Физиологические основы физической культуры и спорта

Под влиянием разминки повышаются активность ферментов и скорость протекания биохимических реакций непосредственно  в мышцах, их возбудимость и лабильность (подвижность), готовность к напряженной деятельности. В среднем разминка должна продолжаться 10-30 мин и сопровождаться началом потоотделения, свидетельствующего о готовности терморегуляторных механизмов к повышенным требованиям во время основной физической работы. Однако необходимо помнить, что разминка не должна приводить к утомлению, а должна способствовать успешному врабатыванию организма.

Содержание общей разминки практически общее для всех видов спорта. Это бег слабой интенсивности (до появления лёгкой испарины на лбу), гимнастические упражнения на все группы мышц и увеличение амплитуды движения в суставах и позвоночнике.

В специальной разминке выполняются  упражнения предстоящих занятий  или соревнований. Подготовкой к  спринтерскому бегу будут пробежки в высоким подниманием бедра, высоким забрасыванием голени назад, многоскоки, ускорения, низкий старт. Перед занятием гимнастикой это будут кувырки, перекаты, перевороты. Перед соревнованиями выполняются части соревновательных комбинаций или комбинации в целом. К занятиям (соревнованиям) по спортивным играм это будут основные приёмы с мячом.

2.4.3.Врабатывание.

Врабатывание - это постепенное  повышение работоспособности, обусловленное усилением деятельности физиологических систем организма, своего рода оперативная адаптация его в процессе самой работы на более высоком уровне деятельности. Чем быстрее протекает процесс врабатывания, тем выше производительность выполняемой работы.

Различные системы организма настраиваются  на необходимый рабочий уровень  гетерохронно (разновременно). Так, двигательный аппарат, обладая достаточно высокой возбудимостью и лабильностью, настраивается быстрее, чем вегетативные системы. Однако скелетные мышцы не в состоянии проявлять необходимые двигательные качества сразу, им для этого требуется определенное время. Например, скоростной бег в процессе преодоления стометровой дистанции показывает, что на первой секунде скорость составляет только 55% максимальной, на второй - 76% и лишь к 5-6-й секунде достигает максимума.

Работа отдельных внутренних органов, показатели деятельности вегетативных систем еще более инертны. Если сердечный ритм хотя и нарастает с первых секунд, к максимальному своему значению он приближается почти через минуту. Врабатывание дыхательных функций происходит в течение нескольких минут и т. д. При этом необходимо помнить, что чем продолжительнее, а следовательно, и менее интенсивно выполняется работа, тем дольше осуществляется и процесс врабатывания.

Состояние организма при выполнении мышечной работы после периода врабатывания называют устойчивым. Как правило, оно наблюдается при  работе длительностью не менее 4-6 мин, когда потребление кислорода стабилизируется, деятельность различных органов и систем устанавливается на относительно постоянном уровне. Различают истинное устойчивое состояние и ложное (или кажущееся).

Истинное устойчивое состояние возникает при выполнении работы умеренной мощности, характеризуется высокой согласованностью функций двигательных и вегетативных систем.

При ложном устойчивом состоянии  деятельность дыхательного аппарата и сердечно-сосудистой системы приближается к уровню, необходимому для обеспечения выполняемой работы, но, несмотря на это, кислородная потребность полностью не удовлетворяется, и постепенно нарастает кислородный долг. Работа при кажущемся устойчивом состоянии связана с большим напряжением функций и не может продолжаться более 20-30 мин.

Напряженная мышечная деятельность не может продолжаться долго. Уже через  несколько  минут, а при работе максимальной мощности с первых секунд деятельности, в организме наступают сдвиги, вынуждающие либо снизить мощность работы, либо прекратить ее вообще. Это обусловливается несоответствием интенсивной деятельности двигательного аппарата и функциональными возможностями вегетативных систем, призванных обеспечить эту деятельность. Когда несоответствие деятельности функциональных систем выражено менее резко, его можно преодолеть и восстановить физическую работоспособность. Такое временное снижение работоспособности (например, в период кажущегося устойчивого состояния) называют «мертвой точкой», состояние же организма после ее преодоления называют вторым дыханием. Эти два состояния характерны для работы циклического характера большой и умеренной мощности.

В состоянии «мертвой точки» существенно  учащается дыхание, нарастает легочная вентиляция, активно поглощается кислород. Несмотря на то что увеличивается и выведение углекислоты, ее напряжение в крови и в альвеолярном воздухе нарастает. Частота сердечных сокращений резко увеличивается, давление крови повышается, количество недоокисленных продуктов в крови растет. При выходе из «мертвой точки» за счет более низкой интенсивности работы легочная вентиляция еще какое-то время остается повышенной (необходимо освободить организм от накопившейся в нем углекислоты), активизируется процесс потоотделения (налаживается механизм теплорегуляции), создаются необходимые соотношения между возбудительными и тормозными процессами в центральной нервной системе. При высокоинтенсивной работе (максимальная и субмаксимальная мощность) «второе дыхание» не наступает, поэтому продолжение её осуществляется на фоне нарастающего утомления.

Различная длительность и мощность работы обусловливают и различные  сроки возникновения «мертвой точки» и выхода из нее. Так, при забегах  на 5 и 10 км она возникает через 5-6 мин после начала бега. На более длинных дистанциях «мертвая точка» возникает позднее и может повторяться. Более тренированные люди, адаптированные к конкретным нагрузкам, преодолевают состояние «мертвой точки» значительно легче и безболезненнее.

Один из инструментов ослабления проявления «мертвой токи» - разминка, которая способствует более быстрому наступлению «второго дыхания». Необходимо также помнить, что в процессе тренировочных занятий организм приспосабливается к проявлению волевых напряжений, учится «терпеть», преодолевать неприятные ощущения, имеющие место при кислородной недостаточности и накоплении в организме недоокисленных продуктов. Наступлению «второго дыхания» также способствует произвольное увеличение легочной вентиляции.

Особенно эффективны глубокие выдохи, способствующие удалению (с выдыхаемым объемом воздуха) углекислоты из организма и восстановлению кислотно-щелочного  равновесия.

2.4.4. Утомление и процессы  восстановление

Любая мышечная деятельность, занятия физическими упражнениями, спортом повышают активность обменных процессов, тренируют и поддерживают на высоком уровне механизмы, осуществляющие в организме обмен веществ и энергии, что положительно сказывается на умственной и физической работоспособности человека. Однако следует помнить, что при выполнении любого вида деятельности в зависимости от увеличения объема информации, интенсификации многих сторон жизни в условиях современного общества в организме может развиваться особое состояние, называемое утомлением.

Утомление - это вид функционального состояния организма человека, временно возникающий под влиянием продолжительной или интенсивной работы и приводящий к снижению её  эффективности. Состояние утомления проявляется в уменьшении силы и выносливости мышц, ухудшении координации движений, в возрастании затрат энергии при выполнении однообразной работы, в замедлении скорости переработки информации, ухудшении памяти, затруднении процесса сосредоточения и переключения внимания.

Развитие процесса утомления связано с ощущением усталости. В то же время утомление служит естественным сигналом возможного истощения организма и одновременно предохранительным биологическим механизмом, защищающим его от перенапряжения. Вместе с тем утомление, возникающее в процессе физического или умственного упражнения, является также и стимулятором, мобилизующим резервы организма, его органы и системы, восстановительные процессы.

Таким образом, утомление может  наступить как при физической, так и при умственной деятельности. Оно бывает острым и хроническим, т. е. может проявляться в короткий промежуток времени, носить длительный характер (вплоть до нескольких месяцев); общим и локальным, т. е. характеризующим изменение функции организма в целом или какой-либо ограниченной группы мышц, органа, какого-либо анализатора и т. п. Кроме того, различают две фазы развития утомления: компенсированную (без явно выраженного снижения работоспособности за счет подключения к напряженной деятельности резервных возможностей организма) и некомпенсированную (когда резервные мощности организма исчерпываются и работоспособность явно снижается).

Систематическое выполнение работы на фоне недовосстановления, непродуманная  организация труда, чрезмерное нервно-психическое и физическое напряжение могут привести к переутомлению и, как следствие, к перенапряжению нервной системы, обострениям сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической и язвенной болезням, снижению защитных свойств организма. Физиологическая основа всех этих явлений - нарушение баланса возбудительно-тормозных нервных процессов.

Умственное переутомление особенно опасно для психического здоровья человека, так как оно связано со способностью центральной нервной системы к длительной работе с перегрузками, что в конечном итоге может привести к развитию запредельного торможения в ее корковых и подкорковых структурах, к нарушению слаженности взаимодействия вегетативных функций.

Устранение и профилактика утомления при умственных и физических нагрузках возможны за счет повышения уровня общей и специальной тренированности организма, оптимизации его физической, умственной и эмоциональной активности. Мобилизация других сторон психической активности и двигательной деятельности, не связанных с теми, которые привели к утомлению, способствует отдалению умственного утомления и даже его профилактике. Необходимы активный отдых, переключение на другие виды деятельности, использование арсенала средств восстановления.

Физиологические процессы, обеспечивающие восстановление измененных при выполнении того или иного рода деятельности функций организма, называются восстановительными. Выявление механизмов, обеспечивающих восстановление, имеет фундаментальное значение для целостных и частных физиологических процессов у лиц разного возраста, в различных условиях деятельности и окружающей среды. Время, в течение которого происходит восстановление физиологического статуса после выполнения определенной работы, называют восстановительным периодом. Однако следует помнить, что в организме, как при работе, так и в условиях его предрабочего и послерабочего покоя, на всех уровнях его жизнедеятельности, непрерывно происходят тесно взаимосвязанные процессы расходов и восстановления функциональных, структурных и регуляторных резервов. Естественно, во время выполнения работы процессы диссимиляции преобладают над процессами ассимиляции, и тем больше, чем значительнее интенсивность работы и меньше готовность организма к ее реализации.

В восстановительном периоде, как  правило, преобладают процессы ассимиляции, а восстановление энергетических ресурсов может происходить даже с превышением исходного уровня (сверхвосстановление или суперкомпенсация). Это явление имеет огромное значение для повышения тренированности организма и его физиологических систем, обеспечивающих в конечном итоге повышение работоспособности.

Схематически процесс восстановления можно представить в виде трех взаимодополняющих звеньев:

устранение изменений и нарушений в системах нейрогуморального регулирования;

выведение продуктов распада, образующихся в результате работы в тканях и клетках работавшего органа, из мест их возникновения;

устранение продуктов распада  из внутренней среды организма.

Функциональное состояние организма в течение жизни неоднократно и периодически меняется. При этом изменения, возникающие у человека в различных органах, системах и организме в целом за счет мобилизации процессов восстановления, постоянно возвращаются на уровень, близкий к исходному. Эти периодические изменения могут протекать как в короткие интервалы времени, так и в течение относительно длительных периодов.

Периодическое восстановление связано  с биоритмами, которые обусловлены  суточной периодикой, временем года, возрастными  изменениями, половыми признаками, влиянием природных условий окружающей среды. Так, например, изменение временного пояса, температурных условий, наличие геомагнитных бурь и т.д. могут значительно уменьшить активность процессов восстановления и существенно лимитировать успешность как умственной, так и физической работоспособности.

Периодические восстановительные процессы лежат в основе естественной замены тканей и клеток, например, лейкоциты, эритроциты, эпидермис, слизистые оболочки и т. д.

Различают раннюю и позднюю фазу восстановления. Ранняя -после легкой работы обычно заканчивается через несколько минут, после достаточно тяжелой работы - через несколько часов; поздние фазы восстановления могут длиться до нескольких суток и более.

Как уже говорилось, развитие утомления  сопровождается фазой пониженной работоспособности, а спустя какое-то время восстановления она может перейти в фазу повышенной работоспособности. Длительность этих фаз зависит от степени тренированности организма и особенно выполняемой работы.

Следует иметь представление также  и о гетерохронизме (разновременности) восстановления функций различных систем организма. В качестве некоторых примеров можно привести следующие: