Влияние двигательной активности на сердечно-сосудистую систему.

Физическая работа способствует общему расширению кровеносных со­судов, снижению тонуса их мышечных стенок, улучшению питания и повыше­нию обмена веществ в стенках кровеносных сосудов. При работе окружаю­щих сосуды мышц происходит массаж стенок сосудов. Кровеносные сосуды, не проходящие через мышцы (головного мозга, внутренних органов, кожи), массируются за счет гидродинамической волны от учащения пульса и за счет ускоренного тока крови. Все это способствует сохранению эластич­ности стенок кровеносных сосудов и нормальному функционированию сер­дечно-сосудистой системы без патологических отклонений.

Напряженная умственная работа, несбалансированная физическая нагрузка, малоподвижный образ жизни, особенно при высоких нервно-эмоциональных напряжениях, вредные привычки (курение, потребление алкоголя) вызывают повышение тонуса и ухудшение питания стенок артерий, потерю их эластичности, что монет привести к стойкому повышению в них кровяного дав­ления и, в конечном итоге, к заболеванию, называемому гипертонией.

Потеря эластичности кровеносных сосудов, а значит, повышение их хрупкости и сопутствующее этому повышение кровяного (артериального) давления могут привести к разрыву кровеносных сосудов. Если разрыв исходит в жизненно важных центрах (сердце, головной мозг и др.), то наступает тяжелое заболевание или скоропостижная смерть.

Для сохранения здоровья и работоспособности необходимо активизировать кровообращение с помощью физических упражнений, в том числе и в режиме учебного дня студента (физкультминутки, физкультпаузы).

Особенно полезное влияние на кровеносные сосуды оказывают занятия циклическими видами упражнений: бег, плавание, бег на лыжах, на коньках, езда на велосипеде и т. п.

Строение и размеры сердца

Сердце, главный орган кровеносной системы, представляет собой полую мышцу, обильно снабженную кровеносными сосудами, совершающую ритмичные сокращения по типу насоса, благодаря которым происходит движение крови в организме. Сердце работает автоматически под контролем ЦНС. Сердце делится продольно на левую и правую половины непроницаемой перегородкой. Правая половина перекачивает венозную кровь в малый круг кровообращения, левая - артериальную кровь в большой. Поперек сердце разделено на предсердия, которые находятся сверху, и на желудочки. Эти четыре камеры попарно соединены перегородкой, имеющей клапаны: правое предсердие - с правым желудочном, левое - с левым. Клапаны сердца, а также клапаны у выхода крови в аорту (в большой круг кровообращения) и легочную артерию (в малый круг кровообращения) обеспечивают движение крови в одном направлении - из предсердий в желудочки, а из желудочков - в артерии.

Размеры сердца зависят от возраста, размеров тела, пола и двигательной активности человека.

Объем сердца у мужчин 700... 900, у спортсменов - может достигать 1400…1500 см³.

Размеры и масса сердца увеличиваются в связи с утолщением стенок сердечной мышцы и увеличением его объема в результате физической тренировки, систематических занятий физическими упражнениями и спортом. Такие изменения повышают мощность и работоспособность сердечной мышцы.

 

Производительность работы сердца у тренированного и нетренированного человека

Важным показателем работы сердца является количество крови, выталкиваемое одним желудочком сердца в сосудистое русло при одном сок­ращении. Этот показатель называется систолическим объемом крови (систола - сокращение).

Систолический объем (мл) в покое равен: у нетренированных - 60, у тренированных-80; при интенсивной мышечной работе: у нетренированных 100... 130, у тренированных людей 180... 200.

Вторым важным показателем является минутный объем крови, т.е. количество крови, выбрасываемое одним желудочком сердца в течение одной минуты. В состоянии покоя минутный объем крови составляет в среднем 4...3 л. При интенсивной мышечной деятельности он повышается у нетренированных до 18...20, у тренированных людей до 30...40 л.

ЧСС, или артериальный пульс является весьма информативным показателем работоспособности сердечно-сосудистой системы и всего организма. В процессе спортивной тренировки частота пульса в покое со временем становится реже за счет увеличения мощности каждого сердечного сокращения.

Средние значения ЧСС, уд./мин, для мужчин:

нетренированных............... 70... 80

тренированных............…... 50... 60

Средние значения ЧСС, уд./мин, для женщин:

нетренированных............... 75... 85

тренированных….............. 60... 70

Реакция кровяного давления на физическую работу

Кровяное давление - давление крови внутри кровеносных сосудов на их стенки. Измеряют кровяное давление в плечевой артерии, поэтому его называют артериальным давлением (АД), которое является также весьма информативным показателем состояния сердечно-сосудистой системы и всего организма.

Различают максимальное (систолическое) АД - давление, которое создается при систоле (сокращении) левого желудочка сердца, и минимальное (диастоличесчое) АД, которое отмечается в момент его диастолы (расслабления). Пульсовое давление (пульсовая амплитуда) – разница между максимальным и минимальным АД, давление измеряется в миллиметрах, ртутного столба (мм рт. ст.).

В норме для студенческого возраста в покое максимальное АД находится в пределах 100...130; минимальное - 65...85, пульсовое давление - 40..55 мм рт. ст.

Пульсовое давление при физической работе увеличивается, его уменьшение является неблагоприятным показателем (наблюдается у нетренированных людей). Снижение давления может быть следствием ослабления деятельности сердца или чрезмерного сужения периферических кровеносных сосудов.

Скорость движения крови по сосудам

Полный кругооборот крови по сосудистой системе в покое осущест­вляется за 21...22 с, при физической работе - за 8 с и меньше.

При физической работе в результате увеличения скорости движения крови по сосудистой системе значительно повышается снабжение тканей тела питательными веществами и кислородом.

Особенно полезны циклические физические упражнения в условиях ги­гиенически чистого открытого воздуха, например, в лесопарке.

Особенности кровообращения в венах

После прохождения через капилляры кровь попадает в вены и по ним возвращается к сердцу. Движение крови по венам затруднено, во-первых, по причине их удаленности от сердца и падения в них кровяного давления до 15...5 мм рт.ст.,.во-вторых, в большинстве случаев кровь движется по венам вверх против действия силы тяжести.

В венах имеются клапаны, обеспечивающие движение крови только по направлению к сердцу.

При длительном неподвижном, положении тела венозная кровь, бедная питательными веществами и кислородом и насыщенная продуктами распада клеток, под влиянием силы тяжести может скапливаться (застаиваться) различных органах и частях тела.

Стенки венозных сосудов тонкие и скапливание излишнего объема крови в них может привести к их деформации, к расширению вен.

Люди, профессии которых связаны с длительным положением стоя или сидя (в том числе студенты), подвержены заболеванию - расширение вен ног или органов брюшной полости, если они ежедневно не выполняют производственную гимнастику.

Застойные явления венозной крови и расширение вен вредно отражаются на функциях соответствующих органов и всего организма в целом.

 

 

4. Механизм мышечного насоса.

Мышечным насосом называют механизм принудительного продвижения венозной крови к сердцу с преодолением сил гравитации под воздействие ритмических сокращений и расслаблений скелетных мышц.

Когда участок вены между двумя клапанами наполнен кровью, сокра­щение расположенных рядом с ним мышц, сопровождаемое их утолщением сдавливает вену и проталкивает порцию крови вверх, к сердцу, так как движению крови вниз, в противоположную от сердца сторону, препятствует закрывшийся клапан. При последующем расслаблении мышц данный участок вены расправляется и засасывает снизу через открывшийся клапан новую порцию крови. Сверху участок вены перекрывается клапаном, и кровь обратном от сердца направлении не поступает в данный участок вены. Новое сокращение мышц опять сдавливает данный участок вены и проталкивает новую порцию крови по направлению к сердцу и т. д. Таким образом, скелетные мышцы при циклических движениях, когда ритмично чередуется их сокращение и расслабление, существенно помогают сердцу обеспечивать циркуляцию крови в сосудистой системе.

Чем чаще сокращаются и расслабляются мышцы, чем полнее их сокращение и расслабление, тем большую помощь сердцу оказывает мышечный насос. Особенно эффективно он работает в таких упражнениях как бег, плавание, бег на лыжах и т. д.

Если спортсмен, например, после финиша бега сразу остановится, то кровь под действием силы тяжести задержится в крупных венозных сосудах мышц ног, в которых прекратится действие мышечного насоса, и венозные сосуды будут широко расправлены. Следовательно, сердце будет получать и направлять в сосудистое русло недостаточное количество крови. Давление крови и кровоснабжение головного мозга резко понизятся, человек бледнеет, появляется головокружение и может наступить обморочное состояние.

5. Влияние двигательной активности на дыхательную систему.

Механизм дыхания рефлекторный (автоматический). Циклически повто­ряющаяся деятельность дыхательного аппарата, обусловлена ритмическим возникновением возбуждения в дыхательном центре, расположенном в про­долговатом отделе головного мозга

В покое при вдохе сокращаются наружные межреберные мышцы и мышцы диафрагмы. Они увеличивают объем грудной клетки и, благодаря ее герметичности, в полость легких засасывается порция атмосферного воздуха. При выдохе дыхательные мышцы расслабляются и под действием силы тяжести и атмосферного давления объем полости грудной клетки уменьшается, находящийся в легких воздух выходит наружу.

При физической работе в акте вдоха дополнительно участвуют мышцы плечевого пояса и разгибатели грудного отдела позвоночного столба, а чтобы ускорить и усилить выдох, в нем принимают участие внутренние межреберные мышцы и мышцы брюшного пресса.

Дыхательный центр связан с ЦНС, поэтому возможна произвольная регуляция дыхания при разговоре, пении, выполнении физических упражнений и в других случаях.

Показатели работоспособности дыхательного аппарата

Показателями работоспособности органов дыхания являются дыхательный объем, частота дыхания, жизненная емкость легких, легочная венти­ляция, кислородный запрос, потребление кислорода, кислородный долг и др.

Дыхательный объем - количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, выдох, дыхательная пауза). Величина дыхательного объема находится в прямой зависимости от степени тренированности к физическим нагрузкам и колеблется в состоянии покоя от 350 до 800 мл. В покое у нетренированных людей дыхательный объем находится на уровне 350... 500, у тренированных - 800 мл и более.

При интенсивной физической работе дыхательный объем может увеличиваться до 2500 мл..

Частота дыхания - количество дыхательных циклов в 1 мин. Средняя частота дыхания у нетренированных людей в покое 16...20 циклов в 1 мин, у тренированных, за счет увеличения дыхательного объема, частота дыхания снижается до 8…12 циклов в 1 мин. У женщин частота дыхания на 1…2 цикла больше.

При спортивной деятельности частота дыхания у лыжников и бегунов увеличивается до 20…28 циклов в 1 мин, у пловцов – 36…45; наблюдались случаи увеличения частоты дыхания до 75 циклов в 1 мин.

Жизненная емкость легких - максимальное количество воздуха, которое может выдохнуть человек после полного вдоха (измеряется методом спирометрии).

Средние величины жизненной емкости легких у нетренированных мужчин - 3500, женщин - 3000 мл; у тренированных мужчин - 4700, женщин -3500 мл. При занятиях циклическими видами спорта на выносливость (гребля, плавание, лыжные гонки и т.п.) жизненная емкость легких может достигать у мужчин 7000 и более, у женщин 5000 и более мл.

Легочная вентиляция - объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин. Легочная вентиляция определяется путем умножения величины дыхательного объема на частоту дыхания.

Кислородный запрос - количество кислорода, необходимое организму для обеспечения процессов жизнедеятельности в различных условиях покоя или работы в 1 мин.

В покое в среднем кислородный запрос равен 260...300 мл. При беге на 5 км, например, он увеличивается в 20 раз и становится равным 5000...6000 мл. При беге на 100 м за 12 с, при пересчете за 1 мин, кислородный запрос увеличивается до 7000 мл.

Суммарный кислородный запрос - это количество кислорода, необходимое для выполнения всей работы.

Потребление кислорода, - количество кислорода, фактически использованного организмом в покое иди при выполнении какой-либо работы за 1 мин.

В состоянии покоя человек потребляет 250...300 мл кислорода в 1 мин. При мышечной работе эта величина возрастает.

Наибольшее количество кислорода, которое организм может потребить в минуту при предельно-интенсивной мышечной работе, называется максимальным потреблением кислорода (МПК). МПК зависит от состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем, кислородной емкости крови, активности протекания процессов обмена веществ и других факторов.

Для каждого человека существует индивидуальный предел МПК, выше которого потребление кислорода невозможно.

Величина МПК характеризует функциональное состояние дыхательной и сердечно-сосудистой систем, степень тренированности организма к длительным физическим нагрузкам.

Кислородный долг - разница между кислородным запросом и количеством кислорода, которое потребляется во время работы за 1 мин, например, при беге на 5000 м за 14 мин кислородный запрос равен 7 л/мин, а предел (потолок) МПК у данного спортсмена - 5,3 л/мин; следовательно, в организме каждую минуту возникает кислородный долг, равный 1,7л кислорода, т.е. такое количество кислорода, которое необходимо для окисления продуктов обмена веществ, накопившихся при физической работе.

 

6. Механизм дыхательного насоса.

При динамической циклической мышечной работе движению крови в ве­нах способствует дыхательный насос.

Действие дыхательного насоса заключается в том, что при вдохе давление в грудной клетке понижается и даже может достигать отрица­тельных значений. Поэтому при учащении дыхания во время динамических, преимущественно циклических движений увеличивается присасывающее действие грудной клетки, что способствует продвижению крови по веноз­ным сосудам к сердцу.

При статических усилиях, сопровождающихся натуживанием, давление внутри грудной клетки, наоборот, повышается, что затрудняет кровообра­щение и снижает приток крови к сердцу по венам. В результате уменьша­ется объем крови выбрасываемой в сосудистое русло, снижается АД, ухудшается кровоснабжение всех органов.

Поэтому при выполнении силовых статических усилий надо стремиться не задерживать дыхание, а при занятиях с тяжестями (штанга, гири) и поднимании значительного веса необходимо осуществлять страховку.

При длительном, рационально построенном тренировочном процессе организм квалифицированных спортсменов адаптируется к статическим уси­лиям с задержкой дыхания, например, в тяжелой атлетике, и отрицательных последствий у спортсменов: не наблюдается.

 

7. Рекомендации по дыханию при занятиях физическими упражнениями и спортом.

Дыхательная система - единственная внутренняя система, которой человек может управлять произвольно. Поэтому можно дать следующие рекомендации:

а) дыхание необходимо осуществлять через нос, и только в случаях интенсивной физической работы допускается дыхание одновременно через нос и узкую щель рта, образованную языком и небом. При таком дыхании воздух очищается от пыли, увлажняется и согревается прежде чем поступить в полость легких, что способствует повышению эффективности дыхания и сохранению дыхательных путей здоровыми;

б) при выполнении физических упражнений необходимо регулировать дыхание:

- во всех случаях выпрямления тела делать вдох;

- при сгибании тела делать выдох;

- при циклических движениях ритм дыхания приспосабливать к ритму движения с акцентом на выдохе. Например, при беге делать на 4 шага вдох, на 5…6 шагов выдох или на 3 шага вдох и на 4…5 шагов выдох и т.д.

- избегать частых задержек дыхания и натуживания, что приводит к застою венозной крови в периферических сосудах.

Наиболее эффективно функцию дыхания развивают физические циклические упражнения с включением в работу большого количества мышечных групп в условиях чистого воздуха (плавание, гребля, лыжный спорт, бег и др.).

8. Воздействие двигательной активности на опорно-двигательный аппарат (кости, сус­тавы, мышцы).

Опорно-двигательный аппарат состоит из костей, связок, мышц, мы­шечных сухожилий. Большинство сочленяющихся костей, соединяющихся меж­ду собой связками и мышечными сухожилиями, образуют суставы, в которых происходят движения. Потеря двигательной активности мышц, окружающих кости, приводит к нарушению обмена веществ в костной ткани, к ослаблению их прочности, нарушается осанка, становятся узкими плечи, впалой грудь и т. д., что вредно отражается на внутренних органах, заключенных в грудной клетке.

Занятия физическими упражнениями и спортом увеличивают прочность костной ткани, способствуют более цепкому присоединению к костям мышечных сухожилий, укрепляют позвоночник и ликвидируют в нем нежелательные искривления, способствуют расширению грудной клетки и выработке хорошей осанки.

Главная функция суставов - осуществление движения. Суставы при систематических занятиях физическими упражнениями и спортом развиваются, повышается эластичность их связок и мышечных сухожилий, увеличивается гибкость. Отсутствие достаточной ежедневной двигательной активности приводит к разрыхлению суставного хряща и изменению суставных поверхностей сочленяющихся костей, к появ­лению болевых ощущений, созданию условия для образования в них воспалительных процессов и к другим нежелательным изменениям.

Мышечная система обеспечивает движения человека, вертикальное положение тела, фиксацию внутренних органов в определенном положении, дыхательные движения, усиление кровообращения. Движения играют существенную роль во взаимодействии человека с внешней средой. У человека насчитывается более 600 мышц. Они составляют у мужчин 35…40% массы тела, у женщин - несколько меньше, у спортсменов – 50% и более. Работа мышц осуществляется за счет их напряжения или сокращения. Напряжение происходит без изменений длины (статическая работа) мышц, сокращение - с уменьшением их длины (динамическая работа). Чаше всего мышцы работают в смешанном режиме, одновременно напрягаясь и сокращаясь по длине.

При работе мышцы развивают определенную силу, которую можно измерить. Сила зависит от количества мышечных волокон и их поперечного сечения, а также от эластичности и исходной длины отдельной мышцы. Систематическая физическая тренировка увеличивает силу мышц именно за счет увеличения количества и утолщения мышечных волокон и за счет увеличения их эластичности.

Мышечная система и проявление силы

Под силой человека понимают его способность развивать максимальное напряжение мышц. Величина силы определяется в килограммах. Она зависит от двигательного навыка и координации движений, которые обеспечивают возможность участия максимального количества мышц в том или ином движении (поднятие груза, напряжение при его удержании и др.). Сила каждой мышцы зависит от развития внутримышечной координации двигательных единиц, при которой обеспечивается их одновременное сокращение. Сила каждого из мышечных волокон связана с его строением и биохимическим составом, При усилии общего характера сила зависит от функции ЦНС, сердечно-сосудистой системы (кровь должна проходить через сжатые сосуды легких и мышц), тканевого дыхания. Локальные усилия зависят в основном от функции нервной и сосудистой систем и местного кровообращения (микроциркуляции). Восстановление после усилия связано с активным переключением к тормозным процессам в ЦНС и расслаблением напря­гавшихся мышц.

9. Рефлекторная природа двигательной деятельности. Этапы формирования двигатель­ного навыка.

Нервная система действует по принципу рефлекса. Рефлекс - это ре­акция организма на раздражение, поступающее из внутренней или внешней среды, осуществляемая при посредстве ЦНС. Биологическая сущность рефлекса - в приспособлении организма к изменениям во внешней и внутрен­ней среде. С помощью механизма рефлекса осуществляется единство орга­низма и среды.

Всякое мышечное движение имеет рефлекторную природу, рефлекторным же путем регулируется деятельность всех внутренних органов и систем.

Рефлекторная дуга - путь, по которому распространяется возбужде­ние, - состоит из трех частей: афферентной (воспринимающей прибор и центростремительный нерв), центральной (участок ЦНС) и эфферентной (проводящей нервный путь к действующему органу).

Спортивная и трудовая деятельность человека, в том числе и овла­дение двигательными навыками, осуществляется по принципу взаимосвязи условных рефлексов и динамических стереотипов с безусловными рефлекса­ми.

Унаследованные рефлексы, от рождения заложенные в нервной систе­ме, в ее структуре, в связях между нервными клетками, называют безус­ловными рефлексами. Объединяясь в длинные цепи, безусловные рефлексы являются основой инстинктивного поведения. У человека и у высших жи­вотных в основу поведения заложены условные рефлексы, вырабатываемые в процессе жизнедеятельности на основе безусловных рефлексов.

 

Образование двигательного навыка

Двигательный навык - форма двигательных действий, выработанная по механизму условного рефлекса в результате соответствующих системати­ческих упражнений. Формирование двигательного навыка последовательно проходит три фазы: генерализации, концентрации, автоматизации.

Фаза генерализации характеризуется расширением и усилением возбу­дительного процесса, в результате чего в работу вовлекаются лишние группы мышц, а напряжение работающих мышц оказывается неоправданно большим. В этой фазе движения скованы, неэкономичны, плохо координиро­ваны и неточны.

Фаза генерализации сменяется фазой концентрации, когда излишнее возбуждение, благодаря дифференцированному торможению, концентрируется в нужных зонах головного мозга. Исчезает излишняя напряженность движе­ний, они становятся точными, экономичными, выполняются свободно, без напряжения, стабильно.

В фазе автоматизации навык уточняется и закрепляется, выполнение отдельных движений становится как бы автоматическим и не требуется де­ятельный контроль сознания, которое может быть переключено на окружаю­щую обстановку, поиск решения и т.Л. Автоматизированный навык отлича­ется высокой точностью и стабильностью выполнения всех составляющих его движений.

Автоматизация навыков делает возможным выполнение одновременно нескольких двигательных действий.