Физиологические основы физической культуры и спорта

     Состояние  организма матери при беременности  связано с механизмом развития  беременности и плода. До 9-й  недели внутриутробного развития  формирующийся организм носит  название зародыша или эмбриона, а уж затем до рождения называется плодом. С перестройкой функций эндокринной и нервной системы при беременности значительным изменениям подвергается обмен веществ и потребление кислорода,  заметно изменяется белковый, углеводный жировой, водный и  минеральный обмен, повышается значимость витаминов. У плода процессы ассимиляции преобладают над процессами диссимиляции, что обеспечивает его быстрый рост, а материнский организм обеспечивает оптимальные условия для развития плода. Результатом законченного эмбрионального развития  являются роды. Они осуществляются благодаря сокращениям мускулатуры матки и брюшного пресса, который должен готовиться к родовой функции с помощью физических упражнений задолго и специально. Необходимо знать, что важнейшим анатомическим признаком человека являются молочные железы, которые относятся к органам размножения. Лактация – вскармливание новорожденных молоком из молочных желез матери – одно из важнейших биологических приспособлений. Грудное молоко имеет сложный химический состав и по биологической ценности превосходит все другие продукты питания. В нем содержится огромное количество различных веществ, в том числе более 30 жирных кислот, 20 аминокислот, 17 витаминов, около 40 минеральных веществ, много ферментов и т.д. Ряд соединений (казеин, лактоза) ни в каких других продуктах питания не  встречаются. 

2.2. Взаимодействие организма и внешней среды.

Вся жизнедеятельность человека осуществляется в условиях воздействия различных факторов окружающей внешней среды. Эти факторы настолько многообразны, что перечислить их все полностью в данном случае практически не представляется возможным. Медико-биологические, педагогические и другие науки вряд ли могут претендовать на объективность в подходе к изучению закономерностей различных видов деятельности человека без учета взаимодействующего влияния природных факторов, таких, как барометрическое давление, газовый состав и степень влажности воздуха, температура окружающей среды, солнечная радиация и т.д. (так называемая физическая окружающая среда) с одной стороны, и биологических факторов растительного и животного мира - с другой; и, наконец, факторов социальной среды человеческого общества с результатами его бытовой, хозяйственной, производственной и творческой деятельности.

Из внешней среды в организм поступают вещества, необходимые для его жизнедеятельности и развития, как полезные, так и вредные, которые как бы стремятся нарушить постоянство внутренней среды. Организм же за счет взаимодействия своих функциональных систем всячески стремится сохранить постоянство констант внутренней среды (гомеостаз).

Гомеостаз. Вся рефлекторная саморегулирующаяся деятельность организма связана с таким явлением, как гомеостаз. Гомеостаз - совокупность реакций, обеспечивающих поддержание или восстановление относительно динамического постоянства внутренней среды и некоторых физиологических функций организма человека (кровообращения, обмена веществ, терморегуляции и др.). Этот процесс обеспечивается сложной системой координированных приспособительных (адаптационных) механизмов, направленных на устранение или ограничение факторов, воздействующих на организм как из внешней, так и из внутренней среды. Они позволяют сохранять постоянство состава, физико-химических и биологических свойств внутренней среды, несмотря на изменения во внешнем мире и сдвиги, возникающие в процессе жизнедеятельности организма. В нормальном состоянии колебания физиологических и биохимических констант происходят в узких гомеостатических границах и клетки организма живут в относительно постоянной среде, так как они омываются кровью, лимфой и тканевой жидкостью. Постоянство физико-химического состава поддерживается благодаря саморегуляции обмена веществ, кровообращения, пищеварения, дыхания, выделения и других физиологических процессов.

Таким образом, становится понятно, что деятельность всех органов и их систем в целостном организме характеризуется определенными показателями, имеющими те или иные диапазоны колебаний. В крови, например, нормой считается содержание в 1 мм3 лейкоцитов в пределах 6-8 тыс., эритроцитов - 4,5-5 млн, тромбоцитов - 200-400 тыс.; давление крови у молодого человека: верхняя граница- 110-120, нижняя - 75-80 мм рт. ст. и т.д. Одни константы достаточно стабильны и жестки (например, рН крови 7,36-7,40, температура тела - в пределах 35-42°С), другие и в норме отличаются существенным диапазоном колебаний (например, ударный объем сердца - количество крови, выбрасываемое за одно сокращение - от 50 до 200 см3).

Говоря о внешней среде организма, нельзя не затронуть вопросов экологии. Зависимость человека от условий окружающей среды и состояния природы от деятельности человека очевидна. Пагубное влияние производственной деятельности человека на окружающую природу (загрязнение отходами производства атмосферы, почвы, водоемов; вырубка лесов, повышенная радиация в результате аварий и нарушений технологии и т. д.) ставит под угрозу само существование человека. В крупных городах наиболее существенно изменяются естественная среда обитания, ритм жизни, психоэмоциоэмоцональная обстановка труда, быта, отдыха, меняется даже климат, страдает растительность и т. п.

Интенсивность солнечной радиации в городах на 15-20% ниже, чем в  прилегающей местности, зато среднегодовая  температура выше на 1 -2°С, менее  значительны суточные и сезонные колебания, ниже атмосферное давление, воздух загрязнен и т. д. А если учесть еще и многообразие стрессовых воздействий, то все эти изменения оказывают крайне неблагоприятное влияние на физическое и психическое здоровье человека. Около 80% болезней современного человека - результат ухудшения экологической ситуации на планете.

Функциональная активность организма человека характеризуется различными двигательными процессами и способностью поддерживать высокий уровень психических функций при выполнении напряженной интеллектуальной (умственной) деятельности. Поперечно-полосатые мышцы обеспечивают сокращение сердца, передвижение тела в пространстве, движения глазных яблок, глотание, дыхание, двигательный компонент речи, мимики и др. Гладкие мышцы входят в состав стенок сосудов, бронхов, мочевого пузыря, желчного пузыря, мочеточников, желудочно-кишечного тракта, других внутренних органов, кожи. Гладкие мышцы обеспечивают их функцию и осуществляют движения ресничек клеток кишечного эпителия за счет двигательной активности мышц, регулируемой вегетативной нервной системой и гуморальными факторами.

2.3. Взаимосвязь физической и умственной

деятельности  человека

Доказано, что систематические занятия физическими упражнениями, не говоря уже об учебно-тренировочных занятиях в спорте, оказывают существенное положительное воздействие на психические функции, формируют умственную и эмоциональную устойчивость к выполнению напряженной интеллектуальной деятельности.

Результаты многочисленных исследований по изучению параметров мышления, памяти, устойчивости внимания, динамики умственной работоспособности в процессе производственной деятельности у адаптированных (тренированных) к систематическим физическим нагрузкам лиц и у не адаптированных к ним (нетренированных) убедительно показывают прямую зависимость всех названных параметров умственной работоспособности от уровня как общей, так и специальной физической подготовленности. Способность к выполнению умственной деятельности в меньшей степени подвержена влиянию неблагоприятных факторов, если в процессе ее выполнения целенаправленно применять средства и методы физической культуры (например, физкультурные паузы, активный отдых и т. п.), Результаты исследований показывают, что устойчивость внимания, восприятия, памяти, способности к устному счету различной сложности, некоторых других сторон мышления может оцениваться по уровню сохранения этих параметров под влиянием различной степени утомления.

Учебный день студентов насыщен  значительными умственными и  эмоциональными нагрузками. В совокупности с вынужденной рабочей позой, при которой значительное время в напряженном состоянии находятся мышцы, удерживающие туловище в определенном положении, частые нарушения рационального режима труда и отдыха, неадекватные физические нагрузки могут приводить к нежелательным явлениям, служить причиной утомления, которое, в свою очередь, может накапливаться и переходить в переутомление. Для того чтобы этого избежать, один вид деятельности должен сменяться другим, или необходим отдых. Наиболее эффективен активный отдых в виде умеренного физического труда или занятий физическими упражнениями.

Последние годы возросло внимание к  использованию средств физического  воспитания для совершенствования  учебного труда студентов, но многое еще остается нереализованным. Проблемным вопросом являются средства физической культуры (специфические и неспецифические упражнения), которые непосредственно влияют на функциональное состояние головного мозга при напряженной умственной деятельности.

В теории и методике физического воспитания разрабатываются методы направленного воздействия не только на отдельные мышечные группы, но и на определенные системы организма. Однако сохранение активной деятельности головного мозга человека требует особых подходов, внимания, методов сочетания физических нагрузок и их целенаправленного воздействия на функцию центральной нервной системы.

Изменение умственной работоспособности  и сенсомоторики студентов под  влиянием занятий физкультурой зависит  от времени их проведения в режиме учебного дня. Занятия с 8 до 10 и с 12 до 14 ч в большей степени способствуют повышению умственной работоспособности, быстроте сенсомоторных движений, а координация микродвижений при этом снижается.

Наибольшее повышение умственной работоспособности и быстроты движений отмечается в начале и в конце учебной недели. В эти дни также отмечено наименьшее снижение координации микродвижений. Следовательно, в течение недели есть два периода наиболее эффективного влияния занятий по физическому воспитанию на умственную работоспособность студентов.

Занятия физической культурой оказывают разный эффект положительного воздействия на изменение умственной работоспособности и сенсомоторики у студентов разных курсов и факультетов: больший на студентов I курса, меньший на студентов II и III курсов. Это говорит о том, что первокурсники больше подвержены утомлению в процессе учебных занятий в условиях адаптации к обучению. Поэтому для них занятия по физическому воспитанию особенно важны. Утренняя зарядка, прогулка или пробежка на свежем воздухе - все эти средства благоприятно влияют на организм человека, повышают тонус мышц, улучшают кровообращение и газообмен организма. Немаловажную роль играет активный отдых в каникулярное время: после отдыха в спортивно-оздоровительном лагере учащиеся начинают учебный год с более высокой работоспособностью.

2.4. Физиологическая характеристика состояний организма

  при занятиях физическими упражнениями

Связанные с выполнением физических упражнений общего и особенно специального (спортивного, соревновательного) характера изменения многих функций организма (увеличение частоты сердечных сокращений, систоли-ческого и минутного выброса сердцем крови, легочная вентиляция, потребление кислорода, повышение интенсивности обмена веществ и энергии и т.д.) могут наблюдаться еще до начала выполнения какой-либо мышечной деятельности, в результате возникновения предстартового и стартового состояний.

2.4.1. Предстартовое и стартовое состояние

Предстартовое состояние может  возникать за несколько часов и даже суток до начала запланированной мышечной деятельности, а непосредственно стартовое состояние является продолжением предстартового и, как правило, сопровождается усилением предстартовых реакций.

По механизму возникновения, эти реакции являются условными (приобретенными) рефлексами, могут носить специфический и неспецифический характер и обусловливаться не только мощностью предстоящей мышечной деятельности, но и ее значимостью и мотивацией для каждого конкретного случая, условиями ее выполнения и т. д. При благоприятном соотношении комплекса факторов предстартовые реакции протекают на оптимальном уровне, способствующем мобилизации функций и повышению работоспособности организма. В противном случае может иметь место либо чрезмерное возбуждение, либо чрезмерное торможение ряда функций, потенциально влекущее за собой пониженную работоспособность организма, физиологическую неэффективность выполняемой работы.

Физиологическими исследованиями выявлено три разновидности предстартовых состояний:

1) боевая готовность (оптимальный и желаемый вариант), когда имеют место умеренные соматические и вегетативные реакции: повышаются возбудимость и лабильность (подвижность) двигательного аппарата, усиливается деятельность органов дыхания, кровообращения и ряда других физиологических систем, влияющих на успешное выполнение предстоящей физической нагрузки;

2) предстартовая лихорадка, которая характеризуется резко выраженными процессами возбуждения, снижающими способность к дифференцированию раздражителей и ухудшению процессов координации и управления движениями, приводящими к необоснованному повышению вегетативных сдвигов;

3) предстартовая апатия, когда преобладают  тормозные процессы (как правило, бывает у недостаточно тренированных лиц, объективно не подготовленных к предстоящей мышечной деятельности).

Проявление предстартовых реакций связано с уровнем тренированности и вполне может быть регулируемо с помощью разминки, словесных воздействий, массажа, произвольных изменений ритма и глубины дыхания.

2.4.2. Разминка

Разминка состоит из общей и  специальной частей. Первая - способствует созданию оптимальной возбудимости центральной нервной системы и готовности к выполнению мышечной деятельности двигательного аппарата, - повышению обмена веществ и температуры тела, деятельности органов кровообращения и дыхания. Вторая - направлена на подготовку тех образований и звеньев двигательного аппарата, которые ответственны непосредственно за выполнение конкретной предстоящей деятельности.