СУЩНОСТЬ ФИЗИОЛОГИИ УПРАЖНЕНИЙ И СПОРТА
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

ПРЕДИСЛОВИЕ


Наше тело— удивительно сложный меха­низм! Все его клетки и ткани поддерживают между собой связь и их деятельность четко ско­ординирована. Трудно представить, насколько согласованно функционируют все системы человеческого тела. Даже сейчас, когда вы сиди­те и читаете эти строки, ваше сердце прокачи­вает кровь, направляя ее по всему организму, ваш кишечник абсорбирует питательные веще­ства, ваши почки выводят из организма про­дукты распада, а легкие усваивают кислород, ваши мышцы помогают держать в руках этот учебник, тогда как головной мозг "занят" чтением. И хотя вы, читая, отдыхаете, ваше тело физиологически активно, и представьте, на­сколько повышается активность всех систем организма, когда вы активно двигаетесь. С уве­личением физической нагрузки возрастает и физиологическая активность мышц. Активным мышцам необходимо больше питательных ве­ществ, больше кислорода, более высокая ско­рость обменных процессов и более эффектив­ное выведение продуктов распада. Как же реа­гирует организм на высокие физиологические требования, предъявляемые физической актив­ностью?

Это ключевой вопрос при изучении физи­ологии спорта и мышечной деятельности, на который дает ответ данный учебник. Мы пре­следовали цель на основании известных вам из курса анатомии и физиологии знаний по­казать, как наше тело выполняет физическую работу и как реагирует на мышечную деятель­ность.

Первая глава представляет собой историчес­кий очерк о зарождении и становлении физио­логии спорта и мышечной деятельности на базе родственных дисциплин — анатомии и физио­логии. В каждой части учебника рассматрива­ются отдельные физиологические системы, их реакции на кратковременные физические на­грузки, а также их адаптационные реакции на продолжительные физические нагрузки. Часть I посвящена согласованности действий мышеч­ной и нервной систем, направленных на вы­полнение движения. В части II рассматрива­ются основные энергетические системы, а так­же роль эндокринной системы в регуляции обменных процессов. В части III мы знакомим­ся с функциями сердечно-сосудистой и респи­раторной систем, в частности транспортом пи­тательных веществ и кислорода к активным мышцам и выведением из них продуктов рас­пада в процессе мышечной деятельности.

Часть IV посвящена изучению влияния фак­торов окружающей среды на двигательную ак­тивность. Рассматриваются реакции организ­ма человека на повышенную и пониженную температуру окружающей среды, пониженное (в условиях высокогорья) и повышенное (при погружении на глубину) атмосферное дав­ление. Завершается эта часть рассмотрением условий влияния уникальной среды — неве­сомости.

В части V изложены пути оптимизации мы­шечной деятельности спортсменов. Анализи­руется влияние различных объемов трениро­вочных занятий, рассматривается целесообраз­ность использования препаратов, которые, как утверждают, способствуют повышению рабо­тоспособности. Изучаются также пищевые по­требности спортсменов и влияние питания на двигательную активность. Завершается эта часть рассмотрением значимости оптимальной мас­сы тела для занятий спортом.

Шестая часть посвящена особым категори­ям спортсменов. Вначале рассматриваются про­цессы роста, развития и их влияние на двига­тельную способность молодых спортсменов. Анализируются изменения уровня мышечной деятельности, обусловленные процессом ста­рения, способы поддержания адекватного уров­ня физической подготовленности с помощью двигательной активности. Рассматриваются по­ловые различия, а также особенности мышеч­ной деятельности женщин-спортсменок.

Заключительная VII часть учебника посвя­щена вопросам профилактики и лечения различных заболеваний с помощью физических упражнений и занятий спортом, их использо­вания для реабилитации. Главное внимание обращено на такие распространенные в мире заболевания, как сердечно-сосудистые, ожире­ние и диабет. Завершается учебник рассмотре­нием выбора физических упражнений для со­хранения и укрепления здоровья и уровня фи­зической подготовленности.

"Физиология спорта и двигательной актив­ности" предлагает новый подход к изучению этих двух физиологических дисциплин. Наи­более важные моменты выделяются рубрикой "Ключевая позиция55. Контрольные вопросы в конце каждой главы позволяют проверить, как вы усвоили изложенный материал. Завершает­ся каждая глава цифровыми ссылками, а также списком рекомендуемой литературы, дающей дополнительную информацию по вопросам, ко­торые вас заинтересовали. В конце учебника приведен "Словарь ключевых понятий".

Мы надеемся, что информация, данная в учебнике, будет стимулировать дальнейшее изу­чение этого нового и интересного предмета. Из­ложенный материал полезен с практической точки зрения не только тем, кто решит всерьез заняться физиологией спорта и мышечной де­ятельности, но и всем, кто хочет оставаться ак­тивным, здоровым и физически подготовлен­ным.

Г л а в а 1 Введение в физиологию упражнений и спорта


Тело человека — удивительный механизм! В нем происходит бесконечное множество отлич­но координированных явлений. Они обеспечи­вают непрерывное осуществление сложных фун­кций, таких, как зрение, дыхание, слух, обра­ботка информации, без вашего сознательного усилия. Если вы встанете, выйдете на улицу и начнете бегать трусцой вокруг жилого массива, в действие придут почти все системы вашего организма, позволяя легко перейти от состоя­ния покоя к состоянию физической нагрузки. Если вы будете ежедневно заниматься таким образом и постепенно увеличивать продолжи­тельность и интенсивность бега трусцой, ваш организм адаптируется и ваша работа станет более эффективной.

В течение столетий ученые изучали, как рабо­тает организм человека. В последние несколько столетий небольшая, но быстро увеличивающая­ся группа ученых занялась изучением того, как изменяются функции или физиология организма во время занятий физической деятельностью и спортом. Эта глава знакомит вас с физиологией упражнений и спорта, а также содержит истори­ческий обзор, который позволит объяснить не­которые основные понятия, изложенные в пос­ледующих главах.

История зарождения физиологии упражнений в США связана главным образом с именем Дэви­да Брюса Дилла, сына канзасского фермера, чей интерес к физиологии привел его к исследова­нию состава крови крокодила. К счастью для нас, этот молодой ученый вскоре направил свои ис­следования на человека, став первым директором основанной в 1927 г. Гарвардской лаборатории по изучению явления усталости. В течение всей своей жизни он интересовался физиологией и при­способляемостью многих животных, существую­щих в экстремальных условиях окружающей сре­ды. Однако Д.Б.Дилл более известен своими ис­следованиями реакций организма человека на физические нагрузки, жару, высокогорье и дру­гие факторы окружающей среды. Доктор Д.Б.Дилл всегда служил человеческой "морской свинкой" в этих исследованиях. За 20-летнее существова­ние Гарвардской лаборатории им и коллегами было написано 330 научных статей, в том числе классический труд "Жизнь, жара и высокогорье" [3, 4].



ИСТОРИЧЕСКИЙ АСПЕКТ

Если вы только начинаете изучать физиоло­гию упражнений, у вас может возникнуть пред­положение, что приводимая в этой книге ин­формация нова и неоспорима. Может показать­ся, что современные ученые, работающие в области физиологии упражнений, сформулиро­вали новые идеи, никогда прежде не применяв­шиеся в "окостенелой" науке. Это не так. Ин­формация, которую мы будем рассматривать, — результат многолетних усилий многих выдаю­щихся ученых. Собранная по крупицам, она позволила разрешить проблему мышечного дви­жения. Довольно часто идеи и теории современных исследователей в области физиологии формировались на основании гипотез ученых, чьи имена давно забыты. То, что считается ори­гинальным или новым, довольно часто оказы­вается ассимиляцией предыдущих открытий или использованием данных других наук для реше­ния проблем физиологии упражнений. Чтобы помочь разобраться в этом, рассмотрим кратко историю развития физиологии упражнений и вспомним тех людей, которые ее создавали.

Таблица 1.2. Суточные колебания ЧСС в покое и при физических нагрузках, уд.-мин-1

 

   

Время суток, ч

 

Условие опыта   До полудня   Пополудни  
    2 6 10   2 6 10  

Отдых                                                    65 69 73     74 72 69

 

Физическая нагрузка

 

легкая                                                   100 103 109 109 105 104

 

Средняя                                          130 131 138 139 135 134

 

максимальная                                     179 179 183 184 181 181

 

Восстановление, З мин                      118 122 129 128 128 125

 

Данные Рейли и Брукса (1990).

 

У женщин следует также учитывать нормаль­ный 28-дневный менструальный цикл, который довольно часто вызывает значительные изменения

• массы тела;

• общего количества жидкости в организме;

• температуры тела;

• интенсивности обмена веществ;

• частоты сердечных сокращений;

• систолического объема крови (количество крови, выбрасываемой из желудочков серд­ца при каждом сокращении).

Эти переменные следует учитывать при тести­ровании женщин, которые также следует проводить в один и тот же период менструального цикла.

