Биологические и социально-биологические основы адаптации человека к физической и умственной деятельности, факторам среды обитания

ТЕМА 2: БИОЛОГИЧЕСКИЕ И Социально-биологические основы АДАПТАЦИИ ЧЕЛОВЕКА К физической И УМСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, ФАКТОРАМ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ Лекция 1. Биологические и социально-биологические основы физической культуры. Анатомо-морфологическое строение и основные физиологические функции организма, обеспечивающие двигательную активность. Опорно-двигательный аппарат 1. Организм как единая саморазвивающаяся и саморегулирующаяся биологическая система. 2. Физическое развитие человека. 3. Воздействие факторов внешней среды на физическое развитие и жизнедеятельность человека. 4. Функциональная активность человека и взаимосвязь физической и умственной деятельности. 5. Утомление при физической и умственной работе. Восстановление. 6. Двигательная активность. Гипокинезия и гиподинамия. 7. Строение организма. Физиологические и функциональные системы организма. 8. Опорно-двигательный аппарат. Изменения в ОДА под воздействием физических нагрузок. Основная литература: 1. Физическая культура студента и жизнь: учебник / Под ред. В.И. Ильинича. М.: Гардарики, 2010. Глава 3. Дополнительная литература: 1. Зациорский В.М. Физические качества спортсмена: основы теории и методики воспитания. 2009. 2. Коренбегр В.Б. Спортивная метрология. 3. Солодков А.С., Сологуб Е.Б. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная. Учебник. 2012. 4. Фарфель В.С. Управление движениями в спорте. 2011 Методические разработки вуза: 1. Физическая культура. Методические рекомендации для подготовки и проведения электронной итоговой аттестации студентов 3 курса всех специальностей ТИ (ф) ГОУ ВПО ЯГУ. Л.Д.Хода.- Нерюнгри: ТИ (ф) ЯГУ, 2010. – 61 с. Электронные образовательные ресурсы (библиотека ТИ (ф) СВФУ): 1. Димова А.Л., Чернышева Р.В. Социально-биологические основы физической культуры. Презентация к лекции. Физическая культура студента и жизнь: учебник / В.И. Ильинич. - М.: Гардарики, 2010. ГЛАВА 3 БИОЛОГИЧЕСКИЕ И СОЦИАЛЬНО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ Физическая культура в своей основе имеет биологические корни: зако­номерности становления, развития и функционирования организма человека. Поэтому, рассматривая вопросы взаимосвязи биологическо­го развития человека с его двигательной активностью, со всеми состав­ляющими физической культуры, следует обратиться к общим основам биологии. Это позволит лучше понять естественную необходимость до­полнительных физических нагрузок, роль самой физической культуры в жизни современного человека. Кроме того, на развитие и повседневную жизнедеятельность челове­ка всегда оказывала и оказывает влияние окружающая среда: природно-климатические, экологические, социальные факторы. Влияние этих факторов должно изучаться и всегда учитываться при направленном ис­пользовании средств физической культуры, при непосредственной ор­ганизации учебно-тренировочных занятий и массовых физкультурно-спортивных мероприятий. 3.1. Биологические основы физической культуры В этом разделе не ставится задача проведения подробного историческо­го обзора эволюционного становления «человека разумного». Здесь важно только подчеркнуть тесную взаимосвязь постепенного становле­ния организма человека в филогенезе1 с его высокой двигательной ак­тивностью, с постоянными и значительными физическими нагрузками. 3.1.1. Становление и развитие организма человека в филогенезе и онтогенезе Роль двигательной активности для нормальной жизнедеятельности со­временного человека. На основе постоянной и значительной двигатель­ной активности человека на всех стадиях его развития в филогенезе (исключая последние несколько сотен лет, что в эволюционном плане составляет незначительный период) определилась программа, алго­ритм морфологического становления всего его тела, формообразова­ния и оптимальные размеры отдельных его органов и систем, особен­ности их функционирования. Именно эволюционной программой определено то, что все составляющие организма человека (клетки, ткани, органы, системы) для своего естественного нормального функ­ционирования требуют определенного объема движений. Поэтому в онтогенезе отдельного человека двигательная активность, оптималь­ный объем и интенсивность движений являются не только обязатель­ным условием нормального физического развития каждого человека, но и одним из основных условий обеспечения жизненно необходимо­го уровня функциональных возможностей организма во всех возраст­ных периодах его жизни. Поэтому на современном уровне цивилизации забота об обеспече­нии оптимального объема двигательной активности становится все более существенной. Дело в том, что ныне уже постоянно нарушается жизненно важный для человека баланс между разными видами дея­тельности и преобладание среди них таких, для которых характерна малая подвижность (умственный труд, транспортное передвижение, преимущественно пассивный отдых и т.п.). Ограниченность объема физических нагрузок у современного человека в труде и быту потре­бовала разработки и внедрения в жизнь дополнительных (иногда ис­кусственно созданных) физических упражнений и условий их выпол­нения. Именно этим обусловлена и необходимость включения в жизнь современного человека физкультурно-спортивных физических упражнений. Подобные упражнения дифференцируются для разных возрастных групп, для представителей различных видов труда, для жителей различных регионов и т.д. 3.1.3. Организм как единая саморазвивающаяся и саморегулирующаяся биологическая система Человеческий организм — сложная биологическая система, в которой все клетки, ткани, органы и системы тесно взаимосвязаны. В сово­купности они являются единой саморазвивающейся и саморегулиру­ющейся системой. Естественное развитие и старение организма человека на протяже­нии всей его жизни, с момента зачатия и до ухода из жизни (онтоге­нез), во многом наследуются от родителей. Генетически обусловлен­ные черты и особенности этого биологического процесса заложены в индивидуальном генетическом коде на уровне клетки. В основе жизнедеятельности живого организма лежит автоматиче­ское саморегулируемое поддержание жизненно важных внутренних факторов на необходимом постоянном уровне. Поддержание посто­янства во внутренней среде — фундаментальный биологический за­кон. Всякое отклонение ведет к немедленной мобилизации внутрен­них регуляторных механизмов, восстанавливающих этот постоянный уровень. Регулируемое необходимое постоянство внутренней среды было названо гомеостазом. Гомеостаз сохраняет постоянство состава физико-химических и биологических свойств внутренней среды, несмотря на изменения во внешней среде и физические сдвиги, возникающие в процессе жизне­деятельности организма. Все это позволяет клеткам организма сущес­твовать и функционировать в гомеостатически узких физиологических и биологических границах относительно постоянной внешней среды. Это постоянство физико-химических параметров поддерживается саморегуляцией обмена веществ, кровообращения, дыхании, пищеварения, вьщеления и других физических процессов. Например, из­вестно, что частота сокращений сердца зависит от содержания в крови кислорода, который необходим для нормальной работы клеток. Боль­ше всего нуждаются в кислороде клетки головного мозга и клетки сер­дечной мышцы. Как только концентрация кислорода в крови снижает­ся (например, в душном помещении), специальные чувствительные клетки в стенках кровеносных сосудов посылают в мозг сигналы. По нервам, идущим от мозга к сердцу, направляется команда. В результате этого сердце начинает учащенно биться и быстрее проталкивает кровь по сосудам. Значит, к клеткам и тканям организма поступит больше крови, и они получат необходимое для работы количество кислорода. Система саморегуляции работы организма осуществляется двумя механизмами — гуморальным и нервным. Гуморальный (лат. humor — жидкость) механизм эволюционно более древний, он наблюдается да­же у представителей растительного мира. С помощью этого механизма биологически активные химические вещества через жидкие среды ор­ганизма (кровь, лимфу, межклеточную жидкость) поступают во все клетки и органы. Биологически активные вещества вырабатываются двумя типами желез: • железы внешней секреции (слезные, потовые, слюнные и др.); • железы внутренней секреции — гормоны (гипофиз, вилочковая железа, надпочечники др.). Гормоны разносятся кровью (максимальная скорость кровотока около 0,5 м/с) по всему организму и регулируют процессы обмена ве­ществ, роста, развития и др., так как даже в небольших концентраци­ях гормоны могут обладать огромной биологической активностью. ■ В процессе эволюции животного мира наряду с гуморальным регу-ляторным механизмом возник более совершенный — нервный ме­ханизм регуляции. Первое его преимущество — адресность, т.е. им­пульс нервной регуляторной связи направлен к строго определенным клеткам; второе — взаимодействие клеток через нервную систему осу­ществляется быстрее (до 120 м/с); третье — этот механизм быстро «включается» и моментально «выключается». Посредством периферической нервной системы (как соматичес­кой, так и вегетативной) рефлекторным путем осуществляется связь головного и спинного мозга со всеми клетками, тканями и органами. Известно, что рефлекс — это ответная реакция организма на то или иное раздражение, реализуемая через действие нервных импульсов. Под влиянием рефлексов в ЦНС возникают процессы возбужде­ния и торможения. Они являются двумя противоположными регуля­торными сторонами единого процесса уравновешивания взаимодей­ствия организма с внешней средой. Возбуждение — деятельное состояние нервных клеток, имеющее определенные временные и функциональные пределы. Торможение — состояние нервных клеток, направленное на их ох­ранение от возбуждения, на восстановление их активности. Саморегуляция всех сложнейших физиологических функций в ор­ганизме не может осуществляться ни чисто гуморальным путем, ни только нервной системой. Однако следует отметить некоторый прио­ритет нервной системы над гуморальной при обеспечении важнейше­го свойства организма — саморегуляции. Таковы в самых общих чертах саморазвивающие и саморегулирую­щие биологические механизмы человеческого организма, позволяю­щие сохранять постоянство внутренней среды, т.е. Жизнь. 3.1.4. Естественное возрастное физическое развитие человека - базовая основа для его совершенствования От рождения человека до его биологического созревания проходит около 20—22 лет. В течение этого длительного времени происходят сложные процессы морфологического, физического и психологического развития. Первые два процесса объединяются в понятие «физическое развитие». Физическое развитие — закономерный естественный процесс станов­ления и изменения морфологических и функциональных свойств организма в продолжении индивидуальной жизни. В качестве критериев физичес­кого развития выступают, главным образом, основные антропометри­ческие (макроморфологические) показатели: длина тела (рост), масса тела (вес), обхват, периметр (окружность) грудной клетки. Естественное физическое развитие связано и с возрастной динамикой ряда функциональных показателей. В этом плане при оценке физическо­го развития наиболее часто принимаются во внимание степень соответ­ствия развития основных двигательных качеств (ловкость, быстрота, гиб­кость, сила, выносливость) усредненным возрастным показателям. Динамика физического развития отдельного человека тесно связана с его индивидуальными возрастными особенностями, на которые в боль­шей или меньшей степени оказывает свое влияние наследственность. Свое позитивное или негативное воздействие на физическое раз­витие могут оказывать постоянно изменяющиеся условия внешней среды — бытового, учебно-трудового, экологического характера и др. Но очень важно, что целый ряд показателей физического развития человека на протяжении всей его жизни может подвергнуться направленно­му воздействию для их существенной коррекции или совершенствования посредством активных занятий физическими упражнениями. Возрастные изменения длины тела (рост) Длина тела существенно отличается у мужчин и женщин. Она име­ет достаточно устойчивый наследственный характер от родителей, хо­тя нередко наблюдаются проявления наследственности от более стар­ших поколений. В среднем в возрасте 18—25 лет (у женщин раньше, у мужчин поз­же) происходит окончательное окостеневание скелета и завершается рост тела в длину. Индивидуальные отклонения по времени в этом процессе нередко значительны. Это может быть связано с временны­ми или постоянными эндокринными нарушениями, различными функциональными нагрузками, бытовыми условиями жизни и др. Однако длительные собственные наблюдения автора указывают на то, что у значительной части московских студентов рост тела заканчива­ется несколько позже (о возможностях функционального воздействия на процесс роста говорится в последующих темах учебного курса). Следует отметить достаточно продолжительную по времени и воз­расту стабилизацию длины тела после 22—25 лет и у мужчин и у жен­щин. Некоторые уменьшения роста наблюдается лишь у пожилых лю­дей, что часто связано с уплотнением межпозвоночных дисков и, главное, с нарушением осанки из-за преимущественного ослабления соответствующих мышц-разгибателей. Соотношение длины и массы тела Морфологическая норма массы тела находится в тесной связи с его длиной. В молодом возрасте и у представителей более старших возрастных групп обычно происходит естественная стабилизация ро­ста и веса тела. Стабилизируются и их соотношения, которые в изве­стной степени зависят и от типа телосложения, во многом определя­емого наследственностью. Естественное становление основных физических качеств С учетом исследований многих авторов были установлены законо­мерности естественного возрастного развития отдельных физических качеств. Ловкость — способность быстро и рационально координировать движение тела — наиболее интенсивно развивается при освоении раз­личных движений с 7 до 12 лет, затем до 14—15 лет этот процесс ста­билизируется, после чего ловкость вновь несколько повышается до 17—18-летнего возраста. То есть наиболее благоприятный период для освоения различных движений совпадает с юношеским возрастом. Быстрота — это способность в наименьшее время выполнить то или иное однократное действие или осуществлить заданную работу. Это физическое качество достигает своего естественного максимума к 15—17 годам, а потом ухудшается. В табл. 3.2 приводится ряд показа­телей, характеризующих быстроту, — время простой слуховой реак­ции, темпинг-тест и время отталкивания при вертикальном прыжке у мужчин (принципиально такие же данные и у женщин). Гибкость — способность выполнять движения с большой ампли­тудой. Гибкость имеет существенную возрастную динамику (см. рис. 3.11). Сила (как двигательное качество), — способность преодолевать внешнее сопротивление либо противодействовать ему посредством мышечных напряжений. Естественное становление силы человека в онтогенезе отличается неравномерностью развития отдельных мы­шечных групп (особенно разгибателей и сгибателей) в различные воз­растные периоды. Однако максимум силовых качеств человека прояв­ляется в возрасте 20—40 лет. Выносливость — способность организма бороться с утомлением. После сложных раскоординированных периодов роста сердца, дыха­тельной системы, развития функций эндокринной системы в подрост­ковом и юношеском возрасте естественная стабилизация и синхронизация работы всех этих органов и систем наступает сравнительно позд­но—в 25—30 лет и даже более старшем возрасте. В этот же период достигают естественного максимума показатели жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и максимального потребления кислорода (МПК), что также характеризует уровень выносливости. Таким образом, значительное совершенствование каждого из фи­зических качеств в житейских, профессиональных или спортивных целях происходит наиболее продуктивно в благоприятные периоды их естественного становления у человека в онтогенезе. 3.1.5. Степень и условия влияния наследственности на физическое развитие и жизнедеятельность человека Весь комплекс становления морфологических функциональных по­казателей физического развития человека обусловлен внутренними факторами и внешними условиями. Существенным внутренним фак­тором является генетически заложенная программа наследственнос­ти. Однако наследственность по своей структуре не однозначна. Есть наследственные факторы, явно выраженные (иногда и патологичес­кие), и факторы «предрасположенности» организма индивида к тем или другим отклонениям при нормальном развитии его естественных морфологических или функциональных свойств. Последние могут проявиться в многолетнем процессе становления и жизнедеятельнос­ти только при определенных режимах и в конкретных условиях воз­действия внешней среды. Однако и в этом случае нельзя говорить о фатальности проявления этой наследственности. Задачи и возможности физической культуры заключаются именно в том, чтобы повысить устойчивость организма к негативным факторам по­средством регулярных занятий, направленного подбора физических уп­ражнений и использования других средств физической культуры. Тем са­мым можно препятствовать проявлению негативной наследственной предрасположенности, включив компенсаторные механизмы организма. Так, например, генетически заложенная наследственность, прояв­ляющаяся в пониженном содержании гемоглобина в крови, может быть в определенной степени компенсирована тренированностью сердечно-сосудистой и дыхательной систем при обеспечении орга­низма кислородом. Таких примеров можно привести множество. Подобные задачи физическая культура способна решать в процес­се физического воспитания самостоятельно или совместно с меди­цинскими мероприятиями путем лечения движениями (кинезиотерапии) в лечебной физической культуре (ЛФК). Еще раз подчеркнем, что далеко не во всех случаях негативная на­следственность носит фатальный характер. С ней можно бороться, в том числе и средствами физической культуры. 3.2. Социально-биологические основы физической культуры На физическое развитие и повседневную жизнь человека всегда оказы­вала и оказывает свое влияние окружающая среда — природно-клима­тические, экологические, социальные факторы. Воздействие их на орга­низм человека, на поддержание постоянства его внутренней среды может быть как полезным, так и вредным. Поэтому обеспечение нор­мального физического развития организма человека, его жизнедеятель­ности в течение всей жизни невозможно без учета повседневного влия­ния окружающей среды, разнообразного по своей структуре и характеру. Воздействия указанных выше факторов в одних случаях должны лишь учитываться при организации жизнедеятельности членов обще­ства. В других — активно преобразовываться до уровня возможного приспособления организма без вреда для человека, а в целом ряде случаев следует профилактически создавать препятствия перед воз­можным негативным влиянием окружающей среды. Так, например, при различных изменениях внешней температуры при физкультурно-спортивных занятиях в одних случаях вынужденно меняется подбор упражнений, в других — меняется одежда и спортивная экипировка, в третьих — занятия переносятся в крытые спортивные сооружения. Таким образом, влияние природно-климатических условий на че­ловека требует от общества и от самого индивида принятия дополни­тельных мер, необходимых для реализации основных социальных за­дач физической культуры и массового спорта. 3.2.1. Влияние природно-климатических факторов Чаще всего подобное влияние связано с местом проживания человека в нашей большой стране. Так, регионы Крайнего Севера неблагоприятно отличаются от регионов Центра России длительностью зимнего пери­ода с его ограниченностью дневного времени, солнечной радиации, в более высоких северных широтах — также и с недостатком и перепада­ми процентного соотношения кислорода в воздухе. С этим связано вы­нужденное уменьшение естественной двигательной активности насе­ления в большую часть года, что требует искусственно создаваемой дополнительной двигательной компенсации. В южных регионах наблюдается повышение температуры и сол­нечной радиации в дневные часы в весенне-летний период, что за­трудняет применение значительных физических нагрузок на откры­том воздухе в это время. В регионах Сибири и Дальнего Востока резкий континентальный климат с его перепадами температур, атмосферного давления и влажно­сти воздуха ограничивает, а в некоторых случаях исключает возможность проведения физкультурно-спортивных занятий на открытом воздухе. В горных регионах страны, где климат зависит от высоты располо­жения местности над уровнем моря — кроме других климатических факторов на человека воздействуют (существенно, начиная с высоты 1500 м) пониженное атмосферное давление и недостаток кислорода в составе воздуха (табл. 3.3). Это ограничивает возможность круглого­дичных занятий целым рядом спортивных дисциплин. 3.2.2. Влияние экологических факторов на жизнедеятельность человека В настоящее время выбросы и отходы промышленных предприятий и хозяйственной деятельности человека зачастую наносят непоправи­мый урон природе и человеку. Загрязнение атмосферы, почвы, под­земных вод, повышение радиации — все это создает жесткие условия воздействия внешней среды на человека, так как не соответствует на­следственным и приобретенным свойствам организма. Около 80% болезней современного человека — результат ухудше­ния окружающей его экологической обстановки. Этим процессом охвачено и сельское и городское население. Но, как правило, чем больше населенный пункт, чем крупнее город, тем хуже в нем эколо­гическая обстановка, так как существенную роль в загазованности ат­мосферы играют выхлопные газы автотранспорта. Все это во многом может препятствовать широкому использова­нию средств физической культуры на открытом воздухе. По крайней мере, нельзя, например, рекомендовать утренние или вечерние оздо­ровительные или тренировочные пробежки вдоль загазованных авто­мобильных трасс или в районе пылевых, кислотных и других выбро­сов и осадков с ближайших промышленных предприятий. Это связано с тем, что при выполнении физических упражнений повыша­ются функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем, увеличи­вается газообмен, а следовательно, повышается негативное воздей­ствие неблагоприятной внешней среды. Подобное может происходить и в помещениях. Нельзя проводить физкультурно-спортивные занятия в плохо вентилируемых помещениях с нарушением санитарно-гигиенических норм (при температуре свыше +25°С, влажности воздуха более 70%, при шуме, превышаю­щем 70 Дб). Следует помнить, что на работоспособность человека влияют не только указанные параметры, но и его настроение, воздей­ствует даже окружающая цветовая гамма: зеленый цвет — успокаива­ет, оранжевый и желтый — бодрит, синий и фиолетовый — угнетает. И все же наряду с борьбой общества за оздоровление экологической обстановки следует предпринимать меры, повышающие устойчивость организма каждого человека к воздействию на него неблагоприятных факторов внешней среды. В этом необходимом процессе не последняя роль должна отводиться физической культуре с соблюдением всех ги­гиенических норм. К настоящему времени достоверно установлено не­специфическое положительное влияние физической тренированности человека на устойчивость его организма в отношении целого ряда нега­тивных, в том числе и экологических, факторов внешней среды. С по­вышением функциональных возможностей организма возрастает его устойчивость к перепадам температур, загазованности, радиации и т.п. 3.2.3. Влияние сугубо социальных факторов Социальность — специфическая сущность человека, которая, однако, не упраздняет его биологическое начало. Социальные факторы в той или иной степени воздействуют на физическое развитие молодежи и взрослых членов общества, на их взгляды и активность действий в от­ношении занятий физической культурой для обеспечения своей оп­тимальной жизнедеятельности. Общество заинтересовано в укреплении здоровья своих членов и должно предпринимать действенные меры по обеспечению подрастаю­щего поколения и представителей всех возрастных групп надлежащими условиями для биологически необходимых дополнительных занятий физическими упражнениями и различными активными видами спорта. Немаловажную роль в этом процессе должна играть и ячейка общества — семья. К сожалению, еще много семей, в которых пред­почтение отдается пассивному отдыху и по любому поводу принима­ются лекарства. Нередки и другие «семейные» традиции, когда необ­ходимый каждому современному человеку дополнительный объем физической нагрузки — личные занятия физическими упражнениями и спортом — подменяются «пассивно-активными» действиями — «болением» на стадионах и в спортивных залах. Активный отдых за­меняется «эмоциональной разгрузкой» при просмотре спортивных передач по телевизору. С точки зрения физиологии и психологии та­кие «телевизионные» занятия спортом очень далеки от личных заня­тий физическими упражнениями. Преодоление подобных семейных традиций — сложная задача. Ло­зунгами типа «Да здравствует физическая культура!» в этом случае не обойдешься. Обществу через общеобразовательные специализиро­ванные занятия, через средства массовой информации необходимо предлагать доказательные печатные, аудио- и видеоматериалы, рас­крывающие биологическую сущность, психофизиологическую необ­ходимость дополнительных физических нагрузок на человека, живу­щего и работающего в современных условиях. Изложенные выше положения социально-биологических основ физической культуры имеют непосредственное отношение к научно-методическому обоснованию, к организации и методике проведения индивидуальных и коллективных учебно-тренировочных занятий. В заключение следует отметить неимоверную сложность и рацио­нальность организма, который сформировался в ходе филогенеза «человека разумного». Человек — это великое чудо природы, раскры­вающееся не только во взлетах его ума, духа, но и в биологическом совершенстве его организма. Но как ни парадоксально, именно в этом великом совершенстве заключен и «недостаток» такого организма. Это совершенство при­тупляет нашу «бдительность» в отношении собственных негативных воздействий на свой организм. Можно наблюдать на многочисленных примерах, в том числе и на собственном, как эта совершенная система раз за разом нарушается и даже может быть сломана самим человеком из-за отсутствия элемен­тарной культуры отношения к своему собственному организму. Ведь часто, порой постоянно, в течение многих лет, изо дня в день, мы там и тут нарушаем работу этого самонастраивающегося волшеб­ного «механизма». Но «запас прочности» любого совершеннейшего механизма, его резервы не бывают беспредельны! Так возникают социальные и индивидуальные проблемы здоровья, здорового образа жизни, оптимального соотношения умственных и физических нагрузок, воздействия неблагоприятных социальных и экологических факторов на жизнедеятельность индивида, проблемы физической культуры общества и каждого отдельного человека. 4.3. Работоспособность. Утомление. Восстановление работоспособности Жизнь во всех ее проявлениях есть постоянное чередование активно­сти и покоя, работы и отдыха, утомления и восстановления. 4.3.1. Работоспособность Само понятие «работоспособность» несколько шире понятия «физио­логические возможности организма». Работоспособность — это способность человека выполнять кон­кретную деятельность в рамках заданных временных лимитов и пара­метров эффективности. Основу работоспособности составляют не только биологические возможности человека, но и определенные знания и умения в сфере конкретной деятельности. Длительность восстановления, критерием которого является го­товность человека к повторным нагрузкам того же объема и интен­сивности, находится в зависимости от степени общего или локально­го утомления организма, от характера и особенностей периода отдыха между нагрузками. 4.3.2. Утомление. Усталость Утомление — это нормальное физиологическое состояние, которое возникает как следствие физической или умственной работы при не­достаточности восстановительных процессов. Объективно утомление проявляется в снижении работоспособности, нарушениях координа­ционных механизмов организма. С биологической точки зрения — это охранительная реакция, которая служит предупредительным си­гналом возможного перенапряжения организма в целом до оконча­тельного исчерпания исполнительными органами своих энергетичес­ких ресурсов. Определенным предупредительным сигналом служит и уста­лость — субъективное ощущение, которое нередко ошибочно счита­ют легкой степенью утомления. Однако психическое чувство усталос­ти, в отличие от утомления, не подтверждается объективными показателями снижения работоспособности. Так, например, студент может полтора часа просидеть на неинтересной для него лекции и ус­тать (!). Или час-два безрезультатно просидеть в приемной какого-ли­бо учреждения и выйти «разбитым» и усталым, но без объективных показателей утомления. Степень усталости и утомления может не совпадать и при различ­ном эмоциональном фоне — при повышенном интересе к выполня­емой работе чувство усталости может не возникнуть даже при пер­вых объективных показателях утомления. Великий русский физиолог А.А. Ухтомский призывал не пренебрегать подобными субъективными факторами, которые, по его мнению, являются определенными сигналами снижения работоспособности, особенно ЦНС. Он писал: «...так называемые "субъективные" показания столь же объективны, как и всякие другие для того, кто умеет их по­нимать и расшифровывать». Утомление крайне многолико. Различают две фазы развития утом­ления: компенсированную и некомпенсированную. В компенсирован­ной фазе не происходит видимого снижения работоспособности. Ра­бота совершается за счет подключения к напряженной деятельности других систем организма, которые до наступления утомления не при­нимали активного участия в данной работе. Невозможность поддержания нужной интенсивности работы даже при подключении резервных систем организма означает начало не­компенсированной фазы утомления. При работе значительной интенсивности, не соответствующей уровню непосредственной готовности организма к выполнению дан­ной нагрузки, возникает острое утомление. Накопление различных сдвигов в нервно-мышечной и централь­ной нервной системе, возникающих при многократной утомительной работе, вызывает хроническое утомление. Систематическое продолжение работы в состоянии утомления, длительное выполнение работы, связанной с чрезмерным нервно-психическим перенапряжением или физическим напряжением, — все это может привести к переутомлению или перетренировке. Ост­рое и хроническое утомление, а также переутомление могут вызвать заболевания нервной системы, обострение сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической и язвенной болезней, снижение за­щитных сил организма. А это уже патология, в сферу которой легче не попадать, чем из нее выбираться. Это положение однозначно и для учебного труда, и для профессиональной деятельности, и для спорта. Поэтому очень важен своевременный медицинский и педагогиче­ский контроль, как и постоянный самоконтроль — оценка своего ежедневного состояния. Утомление не очень искусно «подкрадывает­ся» к человеку. Оно выдает себя целым рядом характерных признаков, которые в табл. 4.8 представлены разной степенью утомления при фи­зических нагрузках. Надежными информативными показателями степени утомления являются частота пульса, артериальное давление, а также интеграль­ные показатели работоспособности: уровень максимального потреб­ления кислорода (МПК), минутный объем дыхания и др., в том чис­ле, как указывалось выше, и субъективные ощущения. 4.3.3. Восстановление работоспособности При восстановлении работоспособности различают активный и пас­сивный отдых, а также некоторые дополнительные средства восста­новления работоспособности, которые условно можно отнести к пас­сивному отдыху. Активный отдых. В 1903 г. основоположник отечественной физио­логии И.М. Сеченов на самом себе произвел опыт. Правая рука учено- го поднимала и опускала груз. Длительная работа приводила к сниже­нию высоты подъема груза, наступало утомление. Оказалось, что для быстрого восстановления работоспособности утом­ленных мышц правой руки лучше не пассивный отдых, а отдых, при кото­ром левая рука производит аналогичное движение правой руки. Подоб­ный отдых получил наименование активного (феномен Сеченова). Объяснение обнаруженного феномена раскрывается в мудрой фразе самого исследователя: «Источник ощущения усталости поме­щают обыкновенно в работающие мышцы; я же помещаю его исклю­чительно в центральную нервную систему». К настоящему времени накопился солидный экспериментальный материал различных исследователей в области физиологии труда и спорта, который позволил возвести «активный отдых» в ранг одной из целевых задач физической культуры. Профессор В.М. Волков сделал следующие выводы об эффективном использовании этого феномена при восстановлении работоспособности как в течение одного трени­ровочного занятия между отдельными упражнениями, так и между двумя тренировочными занятиями. 1. Эффект активного отдыха зависит от величины нагрузки. На­ибольшее стимулирующее влияние оказывают некоторые средние, оптимальные нагрузки. Применение с этой целью интенсивных дви­жений, напряженных упражнений со значительным отягощением или непривычных сложных по координации движений снижает эф­фект активного отдыха или он вообще отсутствует. 2. Использование в интервалах отдыха упражнений, близких по структуре к основной работе, дает положительный эффект, а упражне­ний, резко различающихся от нее по координации, — отрицательный. 3. Эффект активного отдыха зависит от степени развития утомле­ния — при возрастании утомления оптимум стимулирующего влия­ния передвигается в сторону меньших нагрузок. В условиях значи­тельного утомления дополнительная деятельность не стимулирует восстановления работоспособности. 4. Влияние активного отдыха не ограничивается только восстанов­лением мышечной работоспособности, а приводит к глубокой пози­тивной перестройке функций дыхания и кровообращения — к более значительным сдвигам вегетативных функций (частота пульса, ми­нутный объем дыхания), чем при пассивном отдыхе. 5. Феномен активного отдыха не у всех проявляется одинаково. Существует определенная зависимость от индивидуальных проявле­ний работоспособности. Феномен Сеченова наиболее результативен у тренированных спортсменов — с ростом тренированности, с совер­шенствованием движений увеличивается стимулирующий эффект ак­тивного отдыха. Пассивный отдых. Активный отдых не является панацеей: в период значительного утомления эффективность его понижается и может ус­тупать эффективности пассивного отдыха. Переход на другие виды деятельности, связанные с физическими или умственными нагрузками (легкая бытовая работа, чтение интерес­ной для вас периодической печати или литературы, просмотр телеви­зионных передач, посещение зрелищных мероприятий и т.п.), может быть также отнесен к пассивному отдыху со всеми его рекреационны­ми признаками. Сон — один из наиболее распространенных вариантов пассивного отдыха. Сон — это особое состояние мозга, при котором происходит торможение нервных клеток больших полушарий головного мозга. Во время сна становится реже дыхание и сердцебиение, понижается кро­вяное давление, замедляется ток крови, особенно в таких жизненно важных органах, как мозг, печень, почки, снижается температура те­ла, наиболее полно расслабляются мышцы. Все физиологические ре­акции переходят на более спокойные позиции, способствующие вос­становлению затраченной энергии. Дополнительные средства восстановления. Одним из факторов, обеспечивающих полноценный отдых, может быть и аутогенная тре­нировка или саморегуляция эмоционального состояния посредством самовнушения. Суть ее заключается в проявлении волшебного дей­ствия слова (специально подобранных словесных формул). Не слу­чайно народная мудрость гласит, что три оружия есть у врача: слово, растение и нож. Заметьте, на первом месте «слово». Поэтому, когда человек посредством определенных формул («Я от­дыхаю, все тело отдыхает, все мышцы расслаблены, я не чувствую ни­какого напряжения. Мне удобно и хорошо...» и т.д.) произвольно по­нижает тонус скелетной мускулатуры и других функций, он может ввести себя в состояние глубокой дремоты — «аутогенного погруже­ния». Это способствует более полноценному пассивному отдыху. По­добные действия не шарлатанство. Большой опыт аутогенного воз­действия накоплен в области спорта. Есть и другие дополнительные действенные способы пассивного отдыха: успокаивающий массаж, баня или теплый душ, ионизирован­ный воздух, использование биологически активных веществ и допол­нительной витаминизации. Все это можно отнести к различным ви­дам средств восстановления после нагрузки. Подчеркиваем — после нагрузки, так как длительный пассивный отдых, постоянный недо­статок двигательной активности может быть связан с другими нега­тивными состояниями — гипокинезией и гиподинамией. 4.1. Двигательная активность и ее влияние на адаптационные процессы и резервные возможности организма человека Любая функциональная деятельность — физическая или умствен­ная — обусловлена неразрывным взаимодействием психических, дви­гательных и вегетативных реакций. Разнообразные физические уп­ражнения, занятия любым видом спорта являются типичными проявлениями воздействия внешней среды на организм человека. Реакция организма, его отдельных систем на физические бытовые, тру­довые, спортивные нагрузки различного объема и интенсивности все­гда направлена на сохранение постоянства внутренней среды. В то же время под влиянием этих нагрузок в организме происходит целый ряд перестроечных приспособительных процессов, повышающих функ­циональные возможности организма, его способности противостоять внешним воздействиям. В результате происходит существенный рост уровня основных двигательных качеств: быстроты, силы, выносливо­сти, гибкости, ловкости. 4.1.1. Адаптация организма - физиологическая основа функционального и двигательного совершенствования человека Адаптация (от лат. adaptatio) — приспособление органов чувств и ор­ганизма к новым, изменившимся условиям существования. Это одна из важнейших особенностей живых систем. Различают биологичес­кую, в частности, психофизиологическую адаптацию и социальную адаптацию. Более полное определение понятия «физиологическая адаптация» дается в Большой медицинской энциклопедии: «Адапта­ция физиологическая — совокупность физиологических реакций, ле­жащих в основе приспособления организма к изменению окружаю­щих условий и направляемых к сохранению относительного постоянства его внутренней среды — гомеостаза». Таким образом, адаптация и гомеостаз — взаимодействующие и взаимосвязанные понятия. Структура физиологического приспособления носит динамичес­кий характер, она постоянно меняется. В нее могут входить различ­ные органы, разные физиологические и функциональные системы. Механизм психофизиологической адаптации очень сложен. Он за­ключается в изменяющихся биохимических процессах на уровне кле­ток, в изменениях гуморальной и нервной регуляции работы отдель­ных органов и физиологических систем. Ключевым моментом этого приспособительного процесса, происходящего в организме, является восстановление в период отдыха затраченных организмом энергети­ческих ресурсов на данную непривычную работу (нагрузку) с превы­шением того уровня энергетического потенциала, который был в ор­ганизме до работы. То есть после периода необходимого отдыха израсходованные ресурсы не просто возобновляются, а восстанавли­ваются с превышением исходного уровня (см. рис. 4.1). Организм, по образному выражению известного физиолога спорта B.C. Фарфеля, «как бы говорит спортсмену: «Ну, братец, ты заставил меня выпол­нить непривычную и трудную работу. Но чтобы мне было легче в сле­дующий раз, я во время отдыха заблаговременно подготовлюсь к это­му, повысив свои функциональные возможности». Конечно, реализация сложного процесса адаптации не так одно­значна, требуется соблюдение целого ряда условий и т.д. Например, адаптационные процессы в организме протекают эффективно лишь тогда, когда занимающемуся предлагаются адекватные по объему и интенсивности нагрузки. Малые и запредельные нагрузки не способ­ствуют адаптации. Чем теснее величины нагрузок приближаются к оптимальной индивидуальной их величине, тем быстрее протекает адаптационный процесс. Эта «индивидуальная величина» зависит от способности конкретного занимающегося к достижению или перене­сению в данный момент предлагаемой работы (нагрузки). Кроме того, надо знать, что эффект сверхвосстановления после однократной нагрузки (одного тренировочного занятия) удерживает­ся недолго, всего несколько дней. Если в последующие дни нет по­вторной нагрузки (тренировки), то сверхвосстановленные возможно­сти довольно быстро снижаются до прежнего уровня (о смысловой необходимости систематических занятий мы будем говорить в после­дующих главах). Правильное определение периодичности сочетания тренировочной работы и отдыха — одна из ключевых проблем адаптации — обеспече­ния успешности совершенствования функциональных возможностей. В любых случаях работу и отдых следует всегда рассматривать в един­стве. Таким образом, процесс адаптации организма к воздействию внешних факторов, по большому счету, является физиологической ос­новой и сутью совершенствования функциональных и двигательных способностей как в процессе физического воспитания и самоподготов­ки, так и в процессе достижения наивысших спортивных результатов. Социальная адаптация и, в частности, адаптация студента к учеб­ному процессу в высшем учебном заведении и к условиям, его сопро­вождающим, — это проблема в основном психологическая. Но, в конеч­ном счете, она также замыкается на физиологии, на физиологических процессах, происходящих преимущественно в центральной нервной си­стеме. К этой проблеме, к ее сложностям и отдельным проявлениям мы будем обращаться в последующих разделах данного курса. 4.4. Гипокинезия и гиподинамия. Биоритмы и их влияние на работоспособность 4.4.1. Гипокинезия. Гиподинамия В популярной, а иногда и в специальной, литературе гипокинезию (греч. hypo — уменьшение, kinesis — движение) и гиподинамию (от греч. hypo — понижение, dynamis — сила) очень часто представляют как синонимы из-за схожести их греческого толкования. Однако это не так: в послед­ние десятилетия в эти термины вкладывают несколько различное смысловое содержание — первое выступает как причина, второе — как следствие. Но в том и другом случае их рассматривают как своего рода конфликт между биологической сущностью человека и условиями жиз­ни, которые он создал и создает для себя в настоящее время. Гипокинезия — это недостаток двигательной активности. Мы уже неоднократно в той или иной форме указывали, что для нормального функционирования организма и сохранения здоровья человека в со­временных условиях жизни необходима определенная дополнитель­ная доза двигательной активности. В этой связи возникает вопрос об объеме так называемой привычной двигательной активности, выпол­няемой в процессе повседневного учебного или профессионального труда и в быту. Наиболее адекватным выражением произведенной мышечной работы является величина энергозатрат, о которой говори­лось ранее (рис. 4.5). Рядом исследователей были предложены более доступные для каж­дого человека показатели двигательной активности — количество ша­гов. Так, японские исследователи определили, что минимально необ­ходимым объемом является 10 тыс. шагов в день (1 шаг — 60—70 см), т.е. 6—7 км, некоторые исследователи называют другую цифру — 12 тыс. шагов, т.е. 7—8,5 км суммарного пешего передвижения за день. Сколько же ходит студент в течение учебного дня (без учета обяза­тельных занятий по физической культуре и самостоятельных спортив­ных тренировок)? Мы попросили студентов, проживающих в общежи­тии рядом с вузом, при помощи шагомера ответить на этот вопрос. Оказалось, что в среднем студенты проходят 2—4,5 км в течение дня. И это происходит 10 месяцев в году на протяжении 4—6 лет! Нали­цо явная гипокинезия у еще растущих молодых людей! Гипокинезия особенно опасна тем, что поначалу человек не толь­ко не замечает ее пагубного воздействия на свое здоровье, но даже ощущает «комфорт». Однако без промедления начинают появляться сначала нерезкие функциональные расстройства, а затем и стойкие проявления. Это уже гиподинамия. Гиподинамия — совокупность отрицательных морфофункциональных изменений в организме человека вследствие гипокинезии — хро­нического недостатка мышечной нагрузки, ослабление организма. Отсутствие достаточной дозы ежедневных мышечных движений со­здает особые неестественные условия для жизнедеятельности орга­низма человека, отрицательно воздействует на обмен веществ, на структуру и функции всех тканей, органов. Возникают атрофические изменения в мышцах, происходит деминерализация костей и т.д., на­рушается регуляция физиологических систем. Так, например, кисло­родное снабжение организма представляет собой слаженную систему (скоординированные функции легких, крови, сердечно-сосудистой системы, тканей и, наконец, клеток). Гиподинамия расстраивает эту систему, нарушая каждую из составляющих ее частей и их взаимодей­ствие. В результате развивается кислородная недостаточность орга­низма, гипоксия. Особенно страдает от гипоксии мышечная, сердечно-сосудистая системы, функциональное состояние мозга и сенсорных систем и др. Вследствие этого наблюдается снижение резервных возможностей и общих защитных сил организма, увеличение риска возникновения за­болеваний. Для состояния гиподинамии характерны повышенная утомляе­мость, крайняя неустойчивость настроения, ослабление внимания, нарушение сна, утрата способности к длительному умственному или физическому напряжению. Человек изменяется даже внешне — появ­ляется впалость груди, сутулость. Все эти симптомы могут проявлять­ся в различной степени. При хронической гиподинамии задерживает­ся развитие молодых и ускоряется старение пожилых людей. Наиболее действенной альтернативой гипокинезии и гиподина­мии в современных условиях могут и должны выступать разнообраз­ные физические упражнения. В заключение следует сказать, что гипокинезия не только вызыва­ет гиподинамию, но и порождает «порочный круг гипокинезии». Воз­никшие в организме нарушения из-за недостатка мышечной деятель­ности могут являться дополнительной причиной вынужденного ограничения двигательной активности, усугубляющей гипокинезию. Выход человека из этого круга требует дополнительного внимания к своему здоровью, соответствующих знаний, усилий и времени. Это касается, главным образом, студентов с ослабленным здоровьем. 3.1.2. Анатомо-морфологическое строение организма Правильная организация процесса физического воспитания и спор­тивной тренировки предопределяет необходимость знаний о строении человеческого тела, закономерностях деятельности составляющих его организма при функциональном обеспечении движений человека. Без этого невозможно обоснованно осуществлять подбор физических уп­ражнений, определять их объем и интенсивность с учетом задач учеб­но-тренировочного занятия. Особенно это важно при самостоятель­ных тренировках. В настоящее время анатомо-морфологическое строение организма человека общепринято изучать и излагать в следующей последова­тельности: клетки, ткани, органы, системы. Клетка Единство организма человека с внешней средой проявляется преж­де всего в постоянно непрекращающемся обмене веществ и энергии. Постоянный обмен веществ и энергии выражается, с одной стороны, процессами ассимиляции — усвоением поступающих в организм пита­тельных веществ и кислорода, которые сопровождаются накоплением в организме потенциальной энергии, с другой стороны, процессами дис­симиляции — постоянным распадом усвоенных сложных химических веществ на более простые с высвобождением химической энергии, кото­рая затем переходит в биоэлектрическую, тепловую, механическую. Эти важнейшие для организма процессы жизнедеятельности осу­ществляются в элементарной живой системе — клетке. Она является основой зарождения, развития, саморегуляции, существования лю­бых живых организмов. Клетка способна автоматически настраивать­ся на оптимальный режим работы в непрерывно меняющихся услови­ях функционирования. Например, в ситуациях, когда современной электронно-вычислительной машине требуется 30 ч для расчета необ­ходимого режима обменных процессов в клетке (при 1000 операциях в 1 с), клетка реагирует почти мгновенно. В организме человека насчитывается более 100 трлн регулярно об­новляющихся клеток. Клетки разнообразны по своим размерам, форме и функциям. Определенные группы клеток специализированы. Основная часть любой клетки — ядро и цитоплазма. В ядре клетки расположены нитевидные образования — хромосо­мы, которые являются носителями наследственных задатков организ­ма, передающихся от родителей. В цитоплазме — полужидкой внутренней среде клетки, где проис­ходит химическое взаимодействие различных веществ и кислорода, — расположены мельчайшие структуры — органоиды. В их разновиднос­тях образуются белки и другие вещества, служащие источником энер­гии, играющие главную роль в осуществлении функций клетки. Клет­ка покрыта мембраной, состоящей из нескольких слоев молекул и обеспечивающей избирательную проницаемость веществ. Через мем­брану находящиеся в межклеточном пространстве в растворенном со­стоянии питательные вещества, соли, а также кислород проникают в клетку. Через нее же удаляются из клетки вещества, которые образу­ются в результате протекающих в ней реакций. Основное жизненное свойство клетки — это обмен веществ, или метаболизм. То есть клетка обладает сложными и эффективными си­стемами превращения одного вида энергии в другой. Химическая энергия может превращаться в механическую работу при сокращении клетки, в электрическую — при проведении нервного импульса или в другой химический процесс, связанный с ростом и делением самой клетки. В конце концов, энергия переходит в виде тепла во внешнюю среду. Образно говоря, каждая клетка организма представляет собой одновременно фабрику по переработке веществ, поступающих в орга­низм; электростанцию, вырабатывающую биологическую энергию; компьютер и множительный аппарат с большим объемом хранения и выдачи наследственной информации. Повышение двигательной активности человека создает для каж­дой клетки, участвующей в обеспечении процесса движения (через увеличение количества нервных связей между клетками, определяю­щих ритмику биохимических процессов, через увеличение поступле­ния из межклеточной жидкости питательных веществ и кислорода), дополнительные условия и возможности для: •деления и размножения клеток (роста тканей); • выработки дополнительной энергии; • активации выведения из клеток и организма продуктов распада после биохимических процессов. Сохраняя свою относительную автономию, клетка входит в состав той или иной тканевой системы. Ткань Это совокупность клеток, имеющих одинаковое строение, функ­цию. В зависимости от функциональной специализации выделяют четыре вида тканей. Эпителиальные ткани обеспечивают обмен веществ между орга­низмом и окружающей средой, а также выполняют защитную и тер­морегуляционную функции. Соединительные ткани объединяют хрящевую, костную, собственно соединительную ткань; они выполняют пластическую, защитную и меха­ническую (опорную) функции и играют важную роль в питании тканей. Нервная ткань состоит из различных нервных клеток, обеспечиваю­щих восприятие, трансформацию и проведение возбуждений. Она про­низывает каждую клетку и эпителиальной, и соединительной, и мышеч­ной ткани, является проводником центральной нервной системы (ЦНС), в том числе и при управлении каждым движением человека. Мышечная ткань устроена очень сложно. В простейшем изложе­нии это выглядит следующим образом. Мышца имеет волокнистую структуру. Каждое ее волокно — это мышца в миниатюре. Основа мышцы — белки, главные свойства — возбудимость и сократимость. Возбуждение мышечных волокон представляет собой сложную систе­му энергетических, химических, структурных и иных изменений в клетках, обеспечивающих специфическую работу мышечной ткани. В процессе мышечного сокращения потенциальная химическая энергия переходит в потенциальную механическую энергию напряже­ния и кинетическую энергию движения. Работа мышц, движение от­дельных частей тела происходит именно в результате способности клеток мышечной ткани переходить в состояние возбуждения и сокращения. Кровь — жидкая ткань, которая может выступать и как самостоя­тельная физиологическая система. Кровь, циркулирующая в кровенос­ной системе, обеспечивает жизнедеятельность клеток и тканей организ­ма. Кислород в клетки и ткани доставляется только кровью, и только кровью из тканей уносятся образующиеся в них продукты окисления. Кровь состоит из плазмы и взвешенных в ней форменных элементов: красных кровяных телец (эритроцитов), белых кровяных телец (лейко­цитов), кровяных пластинок (тромбоцитов). В 1 мл крови в норме со­держится 4,4—5 млн эритроцитов, 6—8 тыс. лейкоцитов, 200—300 тыс. тромбоцитов (рис. 3.3). Эритроциты — клетки, почти полностью заполненные особым бел­ком — гемоглобином. Гемоглобин способен давать нестойкое соедине­ние с кислородом (оксигемоглобин, имеющий яркий алый цвет), что позволяет крови транспортировать кислород из легких к тканям тела. Именно гемоглобин является тем «вагончиком», который перевозит кислород по всему организму. Малый размер эритроцитов позволяет им проходить по тончайшим кровеносным сосудам — капиллярам. Эрит­роциты участвуют и в переносе углекислого газа из тканей в легкие. Физические упражнения способствуют увеличению количества гемо­глобина в эритроцитах и количества эритроцитов в крови, что повышает кислородную емкость крови и ее транспортабельность в организме. Лейкоциты — белые кровяные тельца, выполняют преимущественно защитную функцию. Они могут выходить из кровяного русла непосред­ственно в ткани тела в пораженном его участке и там уничтожать ино­родные для организма белки, в том числе болезнетворные микробы. Тромбоциты значительно меньше эритроцитов. Они играют важ­ную роль в сложном процессе свертывания крови при повреждениях какой-либо из тканей. В плазме крови растворены гормоны, минеральные соли, пита­тельные и другие вещества, которыми она снабжает ткани, а также со­держатся продукты распада, удаленные из тканей. При движении крови по капиллярам, пронизывающим все ткани, через их полупроницаемые стенки постоянно просачиваются в меж­тканевое пространство часть кровяной плазмы, которая образует межтканевую жидкость, окружающую все клетки тела. Кровь непре­рывно отдает в межтканевую жидкость питательные вещества, ис­пользуемые клетками, и поглощает вещества, выделяемые ими. Здесь же, между клетками, расположены мельчайшие лимфатические сосу­ды. Некоторые вещества межтканевой жидкости просачиваются в эти сосуды и образуют лимфу, которая выполняет следующие функции: возвращает белки из межтканевого пространства в кровь, участвует в перераспределении жидкости в организме, доставляет жиры к клет­кам тканей, поддерживает нормальное протекание процессов обмена веществ в тканях, удаляет из организма болезнетворные микроорга­низмы. Лимфа по лимфатическим сосудам возвращается в кровь, в венозную часть сосудистой системы. Количество крови составляет 7—8% массы тела человека. (Напри­мер, в организме человека весом 70 кг содержится 5—6 л крови.) В по­кое 40—50% крови выключается из кровообращения и находится в «кровяных депо»: в печени, селезенке, в сосудах кожи, мышц, легких. В случае необходимости (например, при активной мышечной работе) запасной объем крови включается в кровообращение. Наибольший объем крови рефлекторно направляется к работающему органу. Все это регулируется центральной нервной системой. Органы Это части организма, выполняющие определенную функцию (сердце, легкие, почки и т.д.). Орган имеет свою, только ему свойственную форму и положение в организме. Он может состоять из нескольких тканей, но, как правило, одна из них играет первостепенную роль. Так, преобладающая ткань кости — костная, главная ткань мускула — мышечная и т.д. В то же время в каждом органе есть соединительная, нервная и эпителиаль­ная (например, кровеносные сосуды) ткани. Каждый из органов явля­ется составной частью одной из физиологических систем организма. Поэтому, рассматривая преимущественно двигательную сферу жизне­деятельности человека, будет целесообразнее освещать строение и ра­боту отдельных органов совместно с работой всей системы, в которую входит этот орган. Системы органов Органы, объединенные определенной физиологической функци­ей, составляют физиологическую систему. Различают следующие физиологические системы: опоры и движе­ния (костная и мышечная), кровеносную, дыхательную, нервную, по­кровную, пищеварительную, выделительную, половую, эндокринную. В обеспечении двигательной активности человека практически за­действованы почти все физиологические системы. Однако определяю­щими являются первые четыре из перечисленных выше физиологиче­ских систем. Понимание функций и работы этих систем — одно из условий осмысленного выполнения физических упражнений при физ-культурно-спортивных или жизненно-бытовых физических нагрузках. Объединение различных органов и систем для решения какой-ли­бо функциональной задачи называют функциональной системой. На­пример, быстрый (или длительный) бег может быть обеспечен функ­циональной системой, включающей большое число различных органов и систем: нервную, органы движения, дыхания, кровообра­щения, потоотделения и др. Система опоры и движения Эта система объединяет в себе две подсистемы — костную и мы­шечную, она состоит из большого числа парных и непарных костей, мышц, связок, мышечных сухожилий. Кости, соединяясь между собой различными суставами, образуют скелет — опору человеческого тела (рис. 3.4). Рис. 3.4. Скелет человека. Вид спереди: 1 — череп, 2 — позвоночный столб, 3 — ключица, 4 — ребро, 5 — грудина, 6 — плечевая кость, 7 — луче­вая кость, 8 — локтевая кость, 9 — кости запястья, 10 — пястные кости, 11 — фаланги пальцев кисти, 12 — под­вздошная кость, 13 — крестец, 14 — лобковая кость, 15— седалищная кость, 16 — бедренная кость, 17 — надколенник, 18 — большеберцовая кость, 19 — мало­берцовая кость, 20 — кости предплюсны, 21 — плюсне­вые кости, 22 — фаланги пальцев стопы Кости скелета состоят преимущественно из костной ткани, пронизанной кровеносными, лимфатическими сосудами и волокнами нервной ткани. При любых положениях тела (стоянии, сидении, лежании) все органы опираются на кости. Главной опорой скелета служит позвоночный столб, состо­ящий из 33—34 отдельных позвонков с межпозвоночными хрящевы­ми дисками. В этом и состоит опорная функция скелета. Скелет выполняет и защитные функции, ограждая жизненно важные внутренние органы от внешних механических воздействий (кости черепа, грудная клетка, кости таза). Кроме того, некоторые части скелета — по­звоночник с его функциональными изгибами и суставы нижних конечно­стей — совместно с мышцами осуществляют амортизационные функции при ходьбе, беге, прыжках, оберегая мозг человека и его внутренние орга­ны от неблагоприятных длительных или сильных толчков и сотрясений. Двигательные функции системы опоры и движения реализуются посредством взаимодействия костей скелета, его суставов, по сути являющихся рычагами, и мышц. Большинство костей, соединяющихся между собой связками и мышечными сухожилиями, образуют суста­вы (конечности, позвоночник и др.). Сустав (рис. 3.5) полностью за­ключен в суставную сумку, стенки которой выделяют синовиальную жидкость, выполняющую роль смазки. Главная функция суставов — осуществление движений. Наряду с этим они выполняют роль своеобразных тормозов, гасящих инерцию движения, что позволяет производить мгновенную остановку после бы­строго движения. Отсутствие достаточной двигательной активности мышц, окружающих кости и прилегающих к суставам, приводит к нару­шению обмена веществ в костной ткани и потере их прочности, а в сус­тавах — к разрыхлению суставного хряща, к изменению суставных по­верхностей, к появлению болевых ощущений. Мышцы. У человека насчитывается более 600 мышц. Они составля­ют у мужчин 35—40% веса тела (у спортсменов 50% и более), у жен­щин несколько меньше. Мышечная система обеспечивает движение человека, вертикаль­ное положение тела, фиксацию внутренних органов в определенном положении, дыхательные движения, усиление тока крови и лимфы («мышечный насос»), теплорегуляцию организма вместе с другими системами. При работе мышцы развивают опреде­ленную силу, которую можно измерить. Многие скелетные мышцы обладают зна­чительной силой, способной преодолеть даже вес собственного тела. Систематиче­ская направленная тренировка увеличи­вает силу мышц, главным образом, за счет увеличения и утолщения мышечных во­локон. Топография основных групп ске­летных мышц представлена на рис. 3.6. Рис. 3.6. Главные мышцы человека (по Г.С. Решетникову): I - мышцы, осуществляющие движения кисти и пальцев; 2 - двуглавая мышца плеча; 3 - трехглавая мышца плеча; 4-lельтовидная мышца; 5 - большая грудная мышца; 6 - большая круглая мышца; 7 - широчайшая мышца спины; 8 - трапециевидная мышца; 9 - передняя зубчатая мышца; 10 - грудино-ключично-сосцевидная мышца; II - лестничные мышцы; 12 - прямая мышца живота; 13 - наружная косая мышца; 14 — большая ягодичная мышца; 15 — двуглавая мышца бедра; 16 — полусухожильная мышца; 17 — мышца-натягиватель широкой фасции бедра; 18 — портняжная мышца; 19 — четырехглавая мышца бедра; 20 — приводящие мышцы бедра; 21 — трехглавая мышца голени (21А — икроножная мышца. 21Б — камбаловидная мышца); 22 — передняя большеберцовая мышца; 23 — мышцы стопы. При совершенствовании своих сило­вых возможностей важно знать не толь­ко анатомическую топографию мышц, но и точки прикрепления тренируемых мышц к костям скелета. Это позволяет избирательно подбирать тренировочные упражнения — например, на сгибание или разгибание отдельных частей тела, или на пронацию (поворот внутрь), супинацию (поворот наружу) отдельных конечностей или их частей.