Физиологические механизмы и закономерности совершенствования отдельных систем организма под воздействием направленной физической трен. 2

Министерство образования Российской Федерации.

Оренбургский Государственный Университет.

Факультет информационных технологий.

РЕФЕРАТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: "ФИЗИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА"

НА ТЕМУ: "Физиологические механизмы и закономерности совершенствования отдельных систем организма под воздействием направленной физической тренировки".

                   ВЫПОЛНИЛ: студентка группы 01ПИ-2

                                                                      Бегутова С. В.

                                                    ПРОВЕРИЛ: преподаватель

                                                                                               Алексеева Э.Н

Оренбург  2002

Содержание

Введение…………………………………………………………………….3

1. Организм как единая саморазвивающаяся и саморегулирующаяся биологическая система……………………………………………………….4

2. Внешняя среда и ее воздействие на организм и жизнедеятельность человека………………………………………………………………………..5

3. Средства физической культуры, обеспечивающие устойчивость к умственной и физической работоспособности…………………………5

4. Физиологические механизмы и закономерности совершенствования отдельных систем организма под воздействием направленной физической тренировки……………………………………………………………………8

5. Двигательная функция и повышение уровня адаптации и устойчивости организма человека к различным условиям внешней среды…………………..23

Заключение………………………………………………………………………24

Список  литературы……………………………………………………………...25

Введение

   Медико-биологические и педагогические науки имеют дело с чело­веком как с существом не только биологическим, но и социальным. Социально-биологические основы физичес­кой культуры — это принципы взаимодействия социальных и биоло­гических закономерностей в процессе овладения человеком ценнос­тями физической культуры.

   Естественно-научные основы физической культуры - комплекс меди­ко-биологических наук (анатомия, физиология, биология, биохимия, гигиена и др.). Анатомия и физиология — важнейшие биологические науки о строении и функциях человеческого организма. Человек под­чиняется биологическим закономерностям, присущим всем живым су­ществам. Однако от представителей животного мира он отличается не только строением, но развитым мышлением, интеллектом, речью, осо­бенностями социально-бытовых условий жизни и общественных вза­имоотношений. Труд и влияние социальной среды в процессе развития человечества повлияли на биологические особенности организма со­временного человека и его окружение. В основе изучения органов и межфункциональных систем человека принцип целостности и единст­ва организма с внешней природной и социальной средой. Организм — слаженная единая саморегулирующаяся и саморазви­вающаяся биологическая система, функциональная деятельность ко­торой обусловлена взаимодействием психических, двигательных и вегетативных реакций на воздействия окружающей среды, которые  могут быть как полезными, так и пагубными для здоровья. Отличительная особенность человека — сознательное и активное воздейст­вие на внешние природные и социально-бытовые условия, опреде­ляющие состояние здоровья людей, их работоспособность, продол­жительность жизни и рождаемость (репродуктивность).  Без знании о строении человеческого тела, о закономерностях функ­ционирования отдельных органов и систем организма, об особеннос­тях протекания сложных процессов его жизнедеятельности нельзя организовать процесс формирования здорового образа жизни и физической подготовки населения, в том числе и учащейся молодежи. Достнжения медико-биологических наук лежат в основе педагоги­ческих принципов и методов учебно-тренировочного процесса, тео­рии и методики физического воспитания и спортивной тренировки.

1. Организм как единая саморазвивающаяся и саморегулирующаяся биологическая система

Развитие организма осуществляется во все периоды его жизни — с момента зачатия и до ухода из жизни. Это развитие назы­вается индивидуальным, или развитием в онтогенезе. При этом разли­чают два периода: внутриутробный (от момента зачатия и до рожде­ния) и внеутробный (после рождения).

Каждый родившийся человек наследует от родителей врожденные, ге­нетически обусловленные черты и особенности, которые во многом оп­ределяют индивидуальное развитие в процессе его дальнейшей жизни.

Оказавшись после рождения, образно говоря, в условиях автоном­ного режима, ребенок быстро растет, увеличивается масса, длину и площадь поверхности его тела. Рост человека продолжается прибли­зительно до 20 лет. Причем у девочек наибольшая интенсивность роста наблюдается в период от 10 до 13, а у мальчиков от 12 до 16 лет. Увеличение массы тела происходит практически параллельно с увели­чением его длины и стабилизируется к 20—25 годам.

Как правило, юношеский возраст (16—21 год) связан с периодом со­зревания, когда все органы, их системы и аппараты достигают своей морфо-функциональной зрелости. Зрелый возраст (22—60 лет) характеризуется незначительными изменениями строения тела, а функциональные возможности этого достаточно продолжительного периода жизни во многом определяются особенностями образа жизни, питания, двигатель­ной активности. Пожилому возрасту (61—74 года) и старческому (75 лет и более) свойственны физиологические процессы перестройки: сниже­ние активных возможностей организма и его систем — иммунной, нерв­ной, кровеносной и др. Здоровый образ жизни, активная двигательная де­ятельность в процессе жизни существенно земедляют процесс старения.

В основе жизнедеятельности организма лежит процесс автомати­ческого поддержания жизненно важных факторов на необходимом уровне, всякое отклонение от которого ведет к немедленной мобили­зации механизмов, восстанавливающих этот уровень (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 приспособительиых механизмов, направленных на устранение или ог­раничение факторов, воздействующих на организм как из внешней, так и из внутренней среды. Oн позволяют сохранять постоянство со­става, физико-химических и биологических свойств внутренней среды. Постоянство физико-хи­мического состава поддерживается благодаря самореализации обмена веществ, кровообращения, пищеварения, дыхания- выделения и дру­гих физиологических процессов.

Организм — сложная биологическая система. Все его органы связа­ны между собой и взаимодействуют. Нарушение деятельности одного органа приводит к нарушению деятельности других.

Огромное количество клеток снабжаются питательными веществами и необхо­димым количеством кислорода для того, чтобы осуществлялись жиз­ненно необходимые процессы энергообразования, выведения продук­тов распада, обеспечения различных биохимических реакций жизне­деятельности и т.д. Эти процессы происходят благодаря регуляторным механизмам, осуществляющим свою деятельность через нервную, кро­веносную, дыхательную, эндокринную и другие системы организма.

2. Внешняя среда и ее воздействие на организм и жизнедеятельность человека

  Из внешней среды в организм поступают вещества, необходимые для его жизнедеятельности и развития, а также раздражители (полезные и вредные), которые нарушают постоянство внутренней среды. Организм путем взаимодействия функциональных систем всячески стремится  сохранить   необходимое  постоянство  своей   внутренней среды.

Природные     и     социально-биологические      факторы, влияющие на организм человека, неразрывно связаны с вопросами экологи­ческого характера.

Экология рассматривает взаимоотноше­ния организмов друг с другом и с неживыми компонентами природы Земли (ее биосферы). Экология человека изучает закономерности вза­имодействия человека с природой, проблемы сохранения и укрепле­ния здоровья. Человек зависит от условий среды обитания точно так же, как природа зависит от человека. Между тем влияние производст­венной деятельности на окружающую природу (загрязнение атмосфе­ры, почвы, водоемов отходами производства, вырубка лесов, повышен­ная радиация в результате аварий и нарушений технологий) ставит под угрозу существование самого человека. Около 80% болезней совре­менного человека — результат ухудшения экологической ситуации на планете. Экологические проблемы напрямую связаны с процессом ор­ганизации и проведения систематических занятий физическими уп­ражнениями и спортом, а также с условиями, в которых они происхо­дят.

3. Средства физической культуры, обеспечивающие устойчивость к умственной и физической работоспособности

Основное средство физической культуры — физические упражнения. Существует физиологическая классификация упражне­нии, в которой вся многообразная мышечная деятельность объединена в отдельные группы упражнении по физиологическим признакам.

Устойчивость организма к неблагоприятным факторам зависит от врожденных и приобретенных свойств. Она весьма подвижна и подда­ется тренировке как средствами мышечных нагрузок, так и различны­ми внешними воздействиями (температурными колебаниями, недо­статком или избытком кислорода, углекислого газа). Отмечено, например, что физическая тренировка путем совершенствования физиоло­гических механизмов повышает устойчивость к перегреванию, переох­лаждению, гипоксии, действию некоторых токсических веществ, снижает заболеваемость и повышает работоспособность.

У людей, которые систематически и активно занимаются физичес­кими упражнениями, повышается психическая, умственная и эмоцио­нальная устойчивость при выполнении напряженной умственной или физической деятельности.

К числу основных физических (или двигательных) качеств, обеспе­чивающих высокий уровень физической работоспособности человека, относят силу, быстроту и выносливость, которые проявляются в опре­деленных соотношениях в зависимости от условий выполнения той или иной двигательной деятельности, ее характера, специфики, про­должительности, мощности и интенсивности. К названным физичес­ким качествам следует добавить гибкость и ловкость, которые во многом определяют успешность выполнения некоторых видов физи­ческих упражнений. Многообразие и специфичность воздействия уп­ражнений на организм человека можно понять, ознакомившись с фи­зиологической классификацией физических упражнений (с точки зрения спортивных физиологов). В основу ее положены определенные физио­логические классификационные признаки, которые присущи всем видам мышечной деятельности, входящим в конкретную группу. Так, по характеру мышечных сокращений работа мышц может носить ста­тический или динамический характер. Деятельность мышц в условиях сохранения неподвижного положения тела или его звеньев характеризуется как статическая работа (статическое уси­лие). Статическими усилиями характеризуется поддержание разнооб­разных поз тела, а усилия мышц при динамической работе связаны с перемещениями тела или его звеньев в пространстве.

Значительная группа физических упражнений выполняется в стро­го постоянных (стандартных) условиях как на тренировках, так и на соревнованиях; двигательные акты при этом производятся в опреде­ленной последовательности. В рамках определенной стандартности движений и условий их выполнения совершенствуется выполнение конкретных движений с проявлением силы, быстроты, выносливости, высокой координации при их выполнении.

Есть также большая группа физических упражнений, особенность которых в нестандартности, непостоянстве условий их выполнения в меняющейся ситуации, требующей мгновенной двигательной реакции (единоборства, спортивные игры). Две большие группы физичес­ких упражнений, связанные со стандартностью или нестандартностью движений, в свою очередь, делятся на упражнения (движения) цикли­ческого характера (ходьба, бег, плавание, гребля, передвижения на коньках, лыжах, велосипеде и т.п.) и упражнения ациклического харак­тера (упражнения без обязательной слитной повторяемости опреде­ленных циклов, имеющих четко выраженные начало и завершение движения: прыжки, метания, гимнастические и акробатические эле­менты, поднимание тяжестей). Общее для движений циклического ха­рактера состоит в том, что все они представляют работу постоянной и переменной мощности с различной продолжительностью. Многообраз­ный характер движений не всегда позволяет точно определить мощность выполненной работы (т.е. количество работы в единиц времени, связанное с силой мышечных сокращений, их частотой и амплиту­дой), в таких случаях используется термин «интенсивность». Предель­ная продолжительность работы зависит от ее мощности, интенсивнос­ти и объема, а характер выполнения работы связан с процессом утом­ления в организме. Если мощность работы велика, то длительность ее мала вследствие быстро наступающего утомления, и наоборот. При ра­боте циклического характера спортивные физиологи различают зону максимальной мощности ,субмаксимальной и умеренной .

   Особенности функциональных сдвигов организма при выполнении различных видов циклической работы в различных зонах мощности определяет спортивный результат.

Снижение мощности и увеличение продолжительности работы связано с тем, что помимо анаэробных реакций энергообеспечения мы­шечной деятельности разворачиваются также и процессы аэробного энергообразования. Это увеличивает (вплоть до полного удовлетворе­ния потребности) поступление кислорода к работающим мышцам. При длительной (иногда многочасовой) работе умеренной мощности углеводные запасы орга­низма (гликоген) значительно уменьшаются, что приводит к сниже­нию содержания глюкозы в крови, отрицательно сказываясь на дея­тельности нервных центров, мышц и других работающих органов. Чтобы восполнить израсходованные углеводные запасы организма в процессе длительных забегов и проплывов, предусматривается специ­альное питание растворами сахара, глюкозы, соками.

  К средствам физической культуры относятся не только физичес­кие упражнения, но и оздоровительные силы природы (солнце, воздух и вода), гигиенические факторы (режим труда, сна. питания, санитар но гигиенические   условия).   Использование   оздоровительных   сил природы способствует укреплению и активизации защитных сил организма, стимулирует обмен веществ и деятельность физиологических систем и отдельных органов. Чтобы повысить уровень физической н умственной работоспособности, необходимо бывать на свежем возду­хе, отказаться от вредных привычек, проявлять двигательную актив­ность, заниматься закаливанием. Систематические занятия физическими упражнениями в условиях напряженной учебной деятельности снимают нервно-психические напряжения, а систематическая мышеч­ная деятельность повышает психическую, умственную и эмоциональную устойчивость организма при напряженной учебной работе.

4. Физиологические механизмы и закономерности

совершенствования отдельных систем организма под воздействием направленной физической тренировки

Роль упражнений и функциональные показатели

тренированности организма в покое, при выполнении стандартной и предельно напряженной работы

Формирование и совершенствование различных морфофизиологических функций и организма в целом зависят от их способ­ности к дальнейшему развитию, что имеет во многом генетическую (врожденную) основу и особенно важно для достижения как опти­мальных, так и максимальных показателей физической и умственной работоспособности. При этом следует знать, что способность к выпол­нению физической работы может возрастать многократно, но до опре­деленных пределов, тогда как умственная деятельность фактически не имеет ограничений в своем развитии. Каждый организм обладает оп­ределенными резервными возможностями. Систематическая мышеч­ная деятельность позволяет путем совершенствования физиологических функций мобилизовать те резервы, о существовании которых можно даже не догадываются. Причем адаптированный к нагрузкам организм обладает гораздо большими резервами, более экономно и полно может их использовать. Организм с более высокими морфофункциональными показателями физиологических систем и генов обладает повышенной способностью выполнять более значительные по мощности, объему, интенсивности и продолжительности физические нагрузки. Особенности морфофункционального состояния разных систем организма, формирующиеся в результате двигательной   деятельности,   называют   физиологическими   показателями тренированности.

Основное средство физической культуры в процессе двигательной тренировки это физические упражнения.

Важная задача упражнения — сохра­нить здоровье и работоспособность на оптимальном уровне за счет активизации восстановительных процессов. В ходе упражнения совер­шенствуются высшая нервная деятельность, функции центральной нервной, нервно-мышечной, сердечно-сосудистой, дыхательной, выде­лительной и других систем, обмен веществ и энергии, а также системы нейрогуморального регулирования.

Так, к числу показателей тренированности в покое можно отнести:

1) изменения в состоянии центральной нервной системы,

2) изменения опорно-двигательного аппарата

3) изменения функции органов дыхания ,состава крови и т.п.

  Тренированный организм расходует, на­ходясь в покое, меньше энергии, чем нетренированный.

Тренировка накладывает глубокий отпечаток на организм, вызывая в нем как морфологические, так физиологические и биохимические перестройки. Все они направлены на обеспечение высокой активности организма при выполнении работы.

Реакции на стандартные (тестирующие) нагрузки у тренирован­ных лиц характеризуются следующими особенностями: 1) все показа­тели деятельности функциональных систем в начале работы (в период обрабатывания) оказываются выше, чем у нетренированных; 2) в про­цессе работы уровень физиологических сдвигов менее высок; 3) пери­од восстановления существенно короче.

При одной и той же работе тренированные спортсмены расходуют меньше энергии, чем нетренированные. У первых меньше величина кислородного запроса, меньше размер кислородной задолженности, но относительно большая доля кислорода потребляется во время работы. Следовательно, одна и та же работа происходит у тренированных с юношей долей участия аэробных процессов, а у нетренированных — аэробных. Вместе с тем во время одинаковой работы у тренирован­ных ниже, чем у нетренированных, показатели потребления кислоро­да, вентиляции легких, частоты дыхания.

Тренированный организм выполняет стандартную работу более экономно, чем нетренированный. Тренировка обусловливает такие приспособительные изменения в организме, которые вызывают экономизацию всех физиологических функций. Одна и та же работа по мере развития тренированности становится менее утоми­тельной. Для нетренированного стандартная работа может оказаться относительно трудной, выполняется им с напряжением, характерным для тяжелой работы, и вызывает утомление, тогда как для тренирован­ного та же нагрузка будет относительно легкой, потребует меньшего напряжения и не вызовет большого утомления.

Эти два взаимосвязанных результата тренировки — возрастающая экономичность и уменьшающаяся утомительность работы — отража­ют ее физиологическое значение для организма. Явление экономизации обнаружилось, как было показано выше, уже при исследовании организма в состоянии покоя.

Тренированный расходует при предельной работе больше энергии, чем нетренирован­ный, а объясняется тем, что сама работа, произведенная тренирован­ным, превышает величину работы, которую может выполнить нетре­нированный. Экономизация проявляется в несколько меньшем расхо­де энергии на единицу работы, однако весь объем работы у трениро­ванного при предельной работе настолько велик, что общая величина затраченной энергии оказывается очень большой.

  Тесная связь наблюдается между максимальным потреблением кислорода и тренированностью. Максимальное потребление кислорода сопровождается максимальной интенсивностью легочного дыхания, которое у высокотренированных спортсменов достигает значительно больших величин, чем у малотренированных.

Если выполняемая предельная работа характеризуется высокой интенсивностью анаэробных реакций, то она сопровождается накопле­нием продуктов анаэробного распада. Оно больше у тренированных спортсменов, чем у нетренированных.

Значительные изменения в химизме крови во время работы гово­рят о том, что центральная нервная система тренированного организма обладает устойчивостью к действию резко измененного состава внут­ренней среды. Организм высокотренированного спортсмена обладает повышенной сопротивляемостью к действию факторов утомления, иначе говоря, большой выносливостью. Он сохраняет работоспособ­ность при таких условиях, при которых нетренированный организм вынужден прекратить работу.

Функциональные показатели тренированности при выполнении предельно напряженной работы в циклических видах двигательной деятельности обусловливаются мощностью работы. Так, из приведенных данных видно, что при работе субмаксимальной и максимальной мощности наибольшее значение имеют анаэробные процессы энергообеспечения, т.е. способность адаптации организма к работе при существенно измененном составе внутренней среды в кис­лую сторону. При работе большой и умеренной мощности главным фактором результативности является своевременная и удовлетворяю­щая доставка кислорода к работающим тканям. Аэробные возможнос­ти организма при этом должны быть очень высоки.

При предельно напряженной мышечной деятельности происходят значительные изменения практически во всех системах организма, и это говорит о том, что выполнение этой напряженной работы связано с вовлечением в ее реализацию больших резервных мощностей орга­низма, с усилением обмена веществ и энергии.

Таким образом, организм человека, систематически занимающего­ся активной двигательной деятельностью, в состоянии совершить более значительную по объему и интенсивности работу, чем организм человека, не занимающегося ею. Это обусловлено систематической ак­тивизацией физиологических и функциональных систем организма, вовлечением и повышением их резервных возможностей, своего рода тренированностью процессов их использования и пополнения. Каж­дая клетка, их совокупность, орган, система органов, любая функцио­нальная система в результате целенаправленной систематической упражняемости повышают показатели своих функциональных возмож­ностей и резервных мощностей, обеспечивая в итоге более высокую работоспособность организма за счет того же эффекта упражняемости, тренированности мобилизации обменных процессов.

Обмен веществ и энергии

Основной признак живого организма — обмен веществ и энергии. В организме непрерывно идут пластические процессы, про­цессы роста, образования сложных веществ, из которых состоят клет­ки и ткани. Параллельно происходит обратный процесс разрушения. Всякая деятельность человека связана с расходованием энергии. Даже во время сна многие органы (сердце, легкие, дыхательные мышцы) расходуют значительное количество энергии. Нормальное протекание этих процессов требует расщепления сложных органических веществ, так как они являются единственными источниками энергии для жи­вотных и человека. Такими веществами являются белки, жиры и угле­воды. Большое значение для нормального обмена веществ имеют также вода, витамины и минеральные соли. Процессы образования в клетках организма необходимых ему веществ, извлечение и накопление энергии (ассимиляция) и процессы окисления и распада органи­ческих соединений, превращение энергии и ее расход (диссимиляция) на нужды жизнедеятельности организма между собой тесно перепле­тены, обеспечивают необходимую интенсивность обменных процессов в целом и баланс поступления и расхода веществ и энергии.

Обменные процессы протекают очень интенсивно. Почти половина тканей тела обновляется или заменяется полностью в течение трех ме­сяцев.

Обмен белков             

Белки — необходимый строительный материал протоплазмы клеток. Они выполняют ­ в организме специальные функции. Все ферменты, многие гормоны, зрительный пурпур сетчатки, переносчики кислорода, защитные вещества крови являются белковыми телами. Белки состоят из белковых элементов — аминокислот, ко­торые образуются при переваривании животного и растительного белка и поступают в кровь из тонкого кишечника. Аминокислоты делятся на незаменимые и заменимые. Незаменимы­ми называются те, которые организм получает только с пищей. Заме­нимые могут быть синтезированы в организме из других аминокислот. По содержанию аминокислот определяется ценность белков пищи. Вот почему белки, поступающие с пищей, делятся на две группы: пол­ноценные, содержащие все незаменимые аминокислоты, и неполноцен­ные, в составе которых отсутствуют некоторые незаменимые амино­кислоты. Основным источником полноценных белков служат живот­ные белки. Растительные белки (за редким исключением) неполно­ценные.

В тканях и клетках непрерывно идет разрушение и синтез белко­вых структур. В условно здоровом организме взрослого человека ко­личество распавшегося белка равно количеству синтезированного. Так как баланс белка в организме имеет большое практическое знамение, разработано много методов его изучения.

Регуляция белкового равновесия осуществляется гуморальным и нервным путями (через гормоны коры надпочечников и гипофиза, промежуточный мозг).

Обмен углеводов.

Углеводы делятся  на простые и сложные.Простые углеводы называются моносахаридами. Моносахариды хорошо растворяются в воде и поэтому быстро всасываются из ки­шечника в кровь. Сложные углеводы построены из двух или многих молекул моносахаридов. Соответственно они называются дисахаридами и полисахаридами.

Углеводы поступают в организм с растительной и частично с жи­вотной пищей. Они также синтезируются в организме из продуктов расщепления аминокислот и жиров. При избыточном поступлении превращаются в жиры и в таком виде откладываются в организме.

Значение углеводов. Углеводы — важная составная часть живого организма. Однако их в организме меньше, чем белкой и жиров, они составляют всего лишь около 2% сухого вещества тела. Углеводы в организме главный источник энергии. Они всасывают­ся в кровь в основном в виде глюкозы.

Клетки головного мозга в отличие от других клеток организма не могут депонировать глюкозу. У практически здорового человека автоматически поддер­живается оптимальный уровень глюкозы в крови (80—120 мг%).

Регуляция углеводного обмена. Депонирование углеводов, ис­пользование углеводных запасов печени и все другие процессы угле­водного обмена регулируются центральной нервной системой. Боль­шое значение в регуляции углеводного обмена имеет и кора больших полушарий. Одним из примеров этого может служить условнорефлекторное увеличение концентрации глюкозы в крови у спортсменов в предстартовом состоянии.

Обмен жиров             

Жиры-важный источник энергии в организме, необходимая составная часть клеток. Излишки жиров могут депонироваться в организме. Откладываются они главным образом в подкожной жировой клетчатке, сальнике, пе­чени и других внутренних органах.

В желудочно-кишечном тракте жир распадается на глицерин и жирные кислоты, которые всасываются в тонких кишках. Затем он вновь синтезируется в клетках слизистой кишечника. Образовавший­ся жир качественно отличается от пищевого и является специфичес­ким для человеческого организма. В организме жиры могут синтези­роваться также из белков и углеводов.