Физиологические механизмы развития выносливости и ловкости
им. А.А.Кулешова ”Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования“ Могилевский государственный университет
Факультет физического воспитания
Кафедра
Курсовая по физиологии
Тема: «Физиологические механизмы развития выносливости и ловкости»
Выполнила: студентка 4 курса
ФФВ ОЗО группы «Б»
Шляхтина В.А
Руководитель:
Могилев, 2013
Содержание
1.Глава 1.Физиологичиские механизмы развития выносливости.
1.1.
Введение…………………………………………………………
1.2. Формы
проявления выносливости………………………………………………
1.3. Каковы же физиологические механизмы выносливости? ………………………………………………….стр.5
1.4. Физиологические
механизмы проявления выносливости…………………………………………….
1.5. Физиологические
резервы выносливости………………………………………………
2.Гвава 2.Физиологические механизмы развития ловкости
2.1. Введение…………………………………………………………
2.2. Понятие о ловкости и гибкости; механизмы и закономерности их развития………………стр.13
2.3. Понятие
о ловкости, ее развитие…………………………………………………………
2.4. Ловкость
и методы ее воспитания……………………………………………………
2.4.1. Средства развития ловкости…………………………………………………………
2.4.2. Методика воспитания ловкости…………………………………………………………
2.4.3.Особенности биологического развития ловкости у детей школьного возраста……..стр.20
3. Список литературы……………………………………………………
1.Глава
1.Физиологичиские механизмы
1.1.ВВЕДЕНИЕ
Выносливостью называют способность наиболее длительно или в заданных границах времени выполнять специализированную работу без снижения ее эффективности. Ее определяют также как способность преодолевать развивающееся утомление или снижение работоспособности человека.
1.2.ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ ВЫНОСЛИВОСТИ
Различают 2 формы проявления выносливости — общую и специальную.
Общая выносливость характеризует способность длительно выполнять любую циклическую работу умеренной мощности с участием больших мышечных групп, а специальная выносливость проявляется в различных конкретных видах двигательной деятельности.
Физиологической основой общей выносливости является высокий уровень аэробных возможностей человека — способность выполнять работу за счет энергии окислительных реакций.
Аэробные возможности зависят от:
• аэробной мощности, которая определяется абсолютной и относительной величиной максимального потребления кислорода;
• аэробной емкости — суммарной величины потребления кислорода на всю работу.
Специальная выносливость определяется теми требованиями, которые предъявляются конкретными физическими нагрузками организму спортсмена.
1.3. Каковы же физиологические механизмы выносливости?
Деятельность мышц, как любой процесс, происходящий в организме, требует энергии. Энергия нужна даже на работу мельчайших мышц глаза, дыхательных мышц и мышц сосудов или внутренних органов. Живой организм расходует энергию даже в состоянии глубокого наркоза или комы.
Энергия, необходимая для мышечного сокращения, освобождается в результате распада химических веществ. Мышечная клетка устроена так, что может использовать для своего сокращения энергию распада только одного-единственного химического вещества – аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Энергия распада других веществ для сокращения мышцы не подходит. Соответственно, во время мышечного сокращения происходит распад АТФ в работающей мышечной клетке. Если бы не было механизмов восстановления этого вещества, то мышца, сократившись один-два раза, навсегда потеряла бы эту способность. Но природа предусмотрела возможность восстанавливать АТФ. Для ее восстановления подходит энергия распада практически любого вещества. Обычно это углеводы, реже – жиры, еще реже – белки или другие вещества. Запасы этих веществ поступают в организм вместе с пищей. Под действием фермента АТФаза АТФ гидролизуется, отсоединяя фосфатную группу в виде ортофосфорной кислоты (Н3РО4), и превращается в АДФ, при этом высвобождается энергия.
АТФ + H2O = АДФ + H3PO4 + энергия
Запас молекул АТФ в мышце ограничен, поэтому расход энергии при работе мышцы требует постоянного его восполнения. Мышца имеет три источника воспроизводства энергии: 1) расщепление креатин фосфата; 2) гликолиз; 3) окисление органических веществ в митохондриях. В соответствии с эти рассматривают три процесса образования энергии.
1. Креатин фосфатный, или алактатный анаэробный процесс образования энергии. Креатин фосфат обладает способностью отсоединять фосфатную группу и превращаться в креатин, присоединяя фосфатную группу к АДФ, которая превращается в АТФ.
АДФ + креатин фосфат = АТФ + креатин
Запасы креатин фосфата в волокне не велики, поэтому он используется в качестве источника энергии только на начальном этапе работы мышцы, до момента активизации других более мощных источников – гликолиза и кислородного окисления. По окончании работы мышцы реакция идет в обратном направлении, и запасы креатин фосфата в течение нескольких минут восстанавливаются.
Участие данного процесса в энергетическом обеспечение мышечной работы в наибольшей мере проявляется при выполнении упражнений максимальной мощности в течение 6-10 секунд.
2.
Гликолитический анаэробный
Гликолиз – процесс распада одной молекулы глюкозы (C6H12O6) на две молекулы молочной кислоты (C3H6O3) с выделением энергии, достаточной для "зарядки" двух молекул АТФ, протекает в саркоплазме под воздействием 10 специальных ферментов.
C6H12O6 + 2H3PO4 + 2АДФ = 2C3H6O3 + 2АТФ + 2H2O.
Гликолиз протекает без потребления кислорода и способен быстро восстанавливать запасы АТФ в мышце.
Максимальная мощность этого процесса достигается в упражнениях, длящихся от 20 до 90 секунд. За счет гликолитического анаэробного процесса образования энергии может обеспечиваться интенсивная мышечная работа от 20 секунд до 4-5 минут, а также начало любой деятельности.
3.
Образование энергии путем
Аэробный ресинтез АТФ происходит при окислении жиров и углеводов. Окисление протекает в митохондриях скелетных мышц под воздействием специальных ферментов и требует затрат кислорода, а соответственно и времени на его доставку. Такие процессы называются аэробными. Окисление происходит в несколько этапов, сначала идет гликолиз (см. выше), но образовавшиеся в ходе промежуточного этапа этой реакции две молекулы пирувата не преобразуются в молекулы молочной кислоты, а проникают в митохондрии, где окисляются в цикле Кребса до углекислого газа СО2 и воды Н2О и дают энергию для производства еще 36 молекул АТФ. Суммарное уравнение реакции окисления глюкозы выглядит так:
C6H12O6 + 6O2 + 38АДФ + 38H3PO4 = 6CO2 + 44H2О + 38АТФ
Итого распад глюкозы по аэробному пути дает энергию для восстановления 38 молекул АТФ. То есть окисление в 19 раз эффективнее гликолиза.
Наибольшая мощность процесса образования энергии достигается в упражнениях, длящихся более 3 минут.
Таким образом, распад веществ в мышечной клетке может происходить двумя основными путями: при участии кислорода (аэробно) и без участия кислорода (анаэробно). У каждого способа есть свои преимущества и недостатки .
Преимущество распада веществ с участием кислорода (аэробного) в том, что такой распад не сопровождается накоплением в организме промежуточных недоокисленных продуктов обмена. Вещества расщепляются до конечных продуктов – углекислого газа и воды. Полный распад дает, соответственно, много энергии, поэтому является более экономичным, чем неполный распад. Кроме того, с помощью кислорода можно расщепить практически любые вещества, имеющиеся в организме – углеводы, жиры, белки. Недостатком же является чрезвычайная длительность такого способа распада, поэтому он не может использоваться в начале работы или в случаях, когда деятельность достаточно интенсивна и требует высокой скорости освобождения энергии.
Преимуществом бескислородного (анаэробного) распада является высокая скорость освобождения энергии, необходимой для синтеза АТФ, что позволяет выполнять чрезвычайно интенсивную работу. Но существует ряд недостатков такого способа расщепления.
Во-первых, без участия кислорода в мышечных клетках способны расщепляться не все вещества, а только определенные виды углеводов (глюкоза и ее производное – гликоген, причем обычно используется гликоген) и креатин фосфат. Запасы этих веществ в клетке не безграничны. Креатин фосфат или гликоген должны либо восстанавливаться, либо поступать из крови. На оба процесса требуется определенное время, в течение которого интенсивную работу выполнять уже невозможно.
Во-вторых, без участия кислорода вещества расщепляются не полностью, поэтому в мышцах накапливаются недоокисленные продукты распада (наиболее известным является молочная кислота – один из возможных продуктов неполного распада гликогена). Эти недоокисленные вещества, изменяют внутреннюю среду клеток так, что клетки становятся неспособны выполнять свои функции. То есть мышца становится неспособной более сокращаться, и человек прекращает работу.
В действительности во время мышечной деятельности наблюдаются оба варианта распада веществ, однако, один из них, как правило, преобладает. Если при работе распад веществ для восстановления АТФ происходит преимущественно с участием кислорода, такая работа называется аэробной. Если же распад веществ происходит преимущественно без участия кислорода, такая работа называется анаэробной.
Итак, ресинтез АТФ в процессе мышечной деятельности осуществляется за счет метаболических процессов трех видов:
аэробного – окислительного, за счет кислорода воздуха;
гликолитического анаэробного – за счет расщепления гликогена, содержащегося в основном в печени и в мышцах, – до молочной кислоты;
алактатного анаэробного (креатин фосфатного) – за счет расщепления фосфорных соединений, содержащихся и образующихся непосредственно в мышцах.
Проявление выносливости, таким образом, можно представить как результат различного сочетания трех ее компонентов: аэробного, гликолитического и алактатного.
Специальная выносливость для каждой спортивной дисциплины имеет свои ведущие компоненты, определяющие ее специфичность в конкретном виде соревновательной деятельности. Так, в тяжелой атлетике, метаниях, гиревом спорте ведущими компонентами будут являться максимальная сила и емкость анаэробной алактатной системы энергообеспечения. В спринтерских дисциплинах – абсолютная скорость и емкость алактатной энергосистемы. В сложно координационных видах спорта – резистентность организма, личностные качества. В видах спорта на выносливость – возможности всех энергосистем, экономизация и личностные качества. В спортивных играх и единоборствах – энергетические возможности, резистентность и экономичность (рис. 1).
Рис.1. Структура многокомпонентного
качества специальной
Таким образом, в зависимости от характера утомления выносливость подразделяется на аэробную (общую), скоростную (алактатную и гликолитическую), смешанную (аэробно-анаэробную) и силовую.
1.4 ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ ВЫНОСЛИВОСТИ
Общая выносливость зависит от доставки кислорода работающим мышцами, главным образом, определяется функционированием кислородтранспортной системы: сердечно-сосудистой, дыхательной и системой крови.
Развитие общей выносливости, прежде всего обеспечивается разносторонними перестройками в дыхательной системе. Повышение эффективности дыхания достигается:
• увеличением легочных объемов и емкостей,
• нарастанием глубины дыхания,
• увеличением диффузионной способности легких, что обусловлено увеличением альвеолярной поверхности и объема крови в легких, протекающей через расширяющуюся сеть капилляров,
• увеличением мощности и выносливости дыхательных мышц, что приводит к росту объема вдыхаемого воздуха по отношению к функциональной остаточной емкости легких.
Все эти изменения способствуют также экономизации дыхания: большему поступлению кислорода в кровь при меньших величинах легочной вентиляции. Повышение возможности более выгодной работы за счет аэробных источников энергии позволяет спортсмену дольше не переходить к энергетически менее выгодному использованию анаэробных источников, т. е. повышает вентиляционный порог анаэробного обмена.
Решающую роль в развитии общей выносливости играют также морфофункциональные перестройки в сердечно-сосудистой системе, отражающие адаптацию к длительной работе:
• увеличение объема сердца и утолщение сердечной мышцы — спортивная гипертрофия,
• рост сердечного выброса,
• замедление частоты сердечных сокращений в покое в результате усиления парасимпатических влияний — спортивная брадикардия, что облегчает восстановление сердечной мышцы и последующую ее работоспособность,
• снижение систолического артериального давления в покое — спортивная гипотония.
В системе крови повышению общей выносливости способствуют:
• увеличение объема циркулирующей крови за счет, главным образом, увеличения объема плазмы, при этом адаптивный эффект обеспечивается:
1)снижением вязкости крови и соответствующим облегчением кровотока и 2) большим венозным возвратом крови, стимулирующим более сильные сокращения сердца,
• увеличение общего количества эритроцитов и гемоглобина,
• уменьшение содержания лактата в крови при работе, связанное, во-первых, с преобладанием в мышцах выносливых людей медленных волокон, использующих лак-тат как источник энергии, и во-вторых, обусловленное увеличением емкости буферных систем крови, в частности, ее щелочных резервов. При этом лактатный порог анаэробного обмена также нарастает, как и вентиляционный ПАНО.
Несмотря на указанные адаптивные перестройки функций, в организме стайера происходят значительные нарушения постоянства внутренней среды. Способность спортсмена переносить весьма длительные нагрузки обеспечивается его способностью «терпеть» такие изменения.
В скелетных мышцах у спортсменов, специализирующихся в работе на выносливость, преобладают медленные мышечные волокна. Рабочая гипертрофия протекает по саркоплазматическому типу, т.е. за счет роста объема саркоплазмы. В ней накапливаются запасы гликогена, липидов, миоглобина, становится богаче капиллярная сеть, увеличивается число и размеры митохондрий. Мышечные волокна при длительной работе включаются посменно, восстанавливая свои ресурсы в моменты отдыха.
В центральной нервной системе работа на выносливость сопровождается формированием стабильных рабочих доминант, которые обладают высокой помехоустойчивостью, отдаляя развитие запредельного торможения в условиях монотонной работы. Особой способностью к длительным циклическим нагрузкам обладают спортсмены с сильной уравновешенной нервной системой и невысоким уровнем подвижности — флегматики.
Специальные формы выносливости характеризуются разными адаптивным перестройками организма в зависимости от специфики физической нагрузки.
Специальная выносливость в циклических видах спорта зависит от длины дистанции, которая определяет соотношение аэробного и анаэробного энергообеспечения.
В лыжных гонках на длинные дистанции соотношение аэробной и анаэробной работы порядка 95% и 5%; в академической гребле на 2 км, соответственно, 70% и 30%; в спринте — 5% и 95%. Это определяет разные требования к двигательному аппарату и вегетативным системам в организме спортсмена.
Специальная выносливость к статической работе базируется на высокой способности нервных центров и работающих мышц поддерживать непрерывную активность в анаэробных условиях. Торможение вегетативных функций со стороны мощной моторной доминанты по мере адаптации спортсмена к нагрузке постепенно снижается, что облегчает дыхание и кровообращение. Статическая выносливость мышц шеи и туловища, содержащих больше медленных волокон, выше по сравнению с мышцами конечностей, более богатых быстрыми волокнами.
Силовая выносливость зависит от переносимости нервной системой и двигательным аппаратом многократных повторений натуживания, вызывающего прекращение кровотока в нагруженных мышцах и кислородное голодание мозга. Повышение резервов мышечного гликогена и кислородных запасов в миоглобине облегчает работу мышц. Однако почти полное и одновременное вовлечение в работу всех ДЕ лишает мышцы резервных ДЕ, что лимитирует длительность поддержания усилий.
Скоростная выносливость определяется устойчивостью нервных центров к высокому темпу активности. Она зависит от быстрого восстановления АТФ в анаэробных условиях за счет креатинфосфата и реакций гликолиза.
Выносливость в ситуационных видах спорта обусловлена устойчивостью центральной нервной системы и сенсорных систем к работе переменной мощности и характера — «рваному» режиму, вероятностным перестройкам ситуации, многоальтернативному выбору, сохранению координации при постоянном раздражении вестибулярного аппарата.
Выносливость к вращениям и ускорениям требует хорошей устойчивости вестибулярной сенсорной системы. Квалифицированные фигуристы, например, без отрицательных соматических и вегетативных реакций могут переносить до 300 вращений на кресле Барани. После многократных вращений вокруг вертикальной оси в висе у этих спортсменов практически отсутствует так называемое время поиска стабильной позы после опускания на опору. Активные вращения при выполнении специальных упражнений в большей мере способствуют повышению вестибулярной устойчивости, чем пассивные вращения на тренажерах.
Выносливость к гипоксии, характерная, например, для альпинистов, связана с понижением тканевой чувствительности нервных центров, сердечной и скелетных мышц к недостатку кислорода. Это свойство в значительной мере является врожденным. Лишь несколько спортсменов-альпинистов во всем мире смогли подняться на высоту более 8 тыс. м без кислородного прибора.
1.5.ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЗЕРВЫ ВЫНОСЛИВОСТИ
Физиологические резервы выносливости включают в себя:
• мощность механизмов обеспечения гомеостаза — адекватная деятельность сердечно-сосудистой системы, повышение кислородной емкости крови и емкости ее буферных систем, совершенство регуляции водно-солевого обмена выделительной системой и регуляции теплообмена системой терморегуляции, снижение чувствительности тканей к сдвигам гомеостаза;
Теплоноситель
• тонкая и стабильная нервно-гуморальная регуляция механизмов поддержания гомеостаза и адаптация организма к работе в измененной среде.
Развитие выносливости связано с увеличением диапазона физиологических резервов и большими возможностями их мобилизации. Особенно важно развивать в процессе тренировки способность к мобилизации функциональных резервов мозга спортсмена в результате произвольного преодоления скрытого утомления. Более длительное и эффективное выполнение работы связано не столько с удлинением периода устойчивого состояния, сколько с ростом продолжительности периода скрытого утомления. Волевая мобилизация функциональных резервов организма позволяет за счет повышения физиологической стоимости работы сохранять ее рабочие параметры — скорость локомоции, поддержание заданных углов в суставах при статическом напряжении, силу сокращения мышц, сохранение техники движения.
2.Гвава
2.Физиологические механизмы
2.1.ВВЕДЕНИЕ
Ловкость – это качество или способность, которая определяет отношение нашей нервной системы к навыкам. От степени двигательной ловкости зависит, насколько быстро и успешно сможет соорудиться у человека тот или иной двигательный навык и насколько высокого совершенства он сумеет достигнуть. И упражняемость и ловкость, несомненно, представляют собою упражняемые качества, но как та, так и другая стоят над всеми навыками, подчиняя их себе и определяя их существенные свойства.
2.2. Понятие о ловкости и гибкости; механизмы и закономерности их развития.
Ловкость и гибкость относят
к числу основных физических
качеств. Ловкость достаточно хорошо
развивается в процессе
2.3. Понятие о ловкости, ее развитие.
Качество ловкости
Ловкостью считают:
-
способность создавать новые
двигательные акты и
-
быстро переключаться с одного
движения на другое при
-
выполнять сложно-
Таким образом, под ловкостью, с
одной стороны, понимают определенные
творческие способности
Критериями ловкости являются
координационная сложность, точность
движений и быстрое их
Гибкость определяется как способность совершать движения в суставах с большой амплитудой, т. е. суставная подвижность.
Она зависит от способности к управлению двигательным аппаратом и его морфофункциональных особенностей (вязкости мышц, эластичности связочного аппарата, состояния межпозвоночных дисков). Гибкость улучшается при разогревании мышц и ухудшается на холоде. Она снижается в сонном состоянии и при утомлении. Величина гибкости минимальна утром и достигает максимума к середине дня (12 -17 час). Улучшение гибкости происходит, когда во время предстартового возбуждения повышается частота сердечных сокращений, нарастает кровоток через мышцы и в результате разминки происходит их разогревание.
Различают активную гибкость при произвольных движениях в суставах и пассивную гибкость - при растяжении мышц внешней силой. Пассивная гибкость обычно превышает активную. У женщин связочно-мышечный аппарат обладает большей гибкостью по сравнению с мужчинами, им легче осваивать многие сложные упражнения на гибкость (например, поперечный шпагат). У лиц зрелого и пожилого возраста раньше всего снижается гибкость позвоночника, но гибкость пальцев и кисти сохраняется дольше всего.
2.4Ловкость и методы ее воспитания.
Под ловкостью подразумевается способность человека к быстрому овладению новыми движениями или к быстрой перестройке двигательной деятельности в соответствии с требованиями внезапно изменившейся ситуации.
Воспитание ловкости связано с повышением способности к выполнению сложныхпо координации движений, быстрому переключению от одних двигательных актов к другим и с выработкой умения действовать наиболее целесообразно в соответствии с внезапно изменившимися условиями или задачами (т.е. способность быстро, точно и экономно решать сложную двигательную задачу).
Координирующие способности:
1)
способность координировать
2) способность перестроить их для изменения параметров действия или переключение на другое действие при изменении условий.
Ловкость характеризуется координацией и точностью движений. Координация движений - основной компонент ловкости: способность к одновременному последовательному согласованному сочетанию движений. Она зависит от четкой и соразмерной работой мышц, в которой строго согласованы различные по силе и времени мышечные напряжения.
Некоторые авторы определяют координацию движений по-разному, акцентируя внимание на одной из ее сторон. Н.А. Бернштейн, принимая во внимание внешнюю сторону координации движений, определяет ее как преодоление избыточных ступеней свободы движущегося органа, т.е. превращение его в управляемую систему. Звено тела движется по равнодействующей внутренних, внешних и реактивных сил. Центральная нервная система получает от проприорецепторов движущегося органа информацию об отклонении его траектории от “надлежащей” и вносит соответствующие поправки в эффекторный процесс. Данный принцип координирования он назвал принципом сенсорной коррекции.
Ведущее место принадлежит ЦНС. Создание сложнейших координаций, необходимых для осуществления трудных задач, происходит за счет высокой пластичности нервных процессов, обусловливающих быстрое переключение с одних реакций на другие и создание новых временных связей.