Адаптация к физическим нагрузкам
ГОСУДАРСТВЕННОЕ
БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГООБРАЗОВАНИЯ Г.МОСКВЫ
«МОСКОВСКИЙ
ГОРОДСКОЙ ПЕДАГАОГИЧЕСКИЙ
ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И СПОРТА
КАФЕДРА МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН
ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА
Контрольная самостоятельная работа
Тема: «Адаптация к физическим нагрузкам»
Выполнила студентка
3 курса заочное отделение ФК
Коновалова Анна Юрьевна
Проверила:
доцент Караулова
Лариса Константиновна
Москва
2013г.
Вариант 2
- Адаптация физиологическая
Адаптация физиологическая,
совокупность физиологических реакций,
лежащая в основе приспособления
организма к изменению
Сдвиги, происходящие в организме в процессе адаптации , касаются всех уровней организма — от субклеточно-молекулярного до целостного организма. Значительную роль в адаптации играет тренировка как к воздействию каждого данного фактора, так и к изменению среды вообще. Так, тренировка к высотным условиям, к действиям ускорений и т. п. помогает космонавтам переносить перегрузки в космическом полёте; тренированные спортсмены лучше справляются с новыми трудными условиями, в том числе с вынужденной неподвижностью и др.
Огромное значение в адаптации имеют реактивность организма, его исходное функциональное состояние (возраст, тренированность и пр.), в зависимости от них изменяются и ответные реакции организма на различные воздействия. В процессе адаптации проявляется пластичность нервной системы, позволяющая организму восстанавливать контакт и равновесие с изменившимися условиями среды.
Под влиянием повторных и относительно длительных экстремальных воздействий, совместимых с нормальной жизнедеятельностью, возникает адаптивная перестройка функций, которая раздвигает границы существования организма. Однако колебания условий среды, в которых может происходить адаптация, имеют определённые пределы, характерные для каждого вида, а также для каждого данного организма. Механизмы, раскрывающие процесс адаптации, позволяют в определенной мере понять и явления приспособления организмов в ходе эволюции адаптации. Возвращение организма после адаптации к исходному состоянию называется дезадаптацией.
Большое биологическое значение имеет адаптация анализаторов (называют иногда адаптацией рецепторов или органов чувств) к действию специфических раздражителей, например зрительного анализатора — к свету или темноте, слухового — к звуку, кожного анализатора — к механическим и температурным раздражителям, вестибулярного аппарата — к вращательному движению. Адаптация анализаторов связана с изменением чувствительности периферически воспринимающих образований — рецепторов и с процессами, происходящими в центральной нервной системе. Так, световая адаптация, вызываемая пребыванием на ярком свету, ведёт к понижению чувствительности глаза к свету, темновая адаптация, наоборот, — к её повышению. В темноте чувствительность глаза к свету повышается в течение часа во много тысяч раз, что связано как с восстановлением зрительных пигментов, так и с изменениями в нервных элементах и нервных клетках коры головного мозга. Адаптация в слуховом анализаторе выражается в повышении порога раздражения под влиянием звука большой силы. Явление постепенного изменения чувствительности, т. е. адаптации, наблюдается и при воздействиях на кожу холодом, теплом и др. Большое значение в этом процессе имеет и скорость нарастания интенсивности раздражителя.
Гомеостаз
Гомеостаз, гомеостазис (от гомео... и греч. stásis — состояние, неподвижность), в физиологии, относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма человека, животных и растений. Термин " Гомеостаз " предложен американским физиологом У. Кенноном в 1929. Однако представление о постоянстве внутренней среды было сформулировано ещё в 1878 французским учёным К. Бернаром. Гомеостаз— результат сложных координационных и регуляторных взаимоотношений, осуществляемых как в целостном организме, так и на органном, клеточном и молекулярном уровнях. Благодаря приспособительным (адаптационным) механизмам физические и химические параметры, определяющие жизнедеятельность организма, меняются в сравнительно узких пределах, несмотря на значительные изменения внешних условий. У высокоорганизованных животных гомеостаз отличается наибольшим совершенством. У человека, млекопитающих, птиц гомеостаз включает поддержание постоянства концентрации водородных ионов (pH) и состава крови, осмотического давления (изоосмия), температуры тела (изотермия), кровяного давления и многих других функций. Гомеостаз обеспечивается нейро-гуморальными, гормональными, барьерными и выделительными механизмами. Так, например, выравнивание артериального давления осуществляется регуляторными механизмами, вступающими в действие по принципу цепных реакций с обратными связями (изменение давления крови воспринимается барорецепторами сосудов, сигнал о нём передаётся в сосудистые центры, изменение состояния которых ведёт к изменению тонуса сосудов и сердечной деятельности; одновременно раздражаются и хеморецепторы сосудов, включающие систему нейро-гуморальной регуляции, и кровяное давление возвращается к норме). Пример у растений — сохранение постоянства оводнённости листьев путём открывания и закрывания устьиц.
Понятие гомеостаз применимо также к сообществам организмов, например гомеостаз называется сохранение постоянства видового состава и числа особей в биоценозах.
Генетический гомеостаз — способность популяции поддерживать динамическое равновесие генетического состава, что обеспечивает её максимальную жизнеспособность.
Термин " гомеостаз " применяют и в кибернетике по отношению к любому саморегулирующемуся механизму.
Стадии процесса адаптации
Процесс адаптации при соблюдении вышеназванных условий протекает стадийно
Стадия первичной экстренной мобилизации предсуществующих компонентов системы.
Стадия выбора
необходимых системе
Стадия относительной стабилизации компонентного состава функциональной системы.
Стадия полной стабилизации функциональной системы.
Стадия сужения афферентации.
Относительно короткая «стадия первичной экстренной мобилизации предсуществующих компонентов системы» характеризуется тотальным вовлечением в работу системы физиологических механизмов, которые могли бы быть задействованы в реализации конкретного поведенческого акта и высокой интенсивностью обменных процессов в организме. Формирующаяся функциональная система на этой стадии наименее специфична.
На «стадии выбора необходимых системе компонентов» осуществляется перебор и выбор необходимых системе компонентов, которые в дальнейшем и будут определять её структурно-функциональную специфичность. На этой стадии сохраняется значительная интенсивность обменных процессов в организме.
Во время
«стадии относительной
«Стадия стабилизации функциональной системы», характеризуется уравновешиванием всех обменных процессов в организме, и «исчезновением» суперкомпенсаторных реакций организма в ответ на уже привычный для него комплекс стандартных афферентаций. Именно на этой стадии формирования функциональной системы она становится структурно-функционально «жесткой» (полностью теряет свойство лабильности) и абсолютно специфичной.
«Стадия сужения афферентации» (П. К. Анохин, 1935, 1958, 1968, 1975 и др.; С. Е. Павлов, 2000) — заключительная стадия процесса адаптации, характеризующаяся переходом организма на «автоматический» (по сигнальному принципу) запуск «рабочего цикла» сформированной функциональной системы (конкретного поведенческого акта). Именно эта стадия адаптации характеризуется максимальной экономичностью рабочего цикла той целостной функциональной системы, которая с учетом всех «внешних» и «внутренних» средовых воздействий «строилась» организмом на протяжении всего процесса адаптации к ним. И именно достижение этой стадии в процессе адаптации к предельно специфической деятельности соответствует достижению состояния адаптированности организма к этой деятельности.
2. Срочная адаптация к физическим нагрузкам
При всем многообразии индивидуальной фенотипической адаптации развитие ее у человека характеризуется некоторыми общими чертами. Среди таких черт в приспособлении организма к любым факторам среды следует выделять два вида адаптации — срочную, но несовершенную, и долговременную, совершенную.
Срочная адаптация
возникает непосредственно
Таким образом, функциональная адаптивная система, ответственная за двигательную реакцию при срочной адаптации, характеризуется предельным напряжением отдельных ее звеньев и вместе в тем определенным несовершенством самой двигательной реакции.
На уровне нервной и нейрогуморальной регуляции реализуется интенсивное, избыточное по своему пространственному распространению возбуждение корковых, подкорковых и нижележащих двигательных центров, которому соответствует значительная, но недостаточно координированная двигательная деятельность. Этот процесс характеризует начальный этап формирования двигательного навыка.
Со стороны
двигательного аппарата срочная
адаптация проявляется
На уровне вегетативных систем обеспечения срочной адаптации к физическим нагрузкам наблюдается максимальная мобилизация функциональных резервов органов дыхания и кровообращения, но реализующихся при это неэкономным путем. Так, увеличение минутного объема крови достигается ростом частоты сердечных сокращений при ограниченном возрастании ударного объема крови. Увеличение легочной вентиляции осуществляется за счет возрастания частоты дыхания, но не глубины дыхания, при этом наблюдается несоответствие между частотой дыхания и движений. В итоге легочная вентиляция все же не избавляет от развития гипоксии и гиперкапнии.
В целом срочная адаптация к физическим нагрузкам характеризуется максимальной по уровню и неэкономной гиперфункцией, ответственной за адаптацию функциональной системы, резким снижением физиологических резервов данной системы, явлениями чрезмерной стресс-реакции организма и возможным повреждением органов и систем. В результате двигательные, т. е. по существу, поведенческие реакции организма оказываются в значительной мере лимитированными.
Формирование срочной адаптации
В качестве примера срочной адаптации можно привести реакции организма нетренированных и тренированных людей на выполнение однократной физической нагрузки, например пробегание с максимальной скоростью дистанции 400 м. Сразу после начала работы наблюдаются резкие сдвиги в деятельности функциональных систем, которые к концу работы достигают высоких величин (табл. 1).
Таблица 1. Реакция организма человека (мужчины, возраст 18 – 20 лет) на пробегание с максимальной скоростью дистанции 400 м
Показатель |
Нетренированные спортсмены |
Тренированные спортсмены | ||
в покое |
после нагрузки |
в покое |
после нагрузки | |
ЧСС, уд/мин |
70 |
180 |
55 |
210 |
Вентиляция лёгких, л |
10 |
75 |
8 |
140 |
Минутный объём кровообращения, л |
6 |
20 |
4,5 |
30 |
Потребление кислорода, мл/кг/мин |
4 |
45 |
4 |
70 |
У неподготовленного
человека эти сдвиги при выполнении
аналогичной работы ниже, чем у
квалифицированного спортсмена, однако
также могут достигать
Срочные адаптационные реакции обусловлены величиной раздражителя, тренированностью спортсмена, способностью функциональных систем организма к эффективному восстановлению и др. в целом достаточно быстро преходящи. Первоначальный эффект любой напряженной работы состоит в возбуждении соответствующих афферентных и моторных центров, мобилизации деятельности мышц, органов кровообращения и дыхания, которые в совокупности образуют функциональную систему, ответственную за выполнение конкретной мышечной работы. Однако эффективность этой системы находится в строгом соответствии с имеющимися в данный момент её функциональным ресурсом, который ограничивает объём и интенсивность выполняемой работы. Увеличение этого ресурса требует многократного проявления максимальных (или близких к ним) возможностей функциональной системы, в результате чего формируется долговременная адаптация.
Срочные адаптационные реакции могут быть подразделены на три стадии.
Первая стадия связана с активизацией деятельности различных компонентов функциональной системы, обеспечивающих выполнение заданной работы. Это выражается в резком увеличении ЧСС, уровня вентиляции лёгких, потребления кислорода, накопления лактата в крови и др.
Вторая стадия наступает,
когда деятельность функциональной
системы протекает при
Третья стадия характеризуется нарушением установившегося баланса между запросом и его удовлетворением в силу утомления нервных центров, обеспечивающих регуляцию движений, и исчерпанием углеводных ресурсов организма. Излишне частое предъявление организму спортсмена требований, связанных с переходом в третью стадию срочной адаптации, может неблагоприятно повлиять на темпы формирования долговременной адаптации, а также привести к отрицательным изменениям в состоянии различных органов.
Каждая из указанных стадий срочной адаптации связана с включением функциональных резервов соответствующего эшелона. Первый из них мобилизуется при переходе от состояния относительного покоя к мышечной деятельности и обеспечивает работу до проявлений компенсированного утомления, второй – при продолжении работы в условиях прогрессирующего утомления. В условиях физических нагрузок, характерных для тренировочной и соревновательной деятельности, все резервы не используются, что даёт основание для выделения третьего эшелона резервов, которые мобилизуются организмом лишь в крайне экстремальных условиях. Необходимо отметить, что в условиях, наиболее характерных для главных соревнований (Олимпийские игры, чемпионаты мира и Европы и др.), которые отличаются исключительно напряжённой конкуренцией, изменяющимися иногда неблагоприятными погодными условиями, интенсивной психической нагрузкой, спортсмены высокого класса часто способны мобилизовать функциональные резервы, находящиеся далеко за границей представлений о возможностях второго эшелона, выявленных в условиях тренировки и участия во второстепенных соревнованиях.
Срочный этап адаптации возникает непосредственно после начала действия раздражителя на организм и может быть реализован на основе ранее сформировавшихся физиологических механизмов. На этом этапе функционирование органов и систем протекает на пределе физиологических возможностей организма.
«Цена» адаптации – это те негативные изменения в организме, которые возникли в результате процесса адаптации (например, при акклиматизации происходят изменения в работе сердечно-сосудистой деятельности, дыхательной, а также другие изменения физиологических и физических показателей).
3. Долговременная адаптация возникает постепенно, в результате длительного или многократного действия на организм факторов среды. Принципиальной особенностью такой адаптации является то, что она возникает не на основе готовых физиологических механизмов, а на базе вновь сформированных программ регулирования. Долговременная адаптация, по существу, развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что в итоге постепенного количественного накопления каких-то изменений организм приобретает новое качество в определенном виде деятельности - из неадаптированного превращается в адаптированный. В результате обеспечивается осуществление организмом ранее недостижимых силы, скорости и выносливости при физических нагрузках, развитие устойчивости организма к значительной гипоксии, которая ранее была несовместима с активной жизнедеятельностью, способность организма к работе при существенно измененных показателях гомеостаза, развитие устойчивости к холоду, теплу, большим дозам ядов, введение которых ранее было смертельным.
Долговременная адаптация характеризуется возникновением в ЦНС новых временных связей, а также перестройкой аппарата гуморальной регуляции функциональной системы - экономичностью функционирования гуморального звена и повышением его мощности. В ответ на ту же самую нагрузку не возникает резких изменений в организме и мышечная работа сопровождается меньшим увеличением легочной вентиляции, минутного объема крови, ферментов, гормонов, лактата, аммиака, отсутствием выраженных повреждений. В результате становится возможным длительное и стабильное выполнение физических нагрузок. Переход от срочной к долговременной адаптации знаменует собой узловой момент адаптационных процессов, так как именно этот переход делает возможной жизнь организма в новых условиях, расширяет сферу его обитания и свободу поведения в меняющейся среде. Этот момент определяется прежде всего тем, что возникает активация синтеза нуклеиновых кислот и белков, что приводит к избирательному развитию определенных структур, лимитирующих двигательную деятельность. Формируются устойчивые двигательные динамические стереотипы, развивается экстраполяция, повышающая возможность быстрой перестройки ответных реакций при изменениях среды, происходит умеренная гипертрофия в скелетных мышцах, сердце, дыхательных мышцах и других рабочих органах, увеличение массы митохондрий. Существенно увеличивается аэробная и анаэробная мощность организма. Нормализуется гомеостаз организма, уменьшается стресс-реакция. Интенсивность и длительность мышечной работы возрастают.
В процессе адаптации организма обмен перестраивается в направлении более экономного расходования энергии в состоянии покоя и повышенной мощности метаболизма в условиях физического напряжения. Такая перестройка биологически более целесообразна и может явиться общим механизмом физиологической адаптации.
Адаптивные сдвиги энергетического обмена заключаются в переключении с углеводного типа на жировой Ведущую роль в этом играют гормоны: глюкокортикоиды ускоряют распад белка, активируя превращение аминокислот в глюкозу, а катехоламины вызывают мобилизацию резерва гликогена в печени и активацию липолиза жировой ткани, увеличивая приток кислорода, глюкозы, аминокислот и жирных кислот к работающим тканям.
Определенные черты фенотипа, сформировавшиеся в результате долговременной адаптации организма к физическим нагрузкам, становятся фактором профилактики конкретных болезней или патологических синдромов. Повышение расхода жиров приводит к атрофии жировой ткани, снижению избыточного веса и, при прочих равных условиях, уменьшает развитие атеросклероза. Увеличение емкости и пропускной способности коронарных сосудов, развитие системы экстракардиальных анастомозов способствуют уменьшению вероятности закупорки коронарных артерий и возникновения инфаркта миокарда. Увеличение потенциальных резервов и мощности сердечной мышцы может в течение даже длительного времени воздействия неблагоприятных факторов на организм не приводить к возникновению сердечно-сосудистых расстройств у тренированных людей.
Изменения функций различных органов и систем организма.
В состоянии покоя деятельность
различных функций
В центральной нервной системе происходит повышение лабильности и возбудимости многих проекционных и ассоциативных нейронов. Во время работы "нейроны движения" организуют через пирамидный путь моторную активность, а "нейроны положения" через экстрапирамидную систему - формирование рабочей позы. В различных отделах ЦНС создается функциональная система нервных центров, обеспечивающая выполнение задуманной цели действия на основе анализа внешней информации, действующих в данный момент мотиваций и хранящихся в мозгу памятных следов двигательных навыков и тактических комбинаций. Возникающий комплекс нервных центров становится рабочей доминантой, которая имеет повышенную возбудимость, подкрепляется различными афферентными раздражениями и избирательно затормаживает реакции на посторонние раздражители. В пределах доминирующих нервных центров создается цепь условных и безусловных рефлексов или двигательный динамический стереотип, облегчающий последовательное выполнение одинаковых движений (в циклических упражнениях) или программы различных двигательных актов (в ациклических упражнениях).
Еще перед началом работы
в коре больших полушарий происходит
предварительное
В спинном мозгу за 60 мс перед началом двигательного акта повышается возбудимость мотонейронов, что отражается в нарастании амплитуды вызываемых в этот момент спинальных рефлексов (Н-рефлексов).
В мобилизации функций организма и их резервов значительна роль симпатической нервной системы, выделения гормонов гипофиза и надпочечников, нейропептидов.
В двигательном аппарате при работе повышаются возбудимость и лабильность работающих мышц, повышается чувствительность их проприорецепторов, растет температура и снижается вязкость мышечных волокон. В мышцах дополнительно открываются капилляры, которые в состоянии покоя находились в спавшемся состоянии, и улучшается кровоснабжение. Однако при больших статических напряжениях (более 30% максимального усилия) кровоток в мышцах резко затрудняется или вовсе прекращается из-за сдавливания кровеносных сосудов. Нервные импульсы, приходящие в мышцу с небольшой частотой, вызывают слабые одиночные сокращения мышечных волокон, а при повышении частоты - их более мощные тетанические сокращения.
Различные двигательные единицы (ДЕ) в целой скелетной мышце при длительных физических нагрузках вовлекаются в работу попеременно восстанавливаясь в периоды отдыха, а при больших кратковременных напряжениях - включаются синхронно. В зависимости от мощности работы активируются разные ДЕ: при небольшой интенсивности работы активны лишь высоковозбудимые и менее мощные медленные ДЕ, а с повышением мощности работы - промежуточные и, наконец, маловозбудимые, но наиболее мощные быстрые ДЕ.
Дыхание значительно увеличивается при мышечной работе - растет глубина дыхания (до 2-3 л) и частота дыхания (до 40-60 вдохов в 1мин).
Минутный объем
дыхания при этом может увеличиваться
до 150-200 л • мин-1.Однако большое
потребление кислорода
Сердечнососудистая система, участвуя в доставке кислорода работающим тканям, претерпевает заметные рабочие изменения. Увеличивается систолический объем крови (при больших нагрузках у спортсменов до 150-200 мл), нарастает ЧСС (до 180 уд • мин-1и более), растет минутный объем крови (у тренированных спортсменов до 35 л • мин-1 и более). Происходит перераспределение крови в пользу работающих органов - главным образом, скелетных мышц, а также сердечной мышцы, легких, активных зон мозга - и снижение кровоснабжения внутренних органов и кожи. Перераспределение крови тем более выражено, чем больше мощность работы. Количество циркулирующей крови при ра-6Ъте увеличивается за счет ее выхода из кровяных депо. Увеличивается скорость кровотока, а время кругооборота крови снижается вдвое.

- Адаптация к физическим нагрузкам и резервные возможности организма
- Адаптация к физическим упражнениям
- Адаптация на работе
- Адаптация на рабочем месте
- Адаптация национальных систем статистики, их соответствие международным стандартам
- Адаптация организма к физическим нагрузкам
- Адаптация первоклассников в первые дни учебы в школе
- Адаптация и профессиональная ориентация персонала управления
- Адаптация и совместимость брака в семье
- Адаптация как явление
- Адаптация к мышечной деятельности: состояние проблемы и перспективы ее развития
- Адаптация конкурентной стратегии фирмы к условиям внешней среды
- Адаптация к различным условиям обитания
- Адаптация к стрессу