Аэробные нагрузки для коррекции массы тела у женщин зрелого возраста

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Раздел 1. Нарушение жирового обмена. Системы организма, участвующие в адаптации. Стадии адаптации

1.1 Характеристика ожирения

1.2 Анатомическая характеристика жировой ткани

1.3 Срочная и долговременная адаптация

1.4 Роль нервной системы в регуляции движений

1.5 Адаптация опорно-двигательного аппарата к физическим нагрузкам

1.6 Влияние физических нагрузок на жировой обмен

1.7 Деятельность кардиореспираторной системы при физической работе.

1.8 Современные системы физических упражнений

1.8.1 Аэробика виды, направления, фазы занятий

1.8.2 Оздоровительная ходьба

1.8.3 Функциональный тренинг

1.8.4 Пилатес

РАЗДЕЛ 2. Материалы и методы исследования

2.1 Организация исследования

2.2 Методы исследования

2.2.1 Измерение артериального давления

2.2.2 Определение частоты сердечных сокращений

2.2.3 Проба Штанге

2.2.4 Проба Генчи

2.2.5 Измерение массы тела

2.2.6 Индекс Кетле

2.2.7 Индекс Брока

2.2.8 Измерение жировых отложений

2.2.9 Определение антропометрических показателей тела

2.2.10 Определение динамической выносливости мышц

2.2.11 Адаптационный потенциал

2.2.12 Ортостатическая проба

2.2.13 Определение уровня физической работоспособности

2.3 Организация занятий

РАЗДЕЛ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 51

3.1 Динамика показателей кардиореспираторной системы в результате занятий

3.2 Изменение антропометрических показателей в результате аэробной нагрузки

3.3 Динамика показателей опорно-двигательного аппарата

3.4 Изменение вегетативного статуса, адаптационного потенциала и уровня физической работоспособности в результате занятий

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

аэробная нагрузка масса кардиореспираторная

Начиная со второй половины XX века, в экономически развитых странах мира возникла совершенно новая проблема - бурный рост болезней, вызванных избыточным питанием.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) до 60 лет доживают около 60% тучных людей, до 70 лет - лишь 30%, а еще 10 лет едва могут прожить 10%.

ВОЗ уже изучает ожирение как эпидемию, которая весьма динамично расползается по всему миру. За последние 20 лет в большинстве стран Евросоюза число людей, страдающих лишним весом, увеличилось на 50%. Ожирение находится на первом месте среди заболеваний обмена веществ.

По прогнозам экспертов ВОЗ, к 2025 году в мире будет насчитываться более 300 миллионов человек с диагнозом «ожирение».[4]

Предупреждение и лечение ожирения представляет важнейшую медицинскую, социальную, демографическую, государственную проблему. Настораживает и тот факт, что происходит «омоложение» этого вида патологии.[10]

Образ жизни современного человека - ограничение двигательной активности, изменившиеся условия труда, изменение режима и качества питания. Адаптационные возможности человека не выдерживают давления неблагоприятных факторов современной среды проживания.

Недостаток движения ведет к снижению лабильности нервной системы на всех ее уровнях, интенсивности протекания вегетативных процессов и тонуса мускулатуры, изменение вегетативных реакций. Кроме того, это ведет к существенным изменениям гомеостаза, функциональным нарушениям эндокринной и кардиореспираторной систем, морфофункциональным изменениям тканей опорно-двигательного аппарата.

Снижение двигательной активности в зрелом возрасте может ускорить развитие атеросклероза и, ухудшая регуляцию тонуса сосудов, способствует нарушению мозгового и сердечного кровообращения

В результате недостатка движений, сидячего образа жизни преждевременно возникают слабость и дряблость мышц, появляется сгорбленность, ускоряются процессы старения, нередко повышается артериальное давление.[11]

Все большее количество женщин сталкивается с проблемой избыточной массы тела.

Для нормальной работы всех систем организма необходим, прежде всего, оптимальный уровень развития мышечной силы. Гармонично развитые мышцы туловища имеют основное значение при формировании правильной осанки.

Простые комплексы упражнений с предметами и без (махи, повороты, наклоны), выполняемые под мотивы современных песен, оказывают оздоровительный эффект на все органы и системы, развивают силу, ловкость, способствуют снижению веса, исправляют осанку, предупреждают развитие остеохондроза, повышают настроение.

К таким видам аэробных нагрузок относятся самые простые оздоровительная ходьба, функциональный тренинг, пилатес - выгодно выделяясь среди всех современных видов спорта, составляя интерес как для только начинающих заниматься спортом, так и для тех, кто не представляет без него жизни.[34]

Цель работы - обосновать эффективность аэробных нагрузок для коррекции массы тела у женщин зрелого возраста.

Задачи работы:

1) Изучить на основе анализа научно-методической литературы, причины низкой двигательной активности и повышения массы тела и влияние аэробных нагрузок на жировой обмен и все системы организма.

2) Изучить динамику показателей кардиореспиратороной системы в результате аэробных нагрузок.

3) Изучить изменение антропометрических показателей в результате аэробных нагрузок.

4) Изучить динамику опорно-двигательного аппарата.

5) Изучить изменение адаптационного потенциала (АП), вегетативного статуса (ВС) и уровень физической работоспособности (ФР) в результате занятий.

Объект исследования - процесс изменения показателей кардиореспираторной системы, антропометрии, динамика опорно-двигательного аппарата, изменения АП, ВС и уровня ФР.

Предмет исследования - методика применения аэробных нагрузок для снижения массы тела, увеличения двигательных качеств, улучшение мускулатуры и физической работоспособности.

РАЗДЕЛ 1. НАРУШЕНИЕ ЖИРОВОГО ОБМЕНА. СИСТЕМЫ ОРГАНИЗМА, УЧАСТВУЮЩИЕ В АДАПТАЦИИ. СТАДИИ АДАПТАЦИИ

 Нарушения обмена веществ не только сопровождают большинство патологических состояний, но и выявляются как самостоятельные заболевания. Среди них наиболее распространенными являются нарушения жирового обмена - ожирение. Это заболевание не существует изолировано, как нарушение одного вида обмена, а является таким, при котором возникает сочетание разных нарушений обмена веществ. Заболевания обмена веществ приводят к морфологическим и функциональным нарушениям в сердечно-сосудистой, пищеварительной и других системах организма, суставах. Причинами этих заболеваний могут быть нарушения регулирующей функции центральной нервной системы, изменения в деятельности желез внутренней секреции, наследственность, стрессы, инфекция и интоксикация, гиподинамия.

1.1 Характеристика ожирения

Термином "ожирение" обозначают состояние, при котором избыток массы тела составляет 10 % и более сверх физической нормы.[37]

Наиболее часто применяемым диагностическим критерием ожирения является избыток общей массы тела по отношению к норме, установленной статистически. Величиной, во многом определяющей тяжесть течения заболевания, является не столько вес тела сам по себе, сколько избыток жировой массы. Этот избыток может существенно различаться даже у больных, имеющих одинаковый возраст, рост и вес.

Многочисленные этиологические факторы можно разделить на:

- экзогенные (переедание, снижение двигательной активности)

- эндогенные (генетические, органические поражения центральной нервной системы (ЦНС), гипоталамо-гипофизарной области).[43]

Ожирение развивается при различных заболеваниях гипофиза, щитовидной железы, надпочечников и островкового аппарата поджелудочной железы (сахарный диабет), которые принимают активное участие в регуляции обмена липидов.

В этиологии ожирения определенное значение имеет наследственно-конституциональный фактор.[54]

Такими факторами могут быть переедание, низкая физическая активность, поражения центральной нервной системы и др. Сниженная двигательная активность естественно ведет к снижению энерготрат и неокислившиеся жиры в большинстве случаев откладываются в жировых депо, что ведет к тучности.

Выделяют алиментарно-конституциональное, гипоталамическое и эндокринное ожирение.

Алиментарно-конституциональное ожирение носит семейный характер. Гипоталамическое ожирение возникает вследствие нарушения гипоталамических функций и в связи с этим имеет ряд клинических особенностей. Эндокринное ожирение является одним из симптомов первичной патологии эндокринных желез: гиперкортицизма, гипотиреоза, гипогонадизма.

Однако при всех формах ожирения имеются в той или иной степени гипоталамические нарушения, возникающие либо первично, либо в процессе развития ожирения.

Общим признаком всех форм ожирения является избыточная масса тела. Выделяют четыре степени ожирения и две стадии заболевания - прогрессирующую и стабильную.

I степень - фактическая масса тела превышает идеальную не более чем на 29%, II степень - избыток составляет 30 - 40%,

III степень - 50 - 99%,

IV степень - от 100% и более.

По данным М. И. Балаболкина (1998), А. Г. Обрезан и др. (2003), повышение массы тела всего на 0,4 кг увеличивает на 2% риск смерти у лиц в возрасте 52-62 лет, а у лиц 30-49 лет такое же повышение увеличивает риск смерти на 1%.

Необходимо знать, что опасным для здоровья является не только сильное ожирение, но и даже относительно небольшой избыточный вес, причиной чего является, в первую очередь, малоподвижный образ жизни. [73]

Малоактивный образ жизни также способствует развитию ожирения, сахарного диабета и атеросклероза.

1.2 Анатомическая характеристика жировой ткани

Жировая ткань выполняет:

- трофическую,

- депонирующую,

- формообразующую

- терморегулирующую функции.

Жировая ткань подразделяется на два типа:

белую, образованную однокапельными адипоцитами,

и бурую, образованную многокапельными адипоцитами.

Группы жировых клеток объединены в дольки, отделенные друг от друга перегородками рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью, в которой проходят сосуды и нервы. В свою очередь, каждый адипоцит окутан сетью коллагеновых и ретикулярных волокон, в петлях которой проходят многочисленные кровеносные капилляры и залегают соединительнотканные (в том числе тучные) клетки. Количество адипоцитов генетически обусловлено, а также зависит от рационального поступления питательных веществ в организм во внутриутробный период и в раннем детском возрасте [8, 32].

У человека преобладает белая жировая ткань, часть ее окружает органы, сохраняя их положение в теле человека (почки, лимфатические узлы, глазное яблоко и др.), заполняет пространства еще не функционирующих органов (молочная железа), замещает красный костный мозг в эпифизах длинных трубчатых костей. При похудании жировая ткань, выполняющая указанные функции, меняется относительно мало. Большая часть жировой ткани является резервной (подкожная основа, сальники, брыжейки, жировые подвески толстой кишки, субсерозная основа).

Количество бурой жировой ткани у человека невелико (она имеется главным образом у новорожденного ребенка). Бурая жировая ткань расположена в области шеи, в подмышечной ямке, в окружности подключичной артерии, под кожей спины и боковых поверхностей туловища, в средостении и брыжейках. Подобно белой, бурая жировая ткань также сформирована в виде долек, образованных многокапельными адипоцитами. Обильные кровеносные, лимфатические сосуды и симпатические нервные волокна проходят в междольковых перегородках, кровеносные капилляры окружают многокапельные адипоциты, среди которых встречаются и однокапельные. Бурый цвет обусловлен множеством кровеносных капилляров, обилием митохондрий и лизосом в многокапельных адипоцитах. Главная функция бурой жировой ткани - теплопродукция. Бурая жировая ткань поддерживает температуру тела животных во время зимней спячки и температуру новорожденных детей.[36]

Жировая ткань выполняет три важные функции:

-синтез триглицеридов из сывороточных липидов и глюкозы;

-сохранение их в жировых депо;

-освобождение свободных жирных кислот (липолиз).

Жировые клетки у тучных людей значительно отличаются от нормальных жировых клеток. Увеличено не только их количество, но и размеры, и они представляются более переполненными липидами. Более того, эти переполненные клетки метаболизируют глюкозу менее эффективно, чем нормальные жировые клетки. При ожирении наблюдаются гипертрофия и гиперплазия жировых клеток.[42\

1.3 Срочная и долговременная адаптация

Главным фактором влияния на развитие физических качеств является физическая нагрузка, которая воздействует на организм при выполнении физических упражнений.[18]

Процесс адаптации позволяет достичь не только высокого уровня развития физических качеств, но и расширяет физические и психические возможности.

Адаптация (от лат. adaptatio - приспособление) - все виды врожденной и приобретенной приспособительной деятельности, которые обеспечиваются на основе физиологических процессов, происходящих на клеточном, органном, системном и организменных уровнях.[29]

Целесообразно выделить две стадии развития процесса адаптации:

срочную (физиологическую);

долговременную (морфологическую).

Этап срочной адаптации сводится преимущественно к изменениям энергетического обмена и связанных с ним функций вегетативного обеспечения на основе уже сформированных механизмов их реализации, и представляет собой непосредственный ответ организма на однократные воздействия физических нагрузок.

Использование физиологических резервов организма для ответа и определяет соответствующее название данному периоду развития процесса адаптации - физиологическая стадия.

При многократном повторении физических воздействий и суммировании многих следов нагрузок, постепенно развивается долговременная или морфологическая адаптация. Она развивается лишь в результате многократного повторения срочных адаптационных реакций.[34]

В процессе долговременной адаптации к физическим нагрузкам активируется синтез нуклеиновых кислот и специфических белков, в результате чего происходит увеличение возможностей опорно-двигательного аппарата, совершенствуется его энергообеспечение.

Во время этой стадии постепенно совершается структурная перестройка органов. В результате морфологическая основа органа (органов) постепенно увеличивается, а, следовательно, возрастают функциональные резервы.

Полное развертывание адаптационного процесса характеризуется совмещением срочной и долговременной адаптации. При развитии адаптационного процесса постепенно все больше начинают проявляться и специфические черты, выражающиеся в морфофункциональной перестройке, развивающейся преимущественно в тех системах, которые непосредственно реагируют на воздействующий агент. К примеру, при спортивной тренировке изменения наиболее выражены в скелетных мышцах, а при действии низкой или высокой температуры - в системе терморегуляции.[34]

Фазовость протекания процессов адаптации к физическим нагрузкам позволяет выделить три разновидности эффектов в ответ на выполняемую работу:

срочный тренировочный эффект, возникающий непосредственно во время выполнения физических упражнений и в период срочного восстановления в течение 0,5 - 1,0 часа после окончания работы. В это время происходит устранение образовавшегося во время работы кислородного долга;

отставленный тренировочный эффект, сущность которого составляет активизация физической нагрузкой пластических процессов для избыточного синтеза разрушенных при работе клеточных структур и восполнение энергетических ресурсов организма. Этот эффект наблюдается на поздних фазах восстановления (обычно в пределах до 48 часов после окончания нагрузки);

Кумулятивный тренировочный эффект - является результатом последовательного суммирования срочных и отставленных эффектов повторяющихся нагрузок. В результате кумуляции следовых процессов физических воздействий на протяжении длительных периодов тренировки (более одного месяца) происходит прирост показателей работоспособности и улучшение спортивных результатов.[ 37]

Закономерный процесс адаптации выдвигает требования относительно систематического повышения нагрузки и обновления средств и методов совершенствования физических качеств, которое состоит в:

росте объема упражнений и интенсивности их выполнения;

применении новых упражнений;

изменении соотношения интенсивности и объема работы и отдыха и т.д.[18]

1.4 Роль нервной системы в регуляции движений

Скелет остается неподвижным до тех пор, пока мышцы не приложат усилие, так и мышцы не могут сокращаться до тех пор, пока их не возбуждает нервная система.

Нервная система планирует, начинает и координирует все движения человека. Она влияет на всю физиологическую деятельность организма. Нервы образуют своеобразную сеть, по которой электрические импульсы передаются практически во все участки тела, а также принимаются из них. Нервная система обеспечивает коммуникацию и координацию взаимодействий между всеми тканями организма, а также с внешним миром. Любая физиологическая функция, влияющая на спортивную деятельность, в той или иной мере регулируется и контролируется нервной системой.[20]

Автономная нервная система обеспечивает контроль непроизвольных внутренних функций: ЧСС, артериальное давление крови, распределение крови, дыхание.

Автономная нервная система имеет два основных отдела:

симпатическую и парасимпатическую.

Симпатическая нервная система подготавливает тело к действию. Стимуляция со стороны этой системы имеет большое значение для людей занимающихся физической активностью:

увеличиваются ЧСС и сила сердечных сокращений;

расширяются кровеносные сосуды, увеличивается кровоснабжение сердечной мышцы с целью удовлетворения возросших потребностей;

расширение сосудов обеспечивает поступление большого объема крови в активные скелетные мышцы;

сужение сосудов в большинстве других тканей направляет кровь от них к активным мышцам;

повышается артериальное давление, улучшая перфузию мышц и венозный возврат;

расширяются бронхи, улучшая газообмен;

возрастает интенсивность обменных процессов, отражающая повышенные усилия организма, направленные на удовлетворение возросших потребностей, обусловленных мышечной деятельностью;

улучшается умственная деятельность;

из печени в кровь выделяется глюкоза в качестве источника энергии;

замедляются функции, не являющиеся в настоящий момент первостепенными (функция почек, усвоение пищи), тем самым сохраняется энергия, которая может быть использована.[35, 20]

Парасимпатическая нервная система занимается такими процессами, как усвоение пищи, мочеиспускание, секреция желез и сохранение энергии. Эта система более активна когда человек спокоен и отдыхает. Её действия противоположны действиям симпатической нервной системы. Она вызывает:

уменьшение ЧСС,

сужение коронарных сосудов,

сужение бронхов.[5]

1.5 Адаптация опорно-двигательного аппарата к физическим нагрузкам

Адаптация к физическим нагрузкам при мышечной деятельности во всех случаях представляет собой реакцию целостного организма.

Скелетные мышцы, это те мышцы, которые контролируются сознательно. Они называются скелетными, поскольку большинство из них прикреплено к скелету и обеспечивают его движение. Выполнение физического упражнения требует движения тела, которое обеспечивается сокращением скелетных мышц.[4, 9]

Скелетные мышцы являются составной частью опорно-двигательного аппарата человека. Мышцы выполняют следующие функции:

обеспечивают позу человека;

перемещают тело в пространстве;

перемещают отдельные части тела относительно друг друга;

являются источником тепла, выполняя терморегуляционную функцию.[20, 23]

Скелетная мышца представляет собой систему, преобразующую химическую энергию в механическую работу и тепло. Сократительная способность скелетной мышцы характеризуется силой сокращения, которую развивает мышца, длиной укорочения, степенью напряжения мышечного волокна, скоростью укорочения и развития напряжения, скоростью расслабления.

Одной из наиболее важных адаптационных реакций на нагрузки является увеличение числа капилляров вокруг каждого мышечного волокна. Чем больше человек тренируется, тем больше увеличивается (до 15%) количество капилляров. Увеличение количества капилляров улучшает газо- и теплообмен, ускоряет выведение продуктов распада и обмен питательных веществ между кровью и работающими мышечными волокнами. Это обеспечивает подготовку внутренней среды для образования энергии и выполнения мышечных сокращений [40, 37].

Длительные нагрузки вызывают множество адаптаций в нервно-мышечной системе. Аэробные тренировки вызывают лишь незначительное увеличение силы и мощности. Большинство нервно-мышечных адаптаций происходит в результате силовой тренировки.

Систематическая интенсивная работа мышцы способствует увеличению массы мышечной ткани. Это явление названо гипертрофией мышцы. В основе гипертрофии лежит увеличение массы цитоплазмы мышечных волокон и числа содержащихся в них миофибрилл, что приводит к увеличению диаметра каждого волокна. При этом в мышце происходит активация синтеза нуклеиновых кислот и белков и повышается содержание веществ, доставляющих энергию, используемую при мышечном сокращении, - аденозинтрифосфата и креатинфосфата, а также гликогена.[11]

Существует два типа гипертрофии: кратковременная и долговременная.

Долговременная гипертрофия представляет собой увеличение мышечного размера вследствие длительных силовых тренировок. Она отражает действительные структурные изменения в мышце вследствие увеличения числа мышечных волокон (гиперплазия) либо увеличения размера отдельных мышечных волокон (гипертрофия).[32, 41]

При адаптации мышц к тренировке происходит:

увеличение содержания и активности специфических ферментов аэробного метаболизма;

повышение содержания энергетических субстратов - мышечного гликогена и липидов;

усиление способности мышц окислять углеводы и жиры.[1]

Костная ткань, подобно другим видам соединительной ткани, проявляет свойства анаэробного или гликолитического обмена. В ней интенсивно протекают процессы гликолиза. Вследствие выполнения физических упражнений возникает усиление обмена веществ, рефлекторная гиперемия.[11]

1.6 Влияние физических нагрузок на жировой обмен

Тренированный человек во время аэробной работы получает относительно больше энергии за счет окисления жиров. Усиленное использование жирных кислот уменьшает потребление глюкозы работающими мышцами и защищает от развития гипогликемии, лимитирующей работоспособность.[3]

Адипоциты (место депонирования жиров) располагаются в основном под кожей, образуя подкожный жировой слой, и в брюшной полости, образуя большой и малый сальники. Мобилизация жиров, т.е. гидролиз до глицерола и жирных кислот, происходит в постабсорбтивный период, при голодании и активной физической работе. Гидролиз внутриклеточного жира осуществляется под действием фермента гормончувствительной липазы - ТАГ-липазы. Глицерол как водорастворимое вещество транспортируется кровью в свободном виде, а жирные кислоты в комплексе с белком плазмы - альбумином.

При физической активности происходит распад жиров - липолиз, активируемый глюкагоном. Адреналин, активация которого увеличивается при физической активности, также стимулирует липолиз.[30]

Мобилизация депонированных жиров стимулируется глюкагоном и адреналином и, в меньшей степени, некоторыми другими гормонами (соматотропином и кортизолом). В постабсорбтивный период глюкагон активирует гормон-чувствительную липазу, что инициирует липолиз и выделение жирных кислот и глицерина в кровь. При физической активности активируется секреция адреналина, который действует через рецепторы адипоцитов.[1, 13]

Для мышц сердца, почек, печени при физической работе жирные кислоты становятся главным источником энергии.

Аэробная тренировка повышает возможность использования жиров в качестве источника энергии во время мышечной деятельности. Это обеспечивает более низкую интенсивность использования гликогена мышц и печени.[21, 26]

Мышечный гликоген весьма активно используется во время каждого тренировочного занятия, поэтому после каждого тренировочного занятия механизмы, обеспечивающие его ресинтез, стимулируются, а истощенные запасы гликогена восполняются. При адекватном отдыхе и потреблении достаточного количества углеводов с продуктами питания тренированная мышца накапливает значительно больше гликогена, чем нетренированная.

Кроме значительных запасов гликогена, тренированная мышца содержит большее количество жиров в форме триглицеридов. Тренировка приводит к повышению активности многих ферментов, участвующих в окислении жиров, что обуславливает увеличение содержания свободных жирных кислот. Это, в свою очередь, приводит к более интенсивному использованию жиров в качестве источника энергии и, следовательно, к экономии гликогена.[44]

Степень повышения аэробных возможностей частично зависит от количества калорий, расходуемых на каждом тренировочном занятии, а также от объема работы, выполняемой в течение нескольких недель.

При адаптации мышц к физической работе происходит увеличение содержания и активности специфических ферментов аэробного метаболизма; повышение содержания энергетических субстратов -

мышечного гликогена и липидов;

усиление способности мышц окислять углеводы и жиры.

Тренированный человек во время аэробной работы получает относительно больше энергии за счет окисления жиров. Усиленное использование жирных кислот уменьшает потребление глюкозы работающими мышцами и защищает от развития гипогликемии, лимитирующей работоспособность.[53]

1.7 Деятельность кардиореспираторной системы при физической работе

Сердечно-сосудистая система состоит из сердца и сосудов - артерий, вен и капилляров.

Транспортная функция сердечно-сосудистой системы заключается в том, что сердце (насос) обеспечивает продвижение крови по замкнутой цепи сосудов.

Сердце и сосуды составляют систему кровообращения.

Кровь движется по кровеносным сосудам благодаря периодическим сокращениям сердца. Основное назначение постоянной циркуляции крови в организме заключается в доставке и удалении различных веществ. [25]

Сердечная мышца обладает способностью производить свой собственный электрический сигнал - позволяющий ей ритмично сокращаться без нервной стимуляции (автоматизм сердца). [26]

Сердечный цикл включает - расслабление (диастолу) и сокращение (систолу) всех четырех камер сердца. Во время диастолы камеры наполняются кровью. Во время систолы они сокращаются и выбрасывают свое содержимое.

Во время систолы определенное количество крови выбрасывается из левого желудочка. Это - систолический объем крови, или объем крови, выбрасываемый из сердца при одном сокращении. [32, 33]

Кровь проходя через сосуды, оказывает на них давление - оно носит название артериальное давление. Его характеризуют два показателя: систолическое и диастолическое давление.

Систолическое давление крови - более высокий показатель, оно отражает наивысшее давление в артерии и соответствует систоле желудочков сердца. Сокращение желудочков проталкивает кровь по артериям со значительной силой, обуславливающей высокое давление на стенку артерии.

Низкий показатель - диастолическое давление. Он отражает самое низкое давление в артерии, соответствующее диастоле желудочков, когда мышца сердца расслаблена.

Лимфатическая система играет главную роль в сохранении соответствующих уровней жидкости в тканях, а также поддержании необходимого объема циркулирующей крови, обеспечивая возврат интерстициальной жидкости. Значение этой функции возрастает при нагрузке, когда увеличенный кровоток к активным мышцам и повышенное давление крови ведут к образованию большего объема интерстициальной жидкости. Лимфатическая система предотвращает переполнение активных участков кровью и способствует эффективной деятельности сердечно-сосудистой системы.[42]

Кровь играет важную роль в регуляции нормального функционирования организма. Следующие три функции имеют особое значение для спортивной и мышечной деятельности:

транспортная,

регуляция температуры и

кислотно-щелочное равновесие.[ 53]

Потребность в кислороде активных мышц резко возрастает во время физической нагрузки: используется больше питательных веществ, ускоряются метаболические процессы, поэтому возрастает количество продуктов распада. При продолжительной нагрузке повышается температура тела. При интенсивной нагрузке увеличивается концентрация ионов водорода в мышцах и крови, что вызывает снижение pH крови [69]

Особые изменения происходят со следующими компонентами сердечно-сосудистой системы: частота сердечных сокращений, систолический объем крови, сердечный выброс, кровоток, артериальное давление, кровь.[70]

При выполнении упражнения ЧСС быстро возрастает пропорционально интенсивности нагрузки практически до момента крайнего утомления. По мере приближения этого момента ЧСС начинает стабилизироваться. Это означает, что достигнут максимальный уровень ЧСС. Это очень надежный показатель, который остается постоянным изо дня в день и изменяется незначительно только с возрастом из года в год.

При постоянных субмаксимальных уровнях физической нагрузки ЧСС увеличивается относительно быстро, пока не достигнет плато - устойчивой ЧСС, оптимальной для удовлетворения потребностей кровообращения при данной интенсивности работы. Этот показатель - эффективный индикатор производительности сердца: более низкая ЧСС свидетельствует о более производительном сердце.[72]

Систолический объем крови также увеличивается во время нагрузки, обеспечивая более эффективную работу сердца. При почти максимальной и максимальной интенсивности нагрузки систолический объем является главным показателем кардиореспираторной выносливости. Систолический объем определяют четыре фактора:

объем венозной крови, возвращаемой в сердце;

растяжимость желудочков или их способность увеличиваться;

сократительная способность желудочков;

давление в аорте или давление в легочной артерии (давление, которое должно преодолевать сопротивление желудочков в процессе сокращения)[78]

Первые два фактора влияют на возможности заполнения желудочков кровью, определяя, какой объем крови имеется для их заполнения, а также, с какой легкостью они заполняются при данном давлении. Два последних фактора влияют на способность выталкивания из желудочков, определяя силу, с которой кровь выбрасывается, а также давление, которое она должна преодолеть, продвигаясь по артериям.[79]

Когда тело находится в вертикальном положении, систолический объем крови увеличивается почти вдвое по сравнению с показателем в состоянии покоя, достигая максимальных значений при мышечной деятельности.

Когда тело находится в горизонтальном положении, кровь не скапливается в нижних конечностях. Она быстрее возвращается в сердце, что и обуславливает более высокие показатели систолического объема в состоянии покоя в горизонтальном положении. Поэтому увеличение систолического объема при максимальной нагрузке не столь велико при горизонтальном положении тела по сравнению с вертикальным. Максимальный показатель систолического объема, который может быть достигнут при выполнении упражнения в вертикальном положении, лишь ненамного превышает показатель в состоянии покоя, когда тело находится в горизонтальном положении. Увеличение систолического объема при низкой или средней интенсивности работы в основном направлено на компенсирование силы тяжести.[81]

По мере того как тело переходит от горизонтального положения к бегу, сердечно-сосудистая система непрерывно производит различные корректирующие действия, позволяющие постепенно увеличивать интенсивность работы. Когда тело переходит из горизонтального положения в вертикальное, систолический объем мгновенно уменьшается. Это обусловлено главным образом действием силы тяжести, заставляющей кровь скапливаться в области ног, что снижает объем крови, возвращающейся к сердцу. Одновременно увеличивается ЧСС. Это увеличение при переходе из горизонтального положения в вертикальное представляет собой адаптацию, направленную на поддержание сердечного выброса.[84, 87]

Увеличение ЧСС при изменении положения тела обеспечивает сохранение величины сердечного выброса, а при увеличении интенсивности физической деятельности - транспорт значительно большего объема крови к работающим мышцам для удовлетворения их потребностей в кислороде. Систолический объем также возрастает при нагрузке, обеспечивая дальнейшее увеличение сердечного выброса.[92]

В начальной стадии физической нагрузки увеличение сердечного выброса обусловлено повышением ЧСС и систолического объема. Когда уровень нагрузки превышает 40-60% индивидуальной возможности, систолический объем демонстрирует либо плато, либо начинает увеличиваться с меньшей скоростью. Дальнейшее увеличение сердечного выброса - результат в основном повышения ЧСС.

Сердечно-сосудистая система еще более эффективна с точки зрения снабжения кровью тех участков, которые в этом нуждаются.

Увеличение интенсивности нагрузки повышает ЧСС. Сердце чаще выбрасывает кровь, тем самым ускоряя кровообращение.

Возрастает систолический объем, поэтому увеличивается количество крови, выбрасываемой при каждом сокращении.

Повышение ЧСС и систолического объема вызывает увеличение сердечного выброса. Поэтому во время нагрузки из сердца выталкивается больше крови, чем во время отдыха, в результате чего ускоряется кровообращение. Это обеспечивает поступление к тканям адекватного количества необходимых материалов - кислорода и питательных веществ, а также более быстрое выведение продуктов распада, которые значительно быстрее образуются во время нагрузки.[99]

При переходе от состояния покоя к выполнению физической нагрузки структура кровотока заметно изменяется. Под воздействием симпатической нервной системы кровь отводится из участков, где ее наличие необязательно, и направляется в участки, принимающие активное участие в выполнении упражнения. [109]

С началом движения активные скелетные мышцы начинают испытывать возрастающую потребность в кровотоке, которая удовлетворяется путем общей симпатической стимуляции сосудов тех участков, в которых кровоток предстоит ограничить (например, в почках и пищеварительной системе). Сосуды в этих участках сужаются и кровоток направляется к скелетным мышцам, испытывающим потребность в дополнительном количестве крови. В скелетных мышцах симпатическая стимуляция суживающих стенок сосудов волокон ослабевает, а симпатическая стимуляция сосудорасширяющих волокон увеличивается. Таким образом, сосуды расширяются и в активные мышцы поступает дополнительное количество крови.

Во время физической нагрузки также усиливается метаболизм мышечных тканей, вследствие чего накапливаются продукты метаболического распада. Повышенный метаболизм вызывает увеличение кислотности, углекислого газа и температуры в мышечной ткани. Эти локальные изменения обуславливают расширение сосудов путем ауторегуляции, увеличивая кровоток в локальных капиллярах.[117]

По мере повышения температуры тела вследствие выполнения упражнения либо высокой температуры воздуха значительное большее количество крови направляется к коже, чтобы перенести тепло из глубины тела к периферии, откуда тепло выделяется во внешнюю среду. Это обеспечивает отдачу тепла, поскольку тепло из глубины тела переносится с кровью ближе к поверхности. Таким образом, поддерживается постоянная температура тела. Увеличение кожного кровотока означает, что кровоснабжение мышц снижено.

При продолжительной нагрузке объем крови понижается вследствие потери организмом жидкости, обусловленной потением и общим перемещением жидкости из крови в ткани. Это - отек. При постепенном снижении общего объема крови по мере увеличения продолжительности нагрузки и перемещении большего количества крови к периферии с целью охлаждения давление сердечного наполнения снижается. Это уменьшает венозный возврат в правую часть сердца, что, в свою очередь, снижает систолический объем. Пониженный систолический объем компенсируется увеличением ЧСС, направленным на сохранение величины сердечного выброса.[126, 130]

Эти изменения представляют собой, так называемый сердечно-сосудистый сдвиг, позволяющий продолжать упражнения низкой или средней интенсивности. Вместе с тем организм неспособен полностью компенсировать пониженный систолический объем при высоких интенсивностях физической нагрузки, так как максимальная ЧСС достигается ранее, тем самым ограничивая максимальную мышечную деятельность.

Артериальное давление крови во время физической нагрузки, следует различать систолическое и диастолическое давление, поскольку они изменяются по-разному. При физических нагрузках, требующих проявления выносливости, систолическое давление крови повышается пропорционально увеличению интенсивности нагрузки. Систолическое давление, равное в покое 120 мм рт.ст., может превысить 200 мм рт.ст. в состоянии крайней усталости. [132]

Повышенное систолическое давление крови - результат увеличенного сердечного выброса, который сопровождает увеличение интенсивности работы. Оно обеспечивает быстрое перемещение крови по сосудам. Кроме того, артериальное давление крови обусловливает количество жидкости, выходящей из капилляров в ткани, транспортируя необходимые питательные вещества. Таким образом, повышенное систолическое давление способствует осуществлению оптимального процесса транспорта.[137, 139]

Во время мышечной деятельности, требующей проявления выносливости, диастолическое давление практически не изменяется, независимо от интенсивности нагрузки. Диастолическое давление отражает давление в артериях во время «отдыха» сердца. Ни одно из изменений не влияет в значительной степени на это давление, поэтому нет причин ожидать его увеличения. Повышение диастолического давления на 15 мм рт.ст. и более считается аномальной реакцией на нагрузку и одним из многих показателей, свидетельствующих о необходимости немедленно прекратить нагрузку.

Снижение систолического давления крови, если и происходит, является нормальной реакцией и попросту отражает увеличенное расширение артериол в активных мышцах, вызывающее снижение общего периферического сопротивления.[140, 146]

Другой компонент сердечно-сосудистой системы - кровь - жидкость, транспортирующая необходимые вещества в ткани и выводящая продукты обмена. Поскольку во время нагрузки обмен веществ усиливается, значение функций крови также возрастает.

Содержание кислорода. В состоянии покоя содержание кислорода в крови колеблется от 20 мл на 100 мл артериальной крови до 14 мл на 100 мл венозной крови. Разница между этими двумя показателями представляет собой артериовенозную разницу по кислороду.

С увеличением интенсивности нагрузки артериовенозная разница содержания кислорода постепенно возрастает. Она может увеличиться почти в три раза от состояния покоя до максимальных уровней нагрузки. Это отражается в снижении венозного содержания кислорода. Активным мышцам требуется больше кислорода, поэтому из крови его извлекается больше. Венозное содержание кислорода падает почти до нуля в активных мышцах. Артериальное содержание кислорода остается практически неизменным.[20]

С началом мышечной деятельности почти мгновенно наблюдается переход плазмы крови в интерстициальное пространство. Повышение давления крови вызывает увеличение гидростатического давления в капиллярах. Поэтому увеличение давления крови выталкивает жидкость из сосуда (капилляра) в межклеточное пространство. Кроме того, вследствие аккумуляции продуктов распада в активной мышце увеличивается внутримышечное осмотическое давление, притягивая жидкость к мышце. Продолжительная нагрузка может вызвать снижение объема плазмы на 10 - 20% и больше.

Уменьшение объема плазмы отрицательно влияет на мышечную деятельность. При продолжительной физической активности, когда определенную проблему представляет перегрев организма, необходимо снижать общий кровоток в активных тканях, чтобы обеспечить поступление большего количества крови к поверхности кожи и, таким образом, понизить температуру тела. Уменьшенный объем плазмы также увеличивает вязкость крови, что может препятствовать кровотоку и, тем самым, ограничивать транспорт кислорода, особенно если показатель гематокрита превышает 60%.[150]

От кислорода зависит деятельность организма, и он необходим для образования энергии, необходимой для осуществления различных видов активности. Мышечная деятельность, требующая проявления выносливости, зависит от доставки достаточного количества кислорода к мышцам и адекватного клеточного его потребления. Вместе с тем вследствие метаболических процессов, происходящих в активных мышцах, образуется другой газ - диоксид углерода, который в отличие от кислорода токсичен. Для нормальной клеточной деятельности требуется кислород; с повышением уровня диоксида углерода нормальная деятельность нарушается.

Всю работу по обеспечению организма адекватным количеством кислорода и выведению из него углекислого газа выполняет дыхательная система. Она доставляет кислород в наш организм и выводит из него избыток диоксида углерода.[156]

Дыхательная и сердечно-сосудистая системы образуют эффективную систему транспорта кислорода в ткани организма и выведения из них диоксида углерода. Система транспорта включает четыре отдельных процесса:

легочную вентиляцию (дыхание), представляющую собой передвижение газов в легкие и из легких;

диффузию - газообмен между легкими и кровью;

транспорт кислорода и диоксида углерода с кровью;

капиллярный газообмен - газообмен между капиллярной кровью и метаболически активными тканями.

Вдох - активный процесс, в котором участвуют диафрагма и внешние межреберные мышцы. Движение ребер и грудины осуществляется внешними межреберными мышцами. При расширении легких, воздух, находящийся в них, заполняет больше пространства и давление в легких снижается. В результате давление в легких становится меньшим, чем давление окружающего воздуха. Поскольку дыхательные пути открыты, воздух устремляется в легкие, чтобы снизить разность давления. Таким образом, при вдохе в легкие попадает воздух.

В условиях выполнения значительной физической нагрузки осуществлению вдоха способствуют другие мышцы: лестничные и грудино-ключично-сосцевидная, расположенные в области шеи, а также грудные. С их помощью ребра поднимаются выше, чем при обычном дыхании.[163]

В состоянии покоя выдох, как правило, - пассивный процесс, который включает расслабление дыхательных мышц и эластическую тягу легочной ткани. При расслаблении диафрагмы она принимает свое обычное дугообразное положение. В результате расслабления внешних межреберных мышц ребра и грудина опускаются вниз, занимая обычные для состояния покоя положения.

При дыхании с усилием выдох становится более активным процессом. Внутренние межреберные мышцы более активно тянут ребра вниз. Им могут помогать широчайшая мышца спины и поясничная квадратная мышца. Сокращение мышц живота повышает внутрибрюшное давление, вызывая движение внутренних органов вверх к диафрагме и ускоряя ее возврат в исходное дугообразное положение. Эти мышцы, кроме того, тянут грудную клетку вниз и вовнутрь[168, 172]

Различие парциальных давлений газов в альвеолах и в крови создает градиент давления через легочную мембрану. Это является основой для осуществления газообмена во время диффузии кислорода и углекислого газа

Диффузная способность кислорода повышается при переходе из состояния покоя в состояние выполнения физической нагрузки.

Интенсивность доставки и использования кислорода зависит от трех переменных:

содержания кислорода в крови,

величины кровотока

и локальных усилий.

При выполнении упражнения каждая из этих трех переменных претерпевает изменения, направленные на обеспечение доставки большего количества кислорода к активным мышцам.

Физическая нагрузка усиливает кровоток в мышцах. Усиленный кровоток повышает эффективность доставки и потребления кислорода.[180, 182]

Дыхательные мышцы непосредственно контролируются мотонейронами, деятельность которых, в свою очередь, регулируется респираторными центрами, расположенными на стволе головного мозга. Эти центры задают частоту и глубину дыхания, периодически посылая импульсы дыхательным мышцам.

Цель дыхания - поддержание соответствующего количества газов в крови и тканях, а также соответствующего pH для обеспечения нормальной клеточной деятельности.[184]

Легочная вентиляция при физической нагрузке.

Начало мышечной деятельности сопровождается усилением легочной вентиляции в два раза. Существенное увеличение происходит почти немедленно, затем следует продолжающееся постепенное увеличение глубины и частоты дыхания. Подобное двухфазное увеличение свидетельствует о том, что первоначальное усиление вентиляции обусловлено механикой движений тела. С началом упражнения, прежде чем происходит любое химическое стимулирование, более активной становится двигательная область коры головного мозга, которая посылает стимулирующие импульсы в центр вдоха; он реагирует на них усилением дыхания. Кроме того, механизм проприоцептивной обратной связи активных скелетных и суставов обеспечивает дополнительную импульсацию, на которую также реагирует дыхательный центр.[190]

Вторая фаза увеличения дыхания обусловлена изменением температуры и химического состава артериальной крови.

Легочная вентиляция увеличивается при физической нагрузке, достигающей почти максимальной интенсивности, прямо пропорционально метаболическим потребностям организма. При более низкой интенсивности нагрузки это осуществляется за счет увеличения дыхательного объема - объема воздуха, вдыхаемого и выдыхаемого при нормальном дыхании. При увеличении интенсивности нагрузки частота дыхания также повышается.

При прекращении физической нагрузки потребности мышц в энергии почти моментально снижаются до уровней, характерных для состояния покоя. В то же время легочная вентиляция возвращается к обычному уровню относительно медленнее. Если частота дыхания максимально соответствует метаболическим потребностям тканей, она снизится до исходного уровня в течение нескольких секунд после завершения физической нагрузки. Однако для восстановления дыхания потребуется несколько минут, что свидетельствует о том, что процесс дыхания после физической нагрузки регулируется главным образом кислотно-щелочным равновесием, давлением и температурой крови.[204, 209]

1.8 Современные системы физических упражнений

1.8.1 Аэробика виды, направления, фазы занятий

В широком смысле к аэробике относятся: ходьба, бег, плавание, катание на коньках, лыжах, велосипеде, и другие виды двигательной активности. Выполнение общеразвивающих и танцевальных упражнений, объединенных непрерывно выполняемым комплексом, также стимулирует работу сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Это и дало основание использовать термин "аэробика" для разнообразных программ, выполняемых под музыкальное сопровождение и имеющих танцевальную направленность. Это направление оздоровительных занятий получило огромную популярность во всем мире.[6]

Аэробика - одно из направлений массовой физической культуры с регулируемой нагрузкой. Над разработкой и популяризацией различных программ, синтезирующих элементы физических упражнений танца и музыки, для широкого круга занимающихся активно работают различные группы специалистов. Характерной чертой оздоровительной аэробики является наличие аэробной части занятия, на протяжении которой поддерживается на определенном уровне работа кардиораспираторной системы. В оздоровительной аэробике можно выделить достаточное количество разновидностей, отличающихся содержанием и построением урока.[39]

Направления аэробики:

Танцевальная аэробика. Укрепляет мышцы, особенно нижней части тела, стимулирует работу сердечно - сосудистой системы, улучшает координацию движений и осанку, сжигает лишний вес.

Степ - аэробика. Служит для профилактики и лечения остеопороза и артрита, для укрепления мышц и восстановления после травм колена.

Аква (водная) - аэробика. Укрепляет тело, улучшает гибкость, растягивает мышцы и связки, сжигает лишние калории, успешно восстанавливает после травм, полезна для всех возрастов и для беременных женщин.

Слайд - аэробика. Самый оптимальный вид аэробики для женщин, желающих избавиться от жировых отложений в области бедер. Служит для укрепления основных мышц тела.

Памп - аэробика. Направлена на коррекцию фигуры и укрепление мышц.

Тай - Бо - аэробика. Служит для снятия стресса, повышает тонус и настроение, регулирует работу сердца, улучшает общее самочувствие.

Фитбол - аэробика. Помогает скорректировать фигуру, развивает координацию движений, гибкость. Способствует исправлению осанки и укреплению сердечно - сосудистой и дыхательной системы. Предназначен и для детей, и для взрослых

Треккинг - аэробика. Необходима для улучшения общего физического состояния организма. Улучшает работу сердечно - сосудистой и дыхательной систем.

В общем виде занятие аэробикой состоит из следующих основных фаз: разминка, аэробная фаза, заминка, силовая нагрузка. [38, 39]

1.8.2 Оздоровительная ходьба

Оздоровительная ходьба - это естественный вид физической деятельности, где регулируются скорость и расстояние. Нагрузка на опорно-двигательный аппарат при ходьбе меньше чем при беге, что очень важно для полных людей, наиболее предрасположенных к травмам.

Начинать ходьