Научная основа физической культуры

       У людей с ограниченной двигательной активностью, труд которых характеризуется  удержанием определенной позы в течении  длительного времени, возникают  значительные изменения костной  и хрящевой ткани, что особенно неблагоприятно отражается на состоянии позвоночного столба и межпозвоночных дисков. Занятия физическими упражнениями укрепляют позвоночник и за счет развития мышечного корсета ликвидируют различные искривления, что способствует выработке правильной осанки и расширению грудной клетки.

       Любая двигательная, в том числе и  спортивная, деятельность совершается  при помощи мышц, за счет их сокращения. Поэтому строение и функциональные возможности мускулатуры необходимо знать любому человеку, но в особенности  тем, кто занимается физическими  упражнениями и спортом.

       На  долю мышц приходится значительная часть  сухой массы тела человека. У женщин на мышцы приходится до 35% общей массы  тела, а у мужчин до 50% соответственно. Специальной силовой тренировкой  можно значительно увеличить  мышечную массу. Физическое бездействие  приводит к уменьшению мышечной массы, а зачастую - к увеличению жировой  массы.

       В организме человека различают несколько  видов мышц: скелетные (поперечно-полосатые), гладкие и сердечную мышцы. Деятельность мышц регулируется центральной нервной  системой. Скелетные мышцы удерживают тело человека в равновесии и осуществляют все движения. При сокращении мышцы  укорачиваются и через свои эластичные элементы - сухожилия осуществляют движения частей скелета. Работой скелетных  мышц можно управлять произвольно, однако, при интенсивной работе они  очень быстро утомляются.

       Гладкие мышцы входят в состав внутренних органов человека. Гладкомышечные клетки укорачиваются в результате сокращения сократительных элементов, но скорость их сокращения в сотни раз меньше, чем в скелетных мышцах. Благодаря этому, гладкие мышцы хорошо приспособлены к длительному стойкому сокращению без утомления и с незначительными энергозатратами.

       В каждую мышцу входит нерв, распадающийся  на тонкие и тончайшие ветви. Нервные  окончания доходят до отдельных  мышечных волокон, передавая им импульсы (возбуждение), которые заставляют их сокращаться. Мышцы на своих концах переходят в сухожилья, через  которые они передают усилия на костные  рычаги. Сухожилия также обладают упругими свойствами и являются последовательным упругим элементом мышцы. Сухожилия  обладают большой прочностью на растяжение по сравнению с мышечной тканью. Наиболее слабыми и поэтому часто  травмируемыми участками мышцы  являются переходы мышцы в сухожилие. Поэтому перед каждым тренировочным  занятием необходима хорошая предварительная  разминка.

       Мышцы в организме человека образуют рабочие  группы и работают, как правило, скоординировано (согласовано) в пространственно-временных  и динамико-временных отношениях. Такое взаимодействие называется мышечной координацией. Чем больше количество мышц или групп принимает участие  в движении, тем сложнее движение и тем больше энергозатраты и  тем большую роль играет межмышечная  координация для повышения эффективности  движения. Более совершенная межмышечная  координация приводит к увеличению проявляемой силы, быстроты, выносливости и гибкости.

       Все мышцы пронизаны сложной системой кровеносных сосудов. Протекающая  по ним кровь снабжает их питательными веществами и кислородом. Сила сокращения мышцы зависит от площади поперечного  сечения мышцы, от величины площади  ее прикрепления к кости, а также  от направления развиваемого мышцей усилия и длины плеча приложения силы. Например, сгибатель бицепса  может создать усилия до 150 кг, а  голени до 480 кг.

       В процессе сокращения мышцы участвует  одновременно лишь часть мышечных волокон, остальные в это время выполняют  пассивную функцию. Поэтому мышцы могут совершать длительное время работу, однако, постепенно они теряют свою работоспособность и наступает утомление мышц.

       В результате физических тренировок объем  и сила мышцы значительно возрастает в 1,5-3 раза, а скорость сокращения и  сопротивляемость к неблагоприятным  факторам повышается в 1,2-2 раза, что  приводит к возрастанию прочности  сухожилий под влиянием мышечных усилий.

• Сердечно-сосудистая система (система кровообращения)

       Деятельность  всех систем организма человека осуществляется при взаимосвязи гуморальной (жидкостной) регуляции и нервной системы. Гуморальная регуляция осуществляется внутренней системой транспортировки  через кровь и систему кровообращения, к которой относится сердце, кровеносные  сосуды, лимфатические сосуды  и органы вырабатывающие особые клетки - форменные элементы.

       Движение  крови и лимфы по сосудам происходит непрерывно, благодаря чему органы, ткани, клетки постоянно получают необходимые им в процессе ассимиляции пищевые вещества и кислород, и непрерывно удаляются продукты распада в процессе обмена веществ

       В зависимости от характера и состава  циркулирующей в организме жидкости сосудистую систему разделяют на кровеносную и лимфатическую.

       Кровь - это разновидность соединительной ткани с жидким межклеточным веществом (плазмой) - 55% и взвешенных в ней форменных элементов (эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов) - 45%. Основные компоненты плазмы - это вода (90-92%), остальные белки и минеральные вещества. Благодаря наличию белков в крови вязкость ее выше воды (примерно в 6 раз). Состав крови относительно стабилен и имеет слабую щелочную реакцию.

       Эритроциты - красные кровяные клетки, они являются носителем красного пигмента - гемоглобина. Гемоглобин уникален тем, что обладает способностью к образованию веществ в комплексе с кислородом. Гемоглобин составляет почти 90% в эритроцитах и служит переносчиком кислорода из легких ко всем тканям. В 1 куб. мм крови у мужчин в среднем 5 млн. эритроцитов, у женщин -4,5 млн.. У людей занимающихся спортом, эта величина достигает 6 млн. и более. Эритроциты образуются в клетках красного костного мозга.

       Лейкоциты - белые кровяные клетки. Они далеко не так многочисленны, как эритроциты. В 1 куб. мм крови содержится 6-8 тысяч белых кровяных клеток. Основная функция лейкоцитов - защита организма от возбудителей болезней. Особенностью лейкоцитов является способность их проникать к местам скопления микробов из капилляров в межклеточное пространство, где они выполняют свои защитные функции. Продолжительность жизни их 2-4 дня. Их число все время пополняется за счет вновь образующихся из клеток костного мозга, селезенки и лимфатических узлов.

       Тромбоциты  - кровяные пластинки, основная функция которых, обеспечение свертываемости крови. Кровь свертывается вследствие разрушения тромбоцитов и превращения растворимого белка плазмы фибриногена в нерастворимый фибрин. Волокна белка вместе с кровяными клетками формируют сгустки, закупоривающие просветы кровеносных сосудов.

       Под влиянием систематических тренировок увеличивается число эритроцитов  и содержание гемоглобина в крови, в результате чего повышается кислородная  емкость крови. Повышается сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям из-за повышения активности лейкоцитов.

       Исходя  из вышеизложенного, функции крови:

       - транспортная, доставляет клеткам  питательные вещества и кислород, удаляет из организма продукты  распада при обмене веществ;

       - защитная, защищает организм от  вредных веществ и инфекции, за  счет наличия механизма свертывания  останавливает кровотечение;

       - теплообменная, участвует в поддержании  постоянной температуры тела.

       Сердце - центральный орган системы кровообращения. Сердце представляет собой полый четырехкамерный мышечный орган, расположенный в грудной полости, разделенный вертикальной перегородкой на две половины - левую и правую, каждая из которых состоит из желудочка и предсердия. Сердце работает автоматически под контролем центральной нервной системы.

       Волна колебаний, распространяемая по эластичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой в аорту при  сокращении левого желудочка называется частотой сердечных сокращений ( ЧСС).

       ЧСС взрослого мужчины в покое  составляет 65-75 уд/мин., у женщин на 8-10 ударов больше, чем у мужчин. У  тренированных спортсменов ЧСС  в покое может достигать 40-50 уд/мин.

       Количество  крови, выталкиваемой желудочком сердца в аорту при одном сокращении называется систолическим (ударным) объемом крови. В состоянии покоя он составляет 60-80 мл. При физической нагрузке у нетренированных возрастает до 100-130 мл., а у тренированных до 180-200 мл.

       Количество  крови, выбрасываемое одним желудочком сердца в течение одной минуты называется минутным объемом крови. В состоянии покоя этот показатель равен в среднем 4-6 л. При физической нагрузке он повышается у нетренированных до 18-20 л., а у тренированных до 30-40 л.

       При каждом сокращении сердца, поступающая  в систему кровообращения кровь  создает в ней давление, зависящее  от эластичности стенок сосудов. Его  величина в момент сердечного сокращения (систолы) составляет у молодых людей 115-125 мм рт. ст. Минимальное (диастолическое) давление в момент расслабления сердечной  мышцы составляет - 60-80 мм рт. ст. Разница  между максимальным и минимальным  давлением называется пульсовым  давлением. Оно составляет примерно 30-50 мм рт. ст.

       Под воздействием физической тренировки размеры  масса сердца увеличиваются в  связи с утолщением стенок сердечной  мышцы и увеличением его объема. Мышца тренированного сердца более  густо пронизана кровеносными сосудами, что обеспечивает лучшее питание  мышечной ткани и ее работоспособность.

• Дыхание. Дыхательная система

       Дыханием  называется комплекс физиологических  процессов, обеспечивающих потребление  кислорода и выделение углекислого  газа живым организмом.

       Процесс дыхания принято делить на: внешнее (легочное), т.е. обмен газов между  легкими и атмосферой; тканевое, т.е. процесс обмена кислородом и  углекислым газом между кровью и  клетками тела.

       Внешнее дыхание осуществляется с помощью  дыхательного аппарата, состоящего из воздухоносных путей (полость носа, носоглотка, гортань, дыхательное горло, трахеи и бронхи). Стенки носового хода устланы мерцательным эпителием, который задерживает поступающую с воздухом пыль. Внутри носового хода происходит согревание воздуха. При дыхании через рот воздух поступает сразу в глотку и из нее в гортань, не очищаясь и не согреваясь.

       При вдохе воздух попадает в легкие, каждое из которых находится в  плевральной полости и работает изолированно друг от друга. Каждое легкое имеет форму конуса. Со стороны, обращенной к сердцу, в каждое легкое входит бронх, делясь на более мелкие бронхи, образуется так называемое бронхиальное дерево. Мелкие бронхи заканчиваются  альвеолами, которые оплетены густой сетью капилляров, по которым течет  кровь. При прохождении крови  по легочным капиллярам и происходит газообмен: углекислый газ, выделяясь из крови поступает в альвеолы, а те отдают в кровь кислород.

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

       Дыхательный объем - объем воздуха, проходящий через легкие за один дыхательный цикл (вдох, выдох). этот показатель значительно увеличивается у тренированных и составляет от 800 мл и более. У нетренированных дыхательный объем в состоянии покоя находится на уровне 350-500 мл.

       Если  после нормального вдоха сделать  максимальный выдох, то из легких выйдет еще 1,0-1,5 л воздуха. Этот объем принято  называть резервным. Количество воздуха, которое можно вдохнуть сверх

       дыхательного  объема называют дополнительным объемом. Сумма трех объемов: дыхательного, дополнительного и резервного

       составляет  жизненную емкость легких.

       Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после максимального вдоха (измеряется методом спирометрии).

       Жизненная емкость легких в значительной степени  зависит от возраста, пола, роста, окружности грудной клетки, физического развития. У мужчин ЖЕЛ колеблется в пределах 3200-4200 мл, у женщин  2500-3500 мл. У спортсменов, особенно занимающихся циклическими видами спорта (плавание, лыжные гонки и т.п.), ЖЕЛ может достигать у мужчин 7000 мл и более, у женщин 5000 мл и более.