Биологические основы физической культуры

                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, гиподинамия (недостаток движений) отрицательно сказывается на работе адаптационных механизмов организма по отношению к физическим и психическим нагрузкам, изменениям внешних условий жизнедеятельности и их последствиям. Особенно неблагоприятное воздействие оказывает гиподинамия на развитие молодых и функционирование зрелых организмов. 

                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. 

       3.     Влияние двигательной активности  на органы и системы организма 

       Двигательная  деятельность, занятия физическими  упражнениями, спортом оказывают  многостороннее влияние на организм, которое проявляется как на конкретном занятии и после его окончания (срочный эффект), так и в виде суммарного результата воздействий многочисленных тренировок (кумулятивный эффект). 

       Срочный эффект складывается из целого ряда изменений  в работе органов и систем (возрастает частота пульса, дыхания, активизируются обменные процесс), степень выраженности которых зависит от сложности, продолжительности, интенсивности мышечной деятельности. Возникшие по ходу тренировки изменения сглаживаются в ближайший период восстановления. 

       Кумулятивный  эффект характеризуется более значительными, широко выраженными, стойкими функциональными  и структурными изменениями в  организме. По ним различают тренированного человека от нетренированного. 

       3.1.          Костная система 

       Костная система состоит из более 200 костей, соединенных с помощью суставов в подвижные сочленения, образуя  скелет. Скелет служит опорой для тела, защищает внутренние органы от внешних  воздействий, выполняет двигательную функцию. Вес скелета человека составляет 18 % общей массы тела. 

       Костная ткань представляет собой сложный  орган, пронизанный нервными волокнами, кровеносными и лимфатическими сосудами. В ее состав входят неорганические вещества -50 %, придающие костям прочность  и твердость; органические вещества - 25 %, делающие кости упругими и эластичными; вода - 25 %. Установлено, что ежедневно в организме обновляется от 10 до 20 % минеральных веществ костной ткани. 

       За  весь период роста человека масса  костного скелета возрастает почти  в 24 раза. Кости увеличиваются в длину и толщину. На обоих концах костей есть прослойка хряща, по мере окостенения которого, они становятся длиннее. Толщина костей увеличивается за счет новых слоев костной ткани, образуемых надкостницей. 

       Кости развиваются активнее, чем интенсивнее деятельность окружающих  их мышц, поскольку питание костной ткани зависит от полноценности кровоснабжения работающих мышц. При выполнении различных двигательных действий кости подвергаются скручиванию, сдавливанию, растягиванию, в результате чего в них увеличивается поступление органических веществ. Под влиянием тренировочных занятий в костной ткани происходят структурные изменения, благодаря которым кости приобретают более высокую механическую прочность.  

       В местах прикрепления мышц (сухожилий) на поверхности костей имеются гребни, бугры, шероховатости. Они выражены тем больше, чем сильнее развиты мышцы. Например, под воздействием тренировочных нагрузок у штангистов изменяется форма лопатки и утолщается ключица, у бегунов происходит утолщение большой берцовой кости и т.д. Такие изменения носят адаптационный характер и протекают как благоприятные, прогрессивные, связанные с рабочей гипертрофией. Общие адаптационные изменения имеют место во всех костях скелета, а локальные - в наиболее нагружаемых его отделах ( у метателей - правая рука, у прыгунов - толчковая нога и др.). 

       Кости соединяются с помощью суставов, главная функция которых состоит  в осуществлении движений. Каждый сустав заключен в суставную сумку, имеющую два слоя, внутренний и  наружный. Внутренний слой вырабатывает синовиальную жидкость, которая служит питательной средой для сустава, увлажняет и смазывает суставные поверхности. Полость сустава герметически замкнута. В наружном слое имеются связки, укрепляющие сустав. Связки отличаются механической крепостью, обладают растяжимостью. Наиболее мощные связки расположены в области тазобедренного, коленного и локтевого суставов. 

       3.2.          Мышечная система 

       Мышечная  система включает около 600 различных  мышц, составляющих 40-50% массы тела у мужчин и 30-35 % - у женщин. Различают мышцы: гладкие, выстилающие стенки сосудов и входящие в состав внутренних органов ; сердечную мышцу (миокард) ; скелетные или поперечно-полосатые мышцы. 

       Функция скелетных мышц состоит в обеспечении  передвижений человека в пространстве, перемещении частей тела относительно друг друга и поддержании позы. Скелетная мышца состоит из совокупности мышечных пучков, каждый из которых заключает в себе множество мышечных клеток вытянутой формы, благодаря чему получивших название мышечных волокон. Диаметр мышечных волокон колеблется от 0,1 до 0,01 мм , а длина в отдельных случаях достигает 10-12 см. Пучок мышечных волокон окружен оболочкой из соединительной ткани, которая переходит в сухожилие и с его помощью мышца с обоих концов прикрепляется к скелету. В состав разных мышц входит неодинаковое количество волокон, оно колеблется от сотен до многих тысяч. Количество волокон в мышце устанавливается через 4-5 месяцев после рождения и затем практически не изменяется. Увеличиваются только их размеры.