной клетки и тем самым жизненную емкость легких. Уменьшение жизненной емкости легких при работе компенсируется перераспределением воздуха в легких. Данное утверждение наглядно иллюстрирует нижеследующая таблица 2.

Таблица 2

Изменения объёма воздуха в лёгких в покое и при работе

Условия опыта	Дыхательный воздух	Резервный воздух	Дополнительный воздух	Жизненная ёмкость лёгких
Покой	0,93	1,77	1,50	5,66
Работа	2,18	0,80	0,86	5,36

Как видно из таблицы, объем дыхательного, т. е. альвеолярного воздуха в работе увеличивается примерно в 2,5 раза за счет объемов резервного и дополнительного воздуха. Жизненная емкость легких может уменьшаться также в зависимости от рабочей позы: если жизненную емкость при спокойном состоянии в вертикальном положении принять за 100, то при сгибании туловища вперед она будет составлять 88,5, а при сгибании назад - 75. При легкой и кратковременной работе может наблюдаться, наоборот, увеличение жизненной емкости легких,

В покое число дыханий в минуту колеблется в пределах 12-24, а легочная вентиляция в пределах 4-10 л, чаще 6-8 л. При работе эти величины возрастают в несколько раз. В покое человек потребляет кислорода 200-300 мл в минуту, а при тяжелой работе в 10-15 раз больше. Доставка такого большого количества кислорода обеспечивается путем значительного усиления функции легких. Легочная вентиляция может быть увеличена до 100-150 л/мин из-за учащения дыхания, и главным образом, увеличения глубины вдоха. У тренированных людей увеличение легочной вентиляции осуществляется за счет усиления глубины дыхания в большей степени, чем у нетренированных.

Величина легочной вентиляции растет пропорционально мощности работы и, следовательно, потреблению кислорода. Такая закономерность позволяет на основании определения величины легочной вентиляции с некоторым приближением судить о величине потребления кислорода ж тем самым об энергетических затратах.

В регуляции дыхания в связи с работой главную роль играет центральная нервная система. Опыты показали увеличение легочной вентиляции в предрабочем (предстартовом) состоянии. Образующиеся в процессе работы условно-рефлекторные связи между интенсивностью работы и легочной вентиляцией при многократном повторении одной и той же работы настолько закрепляются, что соответствующая легочная вентиляция становится неотъемлемым элементом динамического стереотипа. Примером формирования такого стереотипа являются ныряльщики - ловцы жемчуга.

Важную роль в регуляции дыхания при работе играют также гуморальные факторы, обусловливающие изменения рН крови, напряжения углекислоты, кислорода и оказывающие регулирующее влияние через дыхательный центр.

Параллельно с описанными изменениями в ходе работы происходят изменения и в сердечно-сосудистой системе . В покое минутный объем сердца колеблется в пределах 3,5-5,5 л, при мышечной работе он достигает 30-40 л. Между величиной минутного объема сердца, мощностью мышечной работы и потреблением кислорода существует линейная зависимость. Она справедлива только тогда и только тогда, когда состояние потребления кислорода достаточно устойчиво. Это видно из данных, приведенных в нижеследующей таблице 3.

Таблица 3

Зависимость величины минутного объёма сердца от мощности

мышечной работы и потребления кислорода

Работа, КГм	Минутный объем, л/мин	Ударный объем, мл	Потребление кислорода, л/мин
	11.0
	16.6		1.76
1080	22.6
1452	35.0

Увеличение минутного объема сердца происходит за счет учащения сокращений и увеличения ударного (систолического) объема сердца. Систолический объем сердца в покое колеблется в пределах 60- 80 мл; при работе же он может увеличиваться вдвое и более, что зависит от функционального состояния сердца, условий наполнения его кровью, тренировки.

У хорошо тренированного человека систолический объем может при умеренной частоте пульса достигать высоких величин (до 200 мл).

Устанавливающийся в связи с работой, новый уровень деятельности сердечно-сосудистой системы, обеспечивается в основном благодаря нервным, и в меньшей мере, гуморальным влияниям. При этом образование условно-рефлекторных связей способствует установлению этого нового уровня еще до начала работы. Во время работы происходят дальнейшие изменения деятельности сердечно-сосудистой системы.

Поступление крови в сердце обусловливается венозным притоком и длительностью диастолы. Венозный приток при работе увеличивается. Рефлекторно, воздействием на проприорецепторы, вызывается расширение сосудов мышц и поверхностных сосудов и, одновременно сужение внутренних сосудов - “чревный рефлекс”.

Кровь из мышц перегоняется в вены и сердце, причем скорость движения крови пропорциональна количеству мышечных движений (действие “мышечного насоса”). Такое же действие оказывает перемещение диафрагмы. Длительность диастолы во время работы укорачивается. Механизм укорочения рефлекторный - через барорецепторы в устьях полых вен и проприоцепторы работающих мышц. Общий результат - учащение сердечных сокращений.

Оптимальные условия для работы сердца создаются тогда, когда скорость диастолического наполнения и длительность диастолы соответствуют друг другу. При недостаточном или избыточном кровенаполнении сердце вынуждено работать за счет учащения сокращений.

Эффективность деятельности сердца зависит не только от его функционального состояния, мощности мускулатуры, состояния питания, нервной регуляции, но и от способности развивать силу сокращения в зависимости от диастолического наполнения. Величина ударного объема, таким образом, пропорциональна величине венозного притока.

Ритм сердечной деятельности можно оценить по частоте пульса. Для характеристики мышечной работы учитывается как частота пульса во время работы, так и скорость восстановления его после работы. Обе эти функции зависят от интенсивности и длительности работы. Для работы умеренной тяжести характерна более или менее постоянная частота пульса. При тяжелой работе наблюдается непрерывный рост ее. Скорость восстановления частоты пульса зависит от интенсивности работы, что и следует из нижеследующей таблицы 4.

Таблица 4

Скорость восстановления частоты пульса

в зависимости от интенсивности работы

Характер работы	Величина учащения пульса (в минуту)	Время восстановления исходной величины пульса (минуты)
Умеренная
Значительная
Тяжёлая

У тренированного человека частота пульса при прочих равных условиях всегда меньше, чем у нетренированного. От состояния сердечно-сосудистой системы зависит кровоснабжение работающих органов. Регуляция сосудистой системы условно-безусловно-рефлекторная и местная гуморальная.

При этом особую роль в сосудистой регуляции играют продукты обмена (гистамин, адениловая кислота, ацетилхолин), особенно гистамин, сильно расширяющий мелкие сосуды. Большая роль в регуляции сосудов принадле-жит продуктам желез внутренней секреции - адреналину, суживающему сосуды внутренних органов, и вазопрессину (гормон мозгового придатка), действующему на артериолы и капилляры.

Гуморальная регуляция сосудистой системы может осуществляться непосредственно действием на мышечную стенку сосудов и рефлекторно через интерорецепторы.

Нервная регуляция сосудистой системы весьма чувствительна, и этим объясняется большая подвижность кровоснабжения органов. Благодаря ус-ловно-безусловно-рефлекторным и гуморальным механизмам во время работы происходит перераспределение крови из внутренних органов к работающим мышцам и одновременно увеличивается объем сосудистого ложа капилляров. Как видно из таблицы 5, во время работы значительно увеличивается число раскрытых капилляров, их поперечник и емкость.

Следует отметить недифференцированность реакции сосудов, как особенность центрально-нервной регуляции. Так, например, при работе одной рукой сопутствующая сосудистая реакция распространяется на все конечности.

Таблица 5

Число капилляров в покоящейся и деятельной мускулатуре

Условия определения показателей	Число раскрытых капилляров в 1 мм 3 мышцы	Поперечник капилляров, Мк	Емкость капилляров, в процентах к объему мышцы
В покое	30 - 250	3.0 - 3.8	0.02 - 0.03
При сокращении	2 500
При максимальном сокращении	3 000		15.0

Большое значение для оценки функционального состояния организма во время работы имеет кровяное давление, на которое влияют три фактора : величина опорожнения сердца, интенсивность чревного рефлекса и тонус сосудов.

Систолическое (максимальное) давление является показателем энергии, затрачиваемой сердцем, и связано с объемом систолы; в то же время оно характеризует реакцию сосудистых стенок на давление волны крови. Повышение систолического кровяного давления во время работы - показатель усиленной деятельности сердца.

Вследствие повышения при работе максимального давления в сосудистом русле, повышается и пульсовое давление, которое характеризует объем кровоснабжения работающих органов.

Диастолическое (минимальное) давление является показателем сосудистого тонуса, степени расширения сосудов и зависит от сосудодвигательного механизма. При работе минимальное давление изменяется мало. Снижение его свидетельствует о расширении сосудистого ложа и уменьшении периферического сопротивления продвижению крови.

Минутный объем, частота пульса и кровяное давление приходят к исходному уровню после работы значительно позднее, чем показатели других функций. Нередко показатели минутного объема, пульса и кровяного давления в некоторые отрезки восстановительного периода ниже, чем исходные, что свидетельствует о незавершенном еще процессе восстановления.

Во время выполнения мышечной работы и в течение восстановительного периода наблюдаются многофазные изменения функционального состояния центральной нервной системы. Ю.М. Данько описывает три фазы изменения функционального состояния центральной нервной системы во время работы и три фазы после ее прекращения.

Первая фаза изменений, возникающая в начале работы и соответствующая периоду врабатываемости, является фазой инерционного торможения, характеризующего начальные усилия. Эта фаза кратковременна.

Вторая фаза - состояние рабочего возбуждения, появляющаяся в процессе дальнейшего выполнения работы. Длительность этой фазы зависит от тяжести работы.

Третья фаза - состояние вторичного, или охранительного, торможения, возникающего к концу тяжелой утомительной работы.

После прекращения работы первой фазой периода восстановления (четвертая фаза) является состояние после рабочего возбуждения, наблюдающегося в течение короткого времени.

Вторая фаза (пятая) - период после рабочего торможения, длительность которого тем больше, чем тяжелее была работа.

Третья фаза (шестая) - период восстановления возбудимости, протекающей часто волнообразно через фазу повышения возбудимости (экзальтация).

Принципиально такая же динамика функционального состояния центральной нервной системы наблюдается и при статической работе.

При статическом напряжении первой фазой является иррадиация возбуждения с двигательного анализатора, вследствие чего повышается рефлекторная деятельность организма. Ограниченный, достаточной силы очаг возбуждения вызывает вторую фазу индукционных отношений с изменением мозаики очагов возбуждения и торможения, с превалированием тормозных процессов. Третья фаза - иррадиация торможения , после чего наступает утомление.

По окончании статического напряжения часто наблюдается четвертая фаза - последовательная положительная индукция и усиление выше нормы ранее заторможенных функций. Эта фаза кратковременна и сменяется более длительной пятой фазой , характеризующейся развитием последовательного торможения, сменяющегося нередко усилением возбудимости, после чего все функции приходят к норме.

Фазность изменений функционального состояния центральной нервной системы при работе характеризуется соответствующими для каждой фазы показателями высшей нервной деятельности. Так, при возбуждении наблюдается повышение величины условных рефлексов, укорочение латентного периода, упрочение дифференцировочного торможения, увеличение скорости сенсомоторных реакций, частоты биотоков мозга ( -ритм), усиленный распад гликогена, АТФ, креатинфосфата и др.

В фазе торможения наблюдаются обратные процессы: снижение величины условных рефлексов, удлинение латентного периода, увеличение числа случаев растормаживания дифференцировок, уменьшение скорости сенсомоторных реакций, появление 3-ритмов электрической активности мозга, а в дальнейшем  -ритмов, нарушение закона силовых отношений (фазные состояния), запредельное торможение.

Отметим также, что в фазе торможения, в головном мозге, восстанавливаются и энергетические вещества (АТФ, АДФ). Торможение в клетках коры, практически, предназначено для восстановления их состояния.

Таким образом, трудовая деятельность человека предполагает закономерные изменения в его внутренних средах, органах и системах, знание которых необходимо для рационального планирования режимов труда и отдыха, обеспечения мероприятий для высокой производительности труда, активного долголетия, предупреждения болезней от работы.

Мы затронули только небольшую часть знаний о влиянии труда на человеческий организм. Так, не обсудили проблемы терморегуляции при выполнении работы, роль кожи в этих процессах. Подчеркну, что знание этих закономерностей позволяет обосновывать гигиенические требования к параметрам производственного микроклимата.

Также не обсуждали роль зрительного, слухового анализатора в труде, что очень важно при обсуждении гигиенических требований к производственному освещению, передаче информации и пр. В целом рассмотрели аспекты изменений при физическом труде, при интеллектуальной деятельности эти изменения имеют и сходство, и существенные отличия.

Остаётся надеяться, что эти пробелы будут рассмотрены при обсуждении дальнейших вопросов лекционного и практического курса гигиены труда.

Любой вид трудовой деятельности представляет собой сложный комплекс физиологических процессов, в которых вовлекаются все органы и системы человеческого тела.

Центральная нервная система (ЦНС)

Центральная нервная система обеспечивает координацию функциональных изменений, развивающихся в организме при выполнении работы.

Все рабочие движения и их характер зависят, с одной стороны, от импульсов, идущих из коры головного мозга, с другой стороны, от импульсов, поступающих в центр из периферии из мышц.

Еще до начала работы в организме наблюдаются условно рефлекторные функциональные сдвиги, заключающиеся в повышении обмена веществ, в учащении пульса и дыхания. При этом условными раздражителями являются производственная обстановка и среда.

Установлено, что уровень энергетических процессов, происходящих в мышце, находится в зависимости от импульсов, исходящих из коры головного мозга. Так, основной обмен в рабочий день на 15-30% выше, чем в тот же обмен в нерабочий день, что связано с сигналами, идущими от привычной обстановки предстоящего рабочего дня. Увеличение потребления кислорода начинается уже тогда, когда рабочий только вошел в цех. Следовательно, рабочая обстановка воспринята ЦНС и последней посланы импульсы, подготовившие соответствующие органы и системы к выполнению сменного задания.

В процессе производственного обучения образуется динамический производственный стереотип - система условных рефлексов, определяющая уровень физиологических процессов в организме. Динамический производственный стереотип включает длительность выполнения основных элементов, микропаузы и т.д.

В процессе выполнения работы в ЦНС усиливаются процессы возбуждения. Одновременно углубляются и процессы торможения, благодаря чему между этими основными процессами сохраняется равновесие. При относительно легкой работе подобное состояние может сохраняться в течение всего рабочего дня, при тяжелой работе - с определенного момента в коре большого мозга начинают преобладать процессы охранительного торможения.

Фазность изменения функционального состояния ЦНС определяется характером и длительностью выполняемой работы. В фазе возбуждения наблюдают повышение величины условных рефлексов, увеличение скорости сенсомоторных реакций.

В фазе торможения наблюдаются обратные процессы: снижение величины условных рефлексов, уменьшение скорости сенсомоторных реакций. Характер изменений определяется тяжестью, длительностью работы, а также тренированностью человека.

Мышечная работа различной интенсивности вызывает изменения в деятельности коры головного мозга. Тяжелая физическая нагрузка нередко обуславливает понижение корковой возбудимости, нарушение условно рефлекторной деятельности, а также повышение порога чувствительности зрительного, слухового и тактильного анализаторов.

Напротив, умеренная работа улучшает условно рефлекторную деятельность и снижает восприятия для указанных анализаторов.

Скелетно-мышечная система

Под влиянием нервных импульсов, притекающих из ЦНС, в мышцах происходят характерные для них биохимические и биофизические процессы. Источником химической энергии, превращающейся в механическую работу мышц, является аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Под влиянием нервных импульсов эта кислота взаимодействует с сократительной белковой структурой мышцы, причем происходит диссоциация актомиозина на его компоненты, изменение конфигурации белковых молекул, возникновение электрических зарядов, ферментативное расщепление АТФ миозином и т.д.

Именно комплекс всех явлений и ведет к сокращению мышечного волокна, в процессе которого активно участвуют ионы солей, в первую очередь калия, кальция и магния. Во время расслабления мышцы утратившая фосфор АТФ вновь фосфорилируется за счет фосфокреатинина. Затем начинаются процессы гликолиза и окислительного распада глюкозы, сопровождающегося связыванием фосфорной кислоты, отщепленной от АТФ в процессе сокращения мышцы.

С повышением интенсивности выполняемой нагрузки увеличивается количество потребляемого мышцами кислорода в единицу времени. Поскольку между скоростью потребления кислорода и мощностью работы аэробного характера существует прямая пропорциональная зависимость, поэтому интенсивность работы можно характеризовать скоростью потребления кислорода. При определенной, индивидуальной для каждого человека, нагрузке, достигается максимально возможная скорость потребления кислорода.

Для энергообеспечения мышечной работы кислородная система может использовать в качестве субстратов окисления все питательные вещества - углеводы (гликоген, глюкоза), жиры (жирные кислоты) и белки (аминокислоты).

Во время выполнения легкой работы, то есть при потреблении кислорода до 50% максимальной величины, большая часть энергии для сокращения мышц образуется за счет окисления жиров. Во время более тяжелой работы при потреблении кислорода более 60% от максимального значительную часть энергопродукции обеспечивают углеводы. При работах, близких по потреблению кислорода к максимальному - энергопродукция осуществляется только за счет углеводов.

Существует определенная последовательность включения и преобладания различных путей ресинтеза АТФ по мере выполнения физической нагрузки.

Креатинкиназный путь ресинтеза АТФ обеспечивает начальный этап физической работы. Он запускается очень быстро, протекает максимально эффективно (молекула АТФ из молекулы КФ), идет анаэробно, не дает побочных продуктов.

Затем включается гликолиз. На запуск гликолиза требуется 10-20 секунд. Гликолиз протекает анаэробно, обладает гораздо большим резервом мощности, но мало эффективен. В результате гликолиза значительно возрастает концентрация в мышцах и в крови гликолиза молочной кислоты.

В дальнейшем постепенно начинает превалировать аэробный механизм ресинтеза АТФ.

Конечные продукты - вода и углекислый газ. Избыток углекислоты удаляется через легкие с выдыхаемым воздухом.

Сердечно-сосудистая система

Увеличение потребности работающих мышц в кислороде и в питательных веществах ведет к тому, что при физическом труде заметно усиливается деятельность сердечно-сосудистой системы, где физическая нагрузка вызывает возрастание минутного объема вследствие учащения сокращений и увеличения ударного объема сердца.

Пульс с 60-70 ударов в минуту в покое учащается при некоторых видах работ до 90-150 и больше. Как правило, через 15-30 секунд после начала (а иногда рефлекторно и до работы) пульс учащается, достигает известной величины, зависящей от мощности работы, и держится на этом уровне в течение всей работы. Это дает право рекомендовать счет пульса - частоты сердечных сокращений (ЧСС) как простой и доступный метод контроля за состоянием работающего во время физической работы и за течением восстановительных процессов во время отдыха. В результате работы минутный объем крови, выбрасываемой сердцем, может возрасти с 3-5 до 30-40 л. На 5-30 мм рт.ст. может повыситься максимальное артериальное давление.

Увеличение минутного объема сердца происходит за счет учащения сокращений и увеличения ударного (систолического) объема сердца. Систолический объем сердца в покое колеблется в пределах 60-80 мл, при мышечной работе он может увеличиваться вдвое и больше. Между интенсивностью работы и частотой пульса имеется определенная зависимость. Так, при легких работах частота пульса не превышает 100-120 ударов в мин.

При тяжелых работах частота пульса может достигать 140-160 и более ударов в минуту. Во время тяжелой работы ЧСС возрастает до максимума, величина которого неодинакова у разных людей. При легкой работе и работе средней тяжести ЧСС увеличивается и стабилизируется на уровне, обеспечивающем потребности организма в кислороде.

Изменение пульса в процессе работы в значительной степени зависит от тренированности. У тренированного человека частота пульса при прочих равных условиях всегда меньше, чем у нетренированного. У нетренированных людей возрастание минутного объема сердца в процессе работы обеспечивается в основном за счет учащения числа сердечных сокращений, у тренированных - за счет увеличения систолического объема.

После прекращения работы частота пульса резко снижается. Однако время восстановления пульса до исходной величины в значительной степени определяется тяжестью выполненной работы. Восстановительный период составляет при:

Легкой работе - 2-4 мин.;

Средней тяжести - 30 мин.;

Тяжелой - 65-70 мин.

Восстановительный период обусловлен накоплением в работающих органах недоокисленных продуктов обмена.

Под влиянием импульсов из ЦНС, а также в результате сосудорасширяющего действия продуктов мышечного сокращения (молочная кислота) значительно расширяются кровоносные сосуды скелетных мышц, развивается сеть мышечных капилляров, но сами капилляры сужаются. Этим достигается лучшее кровоснабжение работающей мышцы и удаление продуктов обмена.

Дыхательная система

Дыхательная система, так же как и сердечно-сосудистая, в самом начале работы обнаруживает значительные сдвиги в сторону усиления своей деятельности. Повышение вентиляции, так же как учащение пульса, может иметь место в порядке условного рефлекса и в дорабочий период. Величина легочной вентиляции, и характер дыхания зависят как от индивидуальных особенностей, так и от степени тренированности человека.

В покое число дыханий в минуту составляет от 8 до 22, а легочная вентиляция - 4-10 л/мин. При работе потребление кислорода увеличивается в 10-15 раз. Вентиляция при выполнении тяжелой работы может достигать за счет учащения дыхания (30-40 раз в минуту) и увеличения глубины вдоха (40-60 л/мин.). У тренированных людей увеличение легочной вентиляции осуществляется главным образом за счет усиления глубины дыхания.

Количество кислорода в минуту, необходимое для полного окисления продуктов распада, носит название кислородный запрос, максимальное же количество кислорода, которое организм может получить в минуту, - кислородный потолок.

Обычно кислородный потолок при выполнении физической работы у нетренированных людей составляет около 3 л/мин., а у тренированных может достигать 4-5 л/мин.

Важно заметить, что потребление кислорода в начале работы растет и только через 2-3 мин. устанавливается на определенном уровне, т.е. наступает его устойчивое состояние.

Вначале работа производится при неполном удовлетворении кислородного запроса, вследствие чего накапливается кислородный долг. Это объясняется тем, что энергетические процессы в мышце при сокращении ее происходят мгновенно, а доставка кислорода увеличивается не сразу. И только когда доставка кислорода соответствует кислородному запросу, наступает устойчивое состояние потребления кислорода.

Кислородный долг, образовавшийся в начале работы, полностью погашается уже после прекращения работы, в период восстановления. Это касается работы легкой и средней тяжести. При тяжелой работе потребление кислорода все время растет вплоть до достижения кислородного потолка. Если кислородный запрос при работе превышает кислородный потолок, то наступает так называемое ложное устойчивое состояние; при этом потребление кислорода отражает лишь кислородный потолок, а не истинную потребность в кислороде. Восстановительный период при этом значительно удлиняется.

Восстановление потребления кислорода еще не означает восстановления всех функций организма. Напротив, другие функции, зависящие от состояния сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем, еще значительное время не достигают своего исходного уровня.

Изменения крови

При выполнении мышечной работы в крови можно отметить некоторые характерные явления. При тяжелой физической работе отмечается увеличение числа эритроцитов, повышение количества гемоглобина и некоторое повышение вязкости крови, количество лейкоцитов может увеличиться в три раза. Возрастает в целом масса циркулирующей в организме крови за счет выхода ее из депо - селезенки, печени, кожи. Аналогично лейкоцитоз развивается главным образом за счет выхода нейтрофилов и лимфоцитов из депо. Число лейкоцитов может достигать 15-20 109/л. Через 1-2 ч после тяжелой работы возможен вторичный лейкоцитоз за счет усиления кроветворения и поступление в кровь нейтрофилов.

Из биохимических изменений крови обращает на себя внимание динамика содержания сахара (глюкозы). Обычно в состоянии покоя содержание глюкозы в крови составляет 4,4-4,95 ммоль/л. В начале работы количество глюкозы в крови увеличивается, что объясняется условно-рефлекторными влияниями. При выполнении привычной работы, особенно тренированным человеком, содержание глюкозы в крови несколько уменьшается, потом несколько повышается и держится примерно на одном уровне, вследствие того, что повышается выход сахара из печени.

Выраженное снижение содержания глюкозы в крови наступает при выполнении тяжелой и длительной работы. Уровень глюкозы ниже 3,3 ммоль/л свидетельствует о тяжелой работе и недостаточной тренированности.

Падение уровня сахара во время работы нужно расценивать как неблагоприятный факт (истощение либо недостаточная мобилизация углеводных ресурсов). Практическое значение этого может состоять в рекомендации перерыва в работе для приема пищи.

При выполнении работ различной тяжести отмечается изменение содержания в крови молочной кислоты: если в норме ее содержится 1,1-2,8 мкмоль/л, то при очень тяжелой работе - 5,6-6,7 мкмоль/л. Работа легкая или средней тяжести не вызывает накопление молочной кислоты, так как она успевает окислиться и ресинтезироваться.

Длительные физические усилия умеренной сложности вызывают только первоначальное повышение содержания молочной кислоты в крови. Резкое повышение содержания молочной кислоты наблюдается при тяжелых работах, производимых в условиях кислородной задолженности. Повышение содержания молочной кислоты сопровождается одновременным падением резервной щелочности крови. Щелочной резерв крови является показателем способности крови связывать кислые продукты. При кратковременной интенсивной работе отмечается снижение щелочного резерва. При этом, чем больше содержание молочной кислоты, тем ниже показатель щелочного резерва.

Необходимо также отметить, что в результате повышения концентрации водородных ионов может ускоряться диссоциация оксигемоглобина, увеличиваться напряжение кислорода в плазме крови и скорость его перехода в ткани. Благодаря этому при работе значительно повышается коэффициент утилизации кислорода, особенно у тренированных лиц.

Особую роль в сосудистой регуляции играют продукты обмена (гистамин, адениловая кислота, ацетилхолин), а также адреналин, суживающий сосуды внутренних органов, и антидиуретический гормон (вазопрессин), действующий на артериолы и капилляры.

При выполнении работы содержание углекислоты в крови уменьшается. Это обусловлено связыванием углекислого газа катионами и вымыванием из крови при гипервентиляции.

Температура тела

Во время работы происходит изменение температуры тела. При выполнении некоторых видов тяжелой мышечной работы она может доходить до 38,5-39,3о.

При интенсивной умственной работе может повышаться температура кожи головы.

Возрастание теплопродукции в работающих мышцах сопровождается увеличением теплоотдачи через расширяющиеся сосуды кожи и путем испарения пота.

В то же время как небольшое повышение температуры тела при работе является благоприятным фактором, стимулирующим обмен веществ, тканевое дыхание, улучшающим условия утилизации кислорода, значительное повышение ее при работе нельзя признать благоприятным. При этом происходит усиленный распад белковых соединений, ухудшаются условия работы сердечно-сосудистой системы, нервных центров, значительно увеличивается расход энергии на внешнюю работу, усиливается потоотделение, изменяется водно-солевой режим организма (особенно при работе в горячих цехах или при выполнении тяжелой физической работы). При этом значительное повышение деятельности потовых желез может снижать выделительную функцию почек. Для пополнения влагопотерь рабочие, выполняющие тяжелые физические работы, должны выпивать большее количество жидкости, чем при легких работах (до 4-5 л за смену).

Следует отметить, что при тяжелой физической нагрузке возможно торможение секреции и моторной функции желудка, а также замедление переваривания и всасываемости пищи.