Общие физиологические механизмы влияния двигательной активности на обмен веществ.

Влияние двигательной активности на соматическое здоровье человека

Ярославль, 2017г.

Реферат

Объем с., рис., табл., источников.
Ключевые слова:
Цель работы:
Объект исследования: 28 студентов ЯрГУ им. П.Г. Демидова в возрасте 19-21 года.
Проведённое исследование показало

Условные обозначения

АДД – артериальное давление диалстолическое
АДС – артериальное давление систологическое
ДТ – длина тела
ЖЕЛ – жизненная емкость легких
ЖИ – жизненный индекс
ИР – индекс Робинсона
МТ – масса тела
ЧСС – частота середчных сокращений
ИМТ – индекс массы тела

Оглавление

Введение

Двигательная деятельность, будучи специфической формой человеческой деятельности, способствует совершенствованию организма, включая все основные средства физического воспитания. Посредством двигательной деятельности осуществляется взаимодействие организма с окружающей средой, происходит приспособление его к изменяющимся условиям среды. Двигательная активность в условиях предоставленной двигательной свободы, как правило, ведет к нормальному росту и развитию организма, в частности его физических качеств, а также функционального состояния сердца. Забота о сохранении здоровья и увеличении продолжительности жизни, необходимость освоения территорий с экстремальными условиями, например с суровым климатом, повышение нервно-эмоционального и физического напряжения в спортивной деятельности ставят перед наукой ряд новых задач. Возникают комплексные проблемы адаптации организма человека к различным условиям деятельности и продолжительности полноценной жизни.
Как показывает анализ литературы, у студентов в последние годы становится все более распространенные болезни, связанные с недостатком двигательной активности. Здоровье ярославских студентов мало изучено.
В связи с этим целью работы явилась оценка двигательной активности студентов. Для этого были поставлены следующие задачи:
1. Измерение и оценка основных физиологических показателей.

Обзор литературы.

Наше здоровье неразрывно связано с движением. Движение – основа жизни. Человеческое тело хорошо адаптировано для движения, снабжено сложной, но надежной двигательной структурой, и все органы и системы тесно связаны с физической активностью и способностью концентрироваться. Любой врач всегда подтвердит, что основы здорового образа жизни – это движение и здоровье нервной системы. Двигательная активность всегда была важнейшим звеном приспособления живых организмов к окружающей среде и в процессе эволюции она сформировалась как биологическая потребность человека наравне с потребностями в пище, воде, самосохранении, размножении. Физическая активность и подготовка были важными факторами в формировании человека как вида.

Мышечная работа стимулирует функциональную активность практически всех органов и тканей, которая целенаправленно координируется нервной системой, вызывая соответствующие сдвиги в деятельности организма в целом. По ходу биологического развития организма двигательная деятельность совершенствовала механизмы регуляции вегетативных функций, что явилось важным фактором расширения возможностей адаптации человека к условиям существования. На этой основе сформировалась ведущая роль моторики во взаимодействии органов и систем, обеспечивающих в организме гармоничное развитие человека. Например, деятельные и подвижные дети лучше развиваются и более крепки здоровьем. Чем разнообразнее двигательная деятельность, тем совершеннее строение организма.

Родители, учителя и преподаватели смогли сами помогли сконцентрировать внимание на программы в учебных заведениях, которые способствуют физической подготовке, не ориентируясь только лишь на легкой атлетике. С возрастом, по мере приближения к старости биологическая потребность в движениях снижается, двигательная активность падает. Уменьшение физических нагрузок ведет к появлению атрофии внутренних органов, свертыванию активности функционирования организма в целом. К 70 годам мышечная масса уменьшается примерно, на 40%, особенно мышц, обеспечивающих сохранение позы. Почти вдвое уменьшается печень. Потребление кислорода на килограмм массы тела в минуту у 6-летнего ребенка составляет 7,35 литра, у 30-летнего - 4,1л, а в 90 лет -0,1л.
Низкая двигательная активность приводит к гиподинамии. Термин «гиподинамия» в переводе с латинского языка означает «малоподвижность». Под этим подразумевают ограничение двигательной активности, которое возникает в результате малоподвижного образа жизни.

Гиподинамия – весьма распространённое состояние, которое можно наблюдать не просто у большого, а у огромного количества людей. Основным симптомом гиподинамии является: общая слабость, учащённое сердцебиение, повышенная утомляемость, даже при сравнительно небольших нагрузках, нестабильное эмоциональное состояние, повышенная нервозность. В медицине существует достаточно близкое понятие гипокинезия, которое подразумевает снижение или полное отсутствие двигательной активности, вызванное обычно достаточно объективными причинами. Врачи относят к таким причинам некоторые тяжелые заболевания, специфические условия труда в ограниченном пространстве, длительный постельный режим или гипсовую повязку и ряд других. Основное отличие гипокинезии от гиподинамии состоит в том, что во втором случае, движения осуществляются, но в очень небольшом объеме и с недостаточной нагрузкой на мышечный аппарат. В обоих случаях мышечная нагрузка минимальна, что приводит к уменьшению силы мышц, снижению объема и веса мышечной ткани.

Гиподинамию нередко называют бичом современной цивилизации. Справедливость такого утверждения становится очевидной, если вспомнить, как формировался организм человека в процессе эволюции животного мира. Физическая активность была необходима нашим предкам просто для того, чтобы выжить. Древний человек вынужден был находиться в постоянном движении, чтобы добыть пищу и сохранить жизнь себе и своему потомству. Таким образом, потребность в движении была заложена в генах человека, как одно из условий для нормальной жизнедеятельности организма в суровых условиях внешней среды.
Уменьшение двигательной активности, прежде всего, вызывает снижение энергозатрат, замедление распада и образования богатых энергией фосфорных соединений, снижение фосфорилирования в скелетных мышцах. Это сопровождается снижением газообмена и уменьшением легочной вентиляции и общей работоспособности. Масса и объем мышц снижается, размеры сердца уменьшается, в них наблюдаются выраженные дистрофические изменения.
Снижение объема мышечной деятельности приводит к снижению количества сигналов, направляемых от мышц в ЦНС и обратно, происходит своеобразная
«физиологическая денервация» мышц. В них уменьшается содержание миоглобина и гликогена, происходит изменение сократительного аппарата мышц и их тонуса, а так же ослабление выносливости. Длительная гиподинамия, уменьшая нагрузки на костный аппарат, сопровождается нарушением минерального и белкового обменов. Это приводит к остеопорозу и снижению прочности всей костной ткани.

Генетическая программа человека остается неизменной на протяжении всех последних тысячелетий, а вот образ его жизни претерпел весьма существенные изменения. Движение ради выживания перестало быть необходимостью. Научный и технический прогресс помогает современному человеку обеспечить себе комфортные условия жизни при минимуме физических нагрузок. Совершенные автомобили, поезда и самолеты перемещают нас на огромные расстояния, тонны груза поднимаются простым нажатием нужной кнопки. Рабочий день городского жителя, как и его отдых, нередко проходит в кресле за компьютером. Таким образом, все наши движения ограничиваются дорогой от подъезда до автомобиля. Даже каналы телевидения мы переключаем с помощью дистанционного пульта. Конечно же, какое то количество движений неизбежно совершает каждый человек.
Поскольку для современных цивилизованных условий жизни человека характерен малоподвижный режим работы и отдыха (автоматизация, компьютеры, транспорт, средства связи и т.д.), то единственным средством борьбы с гиподинамией является физическая культура, спорт, основное содержание которых составляют физические упражнения. В процессе занятий физическими упражнениями (тренировок) удовлетворяется не только «мышечный голод», но и потребность организма в физических нагрузках. Тренированный организм отличается рядом особенностей, из которых профессор Эголинский Я.А. выделил следующие:

- Устойчивость и высокую стабильность физиологических констант по

отношению к возмущающим воздействиям на организм физических упражнений.

- Сопротивляемость большим гомеостатическим отклонениям на основе развитой способности к высокой мобилизации функций организма в связи со значительным диапазоном сдвигов во всей вегетативной среде, возникающим при интенсивной двигательной деятельности.

- Переносимость сильных отклонений гомеостатический констант, характерных для интенсивных физических нагрузок, благодаря выработанным свойствам организма сохранять необходимый уровень работоспособности при крайне неблагоприятных условиях, связанных с тяжелой и утомительной работой, большим недостатком кислорода, воздействием высокой и низкой температуры и др.

Известный физиолог Аршавкий И.А. рекомендует: для предупреждения преждевременного старения и обеспечения физиологически полноценного долголетия так организовать физическую тренировку, чтобы достигнуть во взрослом состоянии экономичной работы сердца (45-50 уд/мин) и экономичного дыхания (не более 8-10 в минуту). Достигнуть таких показателей без целенаправленных занятий физическими упражнениями в молодости невозможно.
Занятия физическими упражнениями оказывают многостороннее положительное влияние на организм.

Так под влиянием сильных раздражителей в организме человека может возникнуть сильное напряжение или стресс (Г.Селье). С помощью мышечных напряжений при постепенном нарастании физической нагрузки реакция тревоги начинает проявляться значительно слабее или исчезает совсем. После нескольких тренировочных занятий в организме развивается состояние повышенной устойчивости как в отношении мышечных нагрузок, так и к факторам, вызывающим стресс.

Физически тренированные люди по сравнению с нетренированными более устойчивы к недостатку кислорода(гипоксии). Выполнение различных физических упражнений (бег, плавание, гребля) сопровождается возникновением в организме в определенных объемах кислородного долга. При систематических занятиях (тренировках) совершенствуются механизмы регуляции деятельности организма в условиях гипоксии.

Исследованиями установлено, что в результате физической тренировки возрастает устойчивость организма к действию токсических веществ. Многодневные мышечные нагрузки после радиоактивного облучения организма в некоторых случаях не только улучшает течение болезни, но и способствует выздоровлению. У людей, работающих с радиоактивными веществами, картина крови никогда не ухудшается так, как у слабо физически подготовленных людей.

У занимающихся спортом людей после соревнований или интенсивных тренировок количество лейкоцитов в крови обычно повышено. Этот механизм, отмечает профессор Фарфель В.С., развился у наших предков в качестве предохранительного фактора, обеспечивающего готовность к отражению возможного попадания в организм инфекции при случайном ранении во время охоты или защиты от нападения. Усиленная выработка лейкоцитов при работе потеряла в какой-то мере свое первоначальное значение, но сохранила другое: человек, совершающий мышечную работу как бы упражняет свои кровеносные органы в выработке защитных кровяных телец.

У нетренированного человека при температуре тела 37-38⁰ наступает резкое снижение физической работоспособности, а спортсмены даже при температуре 41⁰ могут справиться с очень большой физической нагрузкой.

Постоянными спутниками мышечной деятельности являются утомление и восстановление. В процессе работы организм расходует свои энергоресурсы, в период отдыха - восполняет.

Обычно утомление рассматривают, как временное снижение работоспособности, вызываемое интенсивной или длительной работой. Мышечная деятельность связана с вовлечением в работу многих органов и систем (мышцы, внутренние органы, железы), функциональная активность которых координируется центральной нервной системой ЦНС. Происходит сложный процесс приспособления организма к условиям деятельности, в ходе которого на фоне возникающего дефицита энергетических веществ происходит разлад в координационной работе нервных центров с доминированием тормозных реакций, понижающих уровень работоспособности. Развивающееся утомление является защитной реакцией, предохраняющей от истощения энергетических ресурсов и нарушений в регуляции функций организма.

Академик Фольборт Г.В. и другие ученые показали, что утомление является естественным стимулятором интенсивных восстановительных процессов, обеспечивающих повышение работоспособности. Сущность физиологических перестроек под влиянием мышечной деятельности состоит в том, что вызванные работой функциональные сдвиги не только выравниваются во время отдыха до исходного уровня, но и повышаются до более высокого уровня. Происходит сверхвосстановление, степень выраженности которого зависит от интенсивности выполняемой работы.

Таким образом, устраняющие дефицит двигательной активности современного человека занятия физическими упражнениями, тренировки с оптимальными нагрузками стимулируют в организме активность работы механизмов адаптации к их воздействию. Вследствие этого в мышцах, скелете, сердечно-сосудистой, дыхательной и других системах и органах происходят прогрессивные физиологические изменения, способствующие расширению функциональных возможностей, совершенствованию структурных свойств организма в целом, увеличению его гомеостатического потенциала.

Физические нагрузки увеличивают жизненную емкость легких с 3-5 литров у нетренированных до 7 и более литров у спортсменов. А чем больше потребляется с вдыхаемым воздухом кислорода, тем выше физическая работоспособность человека, лучше состояние его здоровья. Под действием физических упражнений развиваются основные физиологические свойства мышечного волокна: возбудимость, сократимость и растяжимость. Эти свойства обеспечивают совершенствование таких физических качеств человека, как, сила, быстрота, выносливость, а также улучшает координацию движений. Человеческий организм может совершать различные виды механической работы с помощью системы скелетных мышц, на долю которых приходится до 40 % массы тела.

Развиваясь, мускулатура укрепляет и костно-связочный аппарат.
Повышается прочность и массивность костей, эластичность связок, нарастает подвижность в суставах. Регулярные физические тренировки улучшают кровоснабжение мозга, расширяют функциональные нервной системы на всех ее уровнях, нормализуют процессы возбуждения и торможения, составляющие основу физиологической деятельности мозга.

Мышечная активность оказывает большое влияние на вегетативную нервную систему, состоящую из симпатического и парасимпатического отделов. Эти отделы управляют деятельностью всех органов.

В процессе регулярных физических занятий тренируется защитная функция организма, повышается сопротивляемость к неблагоприятным воздействиям окружающей среды. Наряду с активной деятельностью организму необходимы отдых и восстановление израсходованной энергии и обмена веществ в тканях.
Следует указать и еще на одну важную сторону, характеризующую оздоровительную направленность систематической физической тренировки. Речь идет о высокой эффективности использования средств физической культуры при выделении токсических веществ, тяжелых металлов из организма, т. е. их элиминационный эффект. Для достижения этого эффекта важно, чтобы физические нагрузки приводили не только к повышению температуры тела, а следовательно, усилению метаболических процессов и потоотделения, но и способствовали активации выделительной и защитной функций различных органов (печени, почек, желудочно-кишечного тракта и легких), т. е. детоксикационных органов. Данный факт особенно важен для укрепления здоровья населения, проживающих в зоне экологического бедствия или экологического неблагополучия.

С другой стороны, нарушения процессов детоксикации является одним из пусковых патогенетических механизмов в развитии патологии, обусловленной влиянием химических факторов окружающей среды.

В основе двигательной деятельности человека лежит сократительная функция мышц.

Мышцы выполняют разнообразную работу. Выделяют три ее вида. Во- первых, это работа динамическая, наиболее распространенная, связанная с перемещением тела и его частей в пространстве. В процессе двигательного акта мышцы могут производить как преодолевающую работу, например при подъеме груза, так и уступающую – при его опускании. При этом наблюдается свободное укорочение мышц. Такой вид сокращения называют изотоническим. Все движения человека связаны с динамической работой мышц.

Во-вторых, есть работа статическая, осуществляющая поддержание положения тела и его частей в пространстве в определенном отношении друг к другу. В данном случае сокращение мышцы не сопровождается ее укорочением, длина остается постоянной, меняется лишь ее напряжение. Этот вид сокращения мышечных волокон называется изометрическим. С его помощью поддерживается та или иная поза тела и противодействие внешним силам, стремящимся эту позу изменить.

Изометрическое сокращение при статической работе способствует развитию силы мышц. Надо только помнить, что максимальное напряжение мышц не должно длиться более 5-6 секунд, так как более продолжительное изометрическое сокращение мышечных волокон сопровождается повышением артериального давления.

Любая мышечная деятельность сопровождается выполнением как динамической, так и статистической работы с преобладанием в каждом конкретном случае одной из них.

В сокращении мышц обычно участвуют не все входящие в ее состав мышечные волокна, а только часть их, в зависимости от величины нагрузки.
Поэтому мышцы располагают большим резервом сил. Плавность движений достигается одновременной работой мыщц-антогонистов, т.е действующих в противоположных направлениях.

Адаптивные возможности скелетных мышц выражаются в их работоспособности, которая определяется двумя главными группами факторов: метаболическими ресурсами самих скелетных мышц, а также потенциалом регуляторных механизмов на клеточном, тканевом и организменном уровне.

Метаболические процессы в активно сокращающейся мышце в той или иной степени приводят к нарушению внутриклеточного, тканевого и организменного гомеостаза. При этом, чем выше объем и интенсивность нагрузки, тем более выражены нарушения гомеостаза. Поддержание внутриклеточного метаболического равновесия обеспечивается специальными механизмами энантиостаза. Баланс метаболических процессов на тканевом уровне поддерживается благодаря дифференциации и специализации волокон скелетных мышц. На уровне целого организма гомеостатические процессы проявляются в активизации вегетативных функций как непосредственно в процессе работы, так и в восстановительном периоде.

В процессе тренировки могут быть существенно повышены метаболические возможности мышц за счет специфических изменений в той или иной популяции мышечных волокон.

В ходе постнатального онтогенеза скелетные мышцы претерпевают ряд последовательных циклов ростовых и дифференцировочных процессов, что приводит, в конечном счете, к формированию дефинитивной структуры, обладающей широким спектром метаболических возможностей. Параллельно совершенствуются регуляторные механизмы на всех уровнях организации. Все это вместе обеспечивает резкое расширение функционального диапазона, повышение надежности функционирования и работоспособности, то есть адаптационных возможностей скелетных мышц.

И наконец, существует тонус мышц, наблюдающийся постоянно, даже во время полного покоя. Тонические сокращения не сопровождаются утомлением мышц, так как при этом задействованы лишь отдельные мышечные волокна. Тонус регулируется нервной системой, в основе которой лежит рефлекторный механизм.

При систематическом воздействии физических нагрузок повышается устойчивость и пластичность регуляторных механизмов, клеточных структур, изменение физико-химических свойств клеток, расширение функционального резерва и адаптационных возможностей организма, причем, чем выше функциональный резерв, тем ниже «цена» адаптации. Это явление экономизации физиологических функций в процессе биологической адаптации позволяет сохранять постоянство внутренней среды организма (гомеостаз) при действии все более сильных раздражителей, отвечать на раздражители без патологических реакций, постоянно расширяя функциональные резервы организма

Систематические физические упражнения приводят к перестройке функций органов и систем организма, в результате чего одна и та же работа для трениррованного человека более легка, чем для нетренированного.

В этой связи для начинающих заниматься физическими упражнениями имеет практическое значение определение индивидуальной физический подготовленности.

Представленные простейшие приемы определения физической подготовленности помогут грамотно приступить к занятиям физическими упражнениями. При этом необходимо строго придерживаться основных принципов тренировки: постепенности, систематичности, разносторонности и индивидуального подхода к занятиям.

Система укрепления здоровья, развития и совершенствования функциональных возможностей человека требуют соблюдения постепенности и осторожности, особенно для не занимавшихся ранее физкультурой и тем более упражнениями с отягощением, к каким относиться большинство тренажеров.

Общие физиологические механизмы влияния двигательной активности на обмен веществ.

Во время движения происходит раздражение проприорецепторов скелетных мышц, интерорецепторов внутренних органов и рефлекторно через ЦНС стимулируются жизненные процессы в клетках, тканях, органах, составляющих различные функциональные системы организма. Повышается обмен веществ и как следствие — кислородный запрос. В зависимости от интенсивности и объема движений потребление О2 возрастает от 250—300 мл/мин (в покое) до 5—6 и в редких случаях до 7,2—7,5 л/мин. Усиливаются катаболизм и анаболизм в субклеточных структурах, что приводит к обновлению клеток и росту их биоэнергетического потенциала. И. П. Павлов указывал, что для сохранения жизнедеятельности каждая клетка должна интенсивно функционировать, так как при этом происходит более полноценное восстановление ее исходных ресурсов.

Двигательная деятельность рефлекторно активизирует гормональные механизмы регуляции. Особое значение имеет гормон передней доли гипофиза АКТГ, выделение которого стимулируется афферентными влияниями через кору больших полушарий на гипоталамус, гипофиз. АКТГ способствует выделению в корковом веществе надпочечников глюкокортикоидов. Активация мозгового вещества надпочечников вызывает выделение катехоламинов. Те в свою очередь вызывают повышение в крови содержания субстратов энергетического обмена — глюкозы и др. Выделение инсулина поджелудочной железой обеспечивает высокий уровень углеводного обмена, усиливает процесс утилизации глюкозы в мышечной ткани. Гормоны щитовидной железы повышают уровень всех видов обмена, особенно жирового.