ЭРГОМЕТРИЯ

При проведении исследований физиологичес­ких реакций, определяемых в лабораторных ус­ловиях, необходимо контролировать величину физического усилия испытуемого с тем, чтобы обеспечить определенную постоянную интенсивность работы. Как правило, это осуществляется с помощью эргометров. Эргометр (греч. эрго — ра­бота; метр — мера) представляет собой прибор, позволяющий контролировать (стандартизиро­вать) и измерять количество и интенсивность фи­зической работы, выполняемой человеком. Рас­смотрим некоторые примеры.

Велоэргометры

Длительное время велоэргометры были основ­ными приборами, используемым для тестирова­ния. В настоящее время их широко используют как при исследованиях, так и в клинических це­лях, хотя в США наметилась тенденция к использованию тредбанов. Выполнять работу на велоэргометре можно либо в вертикальном положении (рис. 1.1), либо в положении лежа на спине.

В велоэргометрах обычно используется один из четырех видов сопротивления: 1) механичес­кое трение; 2) электрическое сопротивление; 3) сопротивление воздуха; 4) гидравлическое сопро­тивление жидкости.

В приборах, основанных на механическом тре­нии, величина сопротивления педалированию

 Рис. 1.1. Велоэргометр

 

регулируется с помощью ремня вокруг маховика. Ваша исходная мощность зависит от интенсив­ности педалирования, т.е. чем выше интенсив­ность, тем больше мощность. Чтобы поддержи­вать одну и ту же мощность во время теста, необ­ходимо сохранять одну, постоянную интенсив­ность педалирования, поэтому ее необходимо все время контролировать.

В приборах с использованием электрического сопротивления, которые называют велоэргометрами с электрическим тормозным устройством, сопротивление обеспечивает электрический про­водник, передвигающийся в магнитном или электромагнитном поле. Сила магнитного поля опре­деляет величину сопротивления педалированию. Последняя автоматически вырастает по мере уменьшения интенсивности педалирования и сни­жается при ее увеличении, тем самым обеспечи­вая постоянную мощность.

Велоэргометры, основанные на действии со­противления воздуха, весьма популярны, однако они больше подходят для тренировочных целей, чем для проведения лабораторных тестов. В них маховик стандартного эргометра с механическим тормозным устройством заменен колесом, имею­щим ряды вентиляторных крыльев, расположен­ных, как спицы. Когда колесо вращается, крылья перемещают воздух; таким образом, величина со­противления прямо пропорциональна интенсив­ности педалирования.

Велоэргометры, в которых используется гид­равлическая жидкость для изменения величины сопротивления, могут обеспечивать постоянную мощность независимо от интенсивности педали­рования. При педалировании гидравлическая жид­кость вытекает через отверстие. Изменение раз­мера этого отверстия позволяет варьировать ве­личину сопротивления. Чем больше отверстие, тем легче жидкости вытекать и тем меньше величина испытываемого сопротивления.

Велоэргометры имеют ряд преимуществ по срав­нению с другими эргометрическими приборами. При работе на велоэргометре верхняя часть туло­вища практически остается неподвижной, что по­зволяет с большей точностью измерять давление крови, а также облегчает процесс взятия проб крови при физических нагрузках. Кроме того, интенсив­ность работы при педалировании не зависит от массы тела. Это важно при изучении физиологи­ческих реакций на стандартную интенсивность работы (выходную мощность). Например, если вы потеряли 15 фунтов массы, результаты, получен­ные при тестировании на тредбане, окажутся не­сопоставимыми с результатами, полученными до того, как масса вашего тела уменьшилась, посколь­ку физиологические реакции на заданную скорость и наклон на тредбане изменяются в зависимости от массы тела. После потери массы вы сможете выполнить меньший объем работы, чем прежде, при таких же скорости и наклоне.

Велоэргометры — наиболее подходящие приборы для оценки изменений субмак­симальной физиологической реакции до и после тренировки у испытуемых, масса тела которых не изменилась. Сопротив­ление на велоэргометре не зависит от массы тела. В отличие от них на тредбане величина выполняемой работы непос­редственно зависит от массы тела

Что касается велоэргометров, то здесь уменьшение массы тела не столь сильно изменяет физиологическую реак­цию на стандартную мощность.

Следует отметить, что велоэргометры имеют и недостатки. Если вы нерегулярно работаете на велоэргометре, мышцы ваших ног, вероятнее все­го, устанут раньше, чем тело. Кроме того, пико­вые (максимальные) показатели некоторых фи­зиологических переменных, получаемых при ра­боте на эргометре, часто оказываются ниже этих же показателей, получаемых при выполнении работы на тредбане. Это может быть обусловле­но локальной усталостью ног, скоплением кро­ви в ногах (меньшее количество крови возвра­щается к сердцу) или тем, что при работе на ве­лоэргометре участвует меньше мышц, чем при выполнении работы на тредбане.

Тредбаны

Тредбаны (рис. 1.2) являются эргометрами выбора для увеличивающегося числа исследова­телей и врачей, в частности в США. Мотор и си­стема роликов в них приводят в движение боль­шую конвейерную ленту, на которой испытуемый может либо идти, либо бежать. Длина и ширина ее должны соответствовать размерам вашего тела и длине шага. На слишком узких или коротких тредбанах практически невозможно осуществить тестирование спортсменов высокого класса.

 Рис. 1.2. Тредбан

 

Тредбаны имеют ряд преимуществ. В отли­чие от большинства велоэргометров интенсив­ность работы на тредбанах не нужно контроли­ровать: если вы не поддерживаете скорость, рав­ную скорости движения ленты, вы попросту "сойдете" с него. Ходьба на тредбане является весьма естественным видом деятельности, по­этому приспособиться к ней очень легко, для этого требуется не более 1 — 2 мин. Кроме того, обычные люди почти сразу же достигают мак­симальных для себя физиологических показа­телей на тредбане, в то время как некоторые спортсмены достигают более высоких показа­телей на эргометрах, что соответствует их ре­жиму тренировочных занятий или соревнований.

На тредбанах обычно достигают более вы­соких пиковых показателей почти всех из­меряемых физиологических переменных, таких, как ЧСС, вентиляция и потребле­ние кислорода

Тредбаны, однако, имеют и ряд недостатков. Они, как правило, стоят дороже, чем велоэрго­метры. Кроме того, они более громоздки, для их использования необходима электрическая энергия. Трудно точно измерить давление кро­ви во время выполнения работы на тредбане, поскольку шум от его работы затрудняет про­слушивание с помощью стетоскопа. Также труд­но точно измерить давление крови при увели­чении скорости движения ленты. Не менее труд­но взять пробу крови у человека, находящегося на тредбане.

Другие эргометры

Другие эргометры позволяют спортсменам, за­нимающимся определенными видами спорта, прой­ти тестирование в форме, близкой к тренировочно­му или соревновательному процессу. Например, ручные эргометры применяют для тестирования спортсменов и неспортсменов, которые в своей фи­зической деятельности используют в основном руки и плечи (например, пловцов). Гребной эргометр предназначен для тестирования гребцов.

Ценные данные были получены при наблюде­нии за пловцами в бассейне. Проблемы, связан­ные с выполнением поворотов и постоянным дви­жением ног, привели ученых к попыткам исполь­зовать плавание "на привязи": пловца заключали в "упряжку", прикрепленную к канату, серии бло­ков и специальному лотку с тяжестью (рис. 1.3,а). Спортсмен плывет со скоростью, при которой сохраняется постоянное положение тела в бас­сейне. По мере добавления массы в лотке пловцу приходится плыть быстрее (больше работать), что­бы сохранить положение тела.

Рис. 1.3. Плавание "на привязи " (а) и плавание в гидродинамическом бассейне (б)


Хотя этот метод позволил получить весьма интересные данные, техника плавания пловца "на привязи" отличается от техники свободного плавания. Гидродинамический бассейн (рис. 1.3,6) по­зволяет пловцам максимально приблизиться к сво­ей естественной технике плавания. Сущность гид­родинамического бассейна состоит в следующем:

пропеллерные насосы обеспечивают циркуляцию воды позади пловца, который старается сохранить положение тела. Изменяя степень циркуляции воды, изменяют скорость, с которой пловец дол­жен плыть. Гидродинамический бассейн, к сожа­лению, очень дорогостоящий, позволил, по край­ней мере частично, решить проблемы, связанные с плаванием "на привязи", а также создал новые возможности для проведения дальнейших иссле­дований.

СПЕЦИФИЧНОСТЬ ТЕСТИРОВАНИЯ

Выбирая эргометр для проведения тестирова­ния влияния физической нагрузки, очень важно учитывать принцип специфичности теста, что показали результаты исследований [8, 10]. В обо­их исследованиях контролировали увеличение аэробной выносливости после 10 недель занятий по плаванию. Испытуемые выполняли макси­мальную нагрузку (бег на тредбане и плавание на привязи) до и после тренировочных занятий. По­казатель выносливости, определенный на осно­вании теста плавания "на привязи", увеличился на 11 — 18 %, в то время как выносливость, опре­деленная на основании теста бега на тредбане, не изменилась. Если бы для тестирования использо­вали лишь бег на тредбане, ученым пришлось бы сделать вывод, что тренировка спортсмена-плов­ца не влияет на кардиореспираторную выносли­вость вообще.

В ОБЗОРЕ...

1. Наибольший интерес для физиологов представляют острые или срочные реакции организма на отдельные циклы нагрузки.

2. При оценке этих реакций следует учитывать условия окружающей среды (температуру, влажность, освещенность, уровень шума), поскольку изменения указанных факторов могут повлиять на реакции организма.

3. Следует также учитывать суточные и менструальные циклы. Тестирование следует проводить в одно и то же время суток и в один и тот же период менструального цикла.

4. Эргометр представляет собой прибор, позволяющий измерить количество и интенсивность физической работы в стандартизированных условиях.

5. Велоэргометры позволяют без особого тру­да измерить давление крови и взять пробу крови, поскольку верхняя часть туловища испытуемого остается относительно неподвижной. Кроме того, на полученные на этих приборах результаты практически не влияет изменение массы тела испытуе­мого.

6. Тредбаны обеспечивают относительно постоянную интенсивность работы, поскольку испыту­емый не может оставаться на тредбане, не поддер­живая заданную интенсивность работы. Ходьба на тредбане представляет собой естественный вид де­ятельности. Однако результаты зависят от массы тела, и измерять физиологические переменные труднее, чем на велоэргометре. Максимальные фи­зиологические показатели, как правило, выше при проведении тестирования на тредбане.

7. Плавание "на привязи" позволило получить ценную информацию о физиологических реакциях, однако при этом методе движения пловца недостаточно естественны. В свою очередь, гидродинамический бассейн обеспечивает свободное естественное плавание, а также позволяет полу­чить результаты, которые можно использовать как в соревновательном, так и в рекреационном пла­вании.

8. При определении реакций организма на физическую нагрузку очень важно, чтобы режим тестирования максимально соответствовал типу физической деятельности, привычной для испытуемого.


Принцип индивидуальности

У нас с вами неодинаковая способность адап­тироваться к тренировочным нагрузкам. Наслед­ственность играет главную роль в определении того, как быстро и в какой степени организм адаптируется к тренировочной программе. За ис­ключением монозиготных близнецов нет двух людей, имеющих абсолютно одинаковые гене­тические характеристики. Поэтому адаптация разных испытуемых к одной и той же програм­ме нагрузок будет разной. Колебания интенсив­ности клеточного развития, обмена веществ, а также нервной и эндокринной регуляции также обусловливают значительные индивидуальные различия. Именно эти различия объясняют, по­чему у одних людей наблюдаются значительные улучшения после занятий по данной программе тренировочных нагрузок, а у других после такой же программы улучшения минимальны или их вообще нет. Именно поэтому любая программа тренировочных нагрузок должна учитывать специфические потребности и способности отдель­ных испытуемых. Это — принцип индивидуаль­ности.

Принцип специфичности

Тренировочные адаптации весьма специфичны к типу физической деятельности, а также объему и интенсивности выполняемых физических нагру­зок. Для улучшения мышечной силы, например, толкателю ядра не следует акцентировать внима­ние на беге на длинные дистанции или выполнять медленные силовые нагрузки с низкой интен­сивностью. Точно так же, стайеру нет смысла за­ниматься главным образом интервальными тренировками спринтерского типа. Именно поэтому спортсмены, тренирующиеся на развитие силы и мощности, например, тяжелоатлеты, обычно имея большую силу, характеризуются таким же уров­нем аэробной выносливости, как и нетренирован­ные люди. Согласно принципу специфичности тре­нировочная программа должна обеспечить нагрузку тех физиологических систем, которые имеют ре­шающее значение для достижения оптимальных результатов в данном виде спорта с тем, чтобы до­стичь специфической тренировочной адаптации.

Непрерывная тренировка

Само название говорит о том, что этот вид тре­нировки подразумевает непрерывную деятельность без интервалов отдыха. Это может быть высоко­интенсивная непрерывная деятельность средней продолжительности или тренировочная нагрузка небольшой интенсивности в течение продолжи­тельного периода времени. Рассмотрим оба вида.

Высокоинтенсивная непрерывная тренировка. Интенсивность работы при такой тренировке со­ставляет 85 — 95 % максимальной ЧСС спорт­смена (ЧССмакс). Например, бегун на средние ди­станции может пробежать 8 км (5 миль) со ско­ростью 3 мин*км - ' (5 мин- -миль"\ ) при средней ЧСС 180 ударов-мин" * (допустив, что ЧСС макс =200 ударам-мин"').

Высокоинтенсивная непрерывная тренировка весьма эффективны для подготовки спортсменов, занимающихся видами спорта, требующими про­явления выносливости, когда не выполняется большой объем работы. Тренировка с постоян­ной, близкой к соревновательной интенсивнос­тью повышает способность спортсмена поддер­живать одинаковый темп во время забега и, как правило, ведет к улучшению результатов. Кроме того, регулярные тренировочные нагрузки или за­беги с интенсивностью, близкой к соревнователь­ной, повышают скорость ног, их силу и мышеч­ную выносливость. К сожалению, подобная тре­нировочная программа предъявляет спортсмену весьма экстраординарные требования, особенно если она рассчитана на несколько недель или ме­сяцев. Рекомендуется периодически вводить ва­рианты с более низкой интенсивностью (1—2 раза в неделю), чтобы дать спортсмену немного передохнуть после изнурительных, высокоинтен­сивных непрерывных тренировок.

Круговая тренировка

При круговой тренировке спортсмен выпол­няет серию избранных упражнений в последова­тельности, называемой кругом. Круг обычно со­стоит из 6 — 10 тренажеров. На каждом тренаже­ре спортсмен выполняет определенное упражне­ние, например, отжимание или сгибание рук, за­тем переходит на следующий тренажер. Следует стремиться выполнить работу в круге как можно быстрее. Показателем улучшения является выпол­нение всей работы за меньший отрезок времени или выполнение большего объема работы на каж­дом тренажере или и то, и другое. Кроме того, поскольку спортсмен бегает между тренажерами, по мере увеличения расстояния между ними улуч­шается и деятельность сердечно-сосудистой сис­темы.

При объединении круговой тренировки с тра­диционной силовой получаем круговую силовую тренировку. Традиционная силовая тренировка предполагает, как правило, медленное и методич­ное выполнение работы. Интервалы работы очень короткие, а периоды отдыха — продолжительные. При круговой силовой тренировке работа обыч­но выполняется с интенсивностью порядка 40 — 60 % максимальной силы в течение 30-секундного интервала, период отдыха между рабочими ин­тервалами — 15 с, хотя интервалы работы и отды­ха можно видоизменять. К примеру, на первом тренажере вы выполняете за 30 с столько повто­рений, сколько можете, затем отдыхаете 15 с, пе­реходя к другому тренажеру. Начинаете следую­щий 30-секундный период работы. Обычно за круг выполняют работу на 6 — 8 тренажерах. Реко­мендуется выполнять 2—3 цикла.

Круговая силовая тренировка обеспечивает среднее увеличение аэробной выносливости и зна­чительное увеличение силы, мышечной вынос­ливости и гибкости. Кроме того, круговая сило­вая тренировка может значительно изменить со­став тела, увеличив мышечную массу и снизив содержание жира в организме.

МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

В этой книге мы рассмотрим исследования, которые позволили нам установить, как функци­онирует наш организм во время мышечной дея­тельности и как изменяется его функционирова­ние вследствие тренировок. Чтобы вам было лег­че интерпретировать эти исследования, вначале вы должны разобраться в основных моментах их методологии. Рассмотрим два аспекта.

ПЛАНИРОВАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

В этой главе мы в основном затронем два ос­новных типа планирования исследования: едино­временное и длительное повторное. В первом слу­чае в одно и то же определенное время проводит­ся тестирование большой группы населения. Различия между отдельными группами использу­ются для оценки изменений любой данной физи­ологической переменной со временем. Во втором случае после первичного тестирования испытуе­мых тестируют еще один или несколько раз, что­бы определить изменения со временем.

В ОБЗОРЕ...

1.Силовая тренировка способствует развитию силы, мощности и мышечной выносливости. Тренировочное занятие планируется по циклам, ко­личеству повторений и величине сопротивления.

ПРЕДИСЛОВИЕ


Наше тело— удивительно сложный меха­низм! Все его клетки и ткани поддерживают между собой связь и их деятельность четко ско­ординирована. Трудно представить, насколько согласованно функционируют все системы человеческого тела. Даже сейчас, когда вы сиди­те и читаете эти строки, ваше сердце прокачи­вает кровь, направляя ее по всему организму, ваш кишечник абсорбирует питательные веще­ства, ваши почки выводят из организма про­дукты распада, а легкие усваивают кислород, ваши мышцы помогают держать в руках этот учебник, тогда как головной мозг "занят" чтением. И хотя вы, читая, отдыхаете, ваше тело физиологически активно, и представьте, на­сколько повышается активность всех систем организма, когда вы активно двигаетесь. С уве­личением физической нагрузки возрастает и физиологическая активность мышц. Активным мышцам необходимо больше питательных ве­ществ, больше кислорода, более высокая ско­рость обменных процессов и более эффектив­ное выведение продуктов распада. Как же реа­гирует организм на высокие физиологические требования, предъявляемые физической актив­ностью?

Это ключевой вопрос при изучении физи­ологии спорта и мышечной деятельности, на который дает ответ данный учебник. Мы пре­следовали цель на основании известных вам из курса анатомии и физиологии знаний по­казать, как наше тело выполняет физическую работу и как реагирует на мышечную деятель­ность.

Первая глава представляет собой историчес­кий очерк о зарождении и становлении физио­логии спорта и мышечной деятельности на базе родственных дисциплин — анатомии и физио­логии. В каждой части учебника рассматрива­ются отдельные физиологические системы, их реакции на кратковременные физические на­грузки, а также их адаптационные реакции на продолжительные физические нагрузки. Часть I посвящена согласованности действий мышеч­ной и нервной систем, направленных на вы­полнение движения. В части II рассматрива­ются основные энергетические системы, а так­же роль эндокринной системы в регуляции обменных процессов. В части III мы знакомим­ся с функциями сердечно-сосудистой и респи­раторной систем, в частности транспортом пи­тательных веществ и кислорода к активным мышцам и выведением из них продуктов рас­пада в процессе мышечной деятельности.

Часть IV посвящена изучению влияния фак­торов окружающей среды на двигательную ак­тивность. Рассматриваются реакции организ­ма человека на повышенную и пониженную температуру окружающей среды, пониженное (в условиях высокогорья) и повышенное (при погружении на глубину) атмосферное дав­ление. Завершается эта часть рассмотрением условий влияния уникальной среды — неве­сомости.

В части V изложены пути оптимизации мы­шечной деятельности спортсменов. Анализи­руется влияние различных объемов трениро­вочных занятий, рассматривается целесообраз­ность использования препаратов, которые, как утверждают, способствуют повышению рабо­тоспособности. Изучаются также пищевые по­требности спортсменов и влияние питания на двигательную активность. Завершается эта часть рассмотрением значимости оптимальной мас­сы тела для занятий спортом.

Шестая часть посвящена особым категори­ям спортсменов. Вначале рассматриваются про­цессы роста, развития и их влияние на двига­тельную способность молодых спортсменов. Анализируются изменения уровня мышечной деятельности, обусловленные процессом ста­рения, способы поддержания адекватного уров­ня физической подготовленности с помощью двигательной активности. Рассматриваются по­ловые различия, а также особенности мышеч­ной деятельности женщин-спортсменок.

Заключительная VII часть учебника посвя­щена вопросам профилактики и лечения различных заболеваний с помощью физических упражнений и занятий спортом, их использо­вания для реабилитации. Главное внимание обращено на такие распространенные в мире заболевания, как сердечно-сосудистые, ожире­ние и диабет. Завершается учебник рассмотре­нием выбора физических упражнений для со­хранения и укрепления здоровья и уровня фи­зической подготовленности.

"Физиология спорта и двигательной актив­ности" предлагает новый подход к изучению этих двух физиологических дисциплин. Наи­более важные моменты выделяются рубрикой "Ключевая позиция55. Контрольные вопросы в конце каждой главы позволяют проверить, как вы усвоили изложенный материал. Завершает­ся каждая глава цифровыми ссылками, а также списком рекомендуемой литературы, дающей дополнительную информацию по вопросам, ко­торые вас заинтересовали. В конце учебника приведен "Словарь ключевых понятий".

Мы надеемся, что информация, данная в учебнике, будет стимулировать дальнейшее изу­чение этого нового и интересного предмета. Из­ложенный материал полезен с практической точки зрения не только тем, кто решит всерьез заняться физиологией спорта и мышечной де­ятельности, но и всем, кто хочет оставаться ак­тивным, здоровым и физически подготовлен­ным.

Г л а в а 1 Введение в физиологию упражнений и спорта


Тело человека — удивительный механизм! В нем происходит бесконечное множество отлич­но координированных явлений. Они обеспечи­вают непрерывное осуществление сложных фун­кций, таких, как зрение, дыхание, слух, обра­ботка информации, без вашего сознательного усилия. Если вы встанете, выйдете на улицу и начнете бегать трусцой вокруг жилого массива, в действие придут почти все системы вашего организма, позволяя легко перейти от состоя­ния покоя к состоянию физической нагрузки. Если вы будете ежедневно заниматься таким образом и постепенно увеличивать продолжи­тельность и интенсивность бега трусцой, ваш организм адаптируется и ваша работа станет более эффективной.

В течение столетий ученые изучали, как рабо­тает организм человека. В последние несколько столетий небольшая, но быстро увеличивающая­ся группа ученых занялась изучением того, как изменяются функции или физиология организма во время занятий физической деятельностью и спортом. Эта глава знакомит вас с физиологией упражнений и спорта, а также содержит истори­ческий обзор, который позволит объяснить не­которые основные понятия, изложенные в пос­ледующих главах.

История зарождения физиологии упражнений в США связана главным образом с именем Дэви­да Брюса Дилла, сына канзасского фермера, чей интерес к физиологии привел его к исследова­нию состава крови крокодила. К счастью для нас, этот молодой ученый вскоре направил свои ис­следования на человека, став первым директором основанной в 1927 г. Гарвардской лаборатории по изучению явления усталости. В течение всей своей жизни он интересовался физиологией и при­способляемостью многих животных, существую­щих в экстремальных условиях окружающей сре­ды. Однако Д.Б.Дилл более известен своими ис­следованиями реакций организма человека на физические нагрузки, жару, высокогорье и дру­гие факторы окружающей среды. Доктор Д.Б.Дилл всегда служил человеческой "морской свинкой" в этих исследованиях. За 20-летнее существова­ние Гарвардской лаборатории им и коллегами было написано 330 научных статей, в том числе классический труд "Жизнь, жара и высокогорье" [3, 4].



СУЩНОСТЬ ФИЗИОЛОГИИ УПРАЖНЕНИЙ И СПОРТА

В основе физиологии упражнений и спорта ле­жат анатомия и физиология. Анатомия изучает структуру и форму, или морфологию, организма. Она дает представление о строении различных ча­стей тела и их взаимодействии. Физиология изучает функции организма: как работают системы органов, тканей, клеток, а также как интегриру­ются их функции с тем, чтобы регулировать среду организма. Поскольку физиология характеризует функции структур, нецелесообразно начинать ее изучение, не имея представления об анатомии.

Физиология упражнений изучает изменения структур и функций организма под воздействи­ем срочных и долговременных физических на­грузок. Спортивная физиология применяет кон­цепции физиологии упражнений в процессе под­готовки спортсменов, а также для улучшения их спортивной деятельности. Таким образом, спор­тивная физиология является производной физио­логии упражнений.

 Физиология упражнений развилась на базе материнской дисциплины — физиологии. Она изучает физиологическую адаптацию организма к стрессу срочной нагрузки при выполнении упражнения или занятий фи­зической деятельностью и хроническому стрессу долговременной нагрузки при фи­зической тренировке. Спортивная физиология выделилась из физиологии упражне­ний. Она использует данные физиологии упражнений для решения проблем спорта

Рассмотрим пример, который поможет нам отличить друг от друга эти две тесно связанные отрасли физиологии. Благодаря исследованиям в области физиологии упражнений мы имеем чет­кое представление о том, как наш организм получает энергию из продуктов питания, необходи­мую нашим мышцам, чтобы начать и поддержи­вать движение. Мы знаем, что во время отдыха или при выполнении упражнения небольшой ин­тенсивности главным источником энергии являются жиры и по мере увеличения интенсивно­сти упражнения наш организм все больше исполь­зует углеводы до тех пор, пока они не становятся главным источником энергии. При продолжитель­ной нагрузке высокой интенсивности запасы уг­леводов в нашем организме значительно сокра­щаются, что приводит к их истощению.

Используя эту информацию и понимая, что наш организм имеет ограниченные запасы угле­водов для производства энергии, спортивная фи­зиология отыскивает пути для того, чтобы

• увеличить способность организма накапли­вать углеводы (углеводная нагрузка);

• снизить интенсивность использования орга­низмом углеводов во время мышечной дея­тельности (экономия углеводов);

• усовершенствовать рацион питания спорт­сменов до и во время соревнований, чтобы свести к минимуму риск истощения запасов углеводов.

Физиология спортивного питания, являюща­яся подразделом спортивной физиологии, в на­стоящее время быстро развивается.

ИСТОРИЧЕСКИЙ АСПЕКТ

Если вы только начинаете изучать физиоло­гию упражнений, у вас может возникнуть пред­положение, что приводимая в этой книге ин­формация нова и неоспорима. Может показать­ся, что современные ученые, работающие в области физиологии упражнений, сформулиро­вали новые идеи, никогда прежде не применяв­шиеся в "окостенелой" науке. Это не так. Ин­формация, которую мы будем рассматривать, — результат многолетних усилий многих выдаю­щихся ученых. Собранная по крупицам, она позволила разрешить проблему мышечного дви­жения. Довольно часто идеи и теории современных исследователей в области физиологии формировались на основании гипотез ученых, чьи имена давно забыты. То, что считается ори­гинальным или новым, довольно часто оказы­вается ассимиляцией предыдущих открытий или использованием данных других наук для реше­ния проблем физиологии упражнений. Чтобы помочь разобраться в этом, рассмотрим кратко историю развития физиологии упражнений и вспомним тех людей, которые ее создавали.

Дата: 2018-12-28, просмотров: 519.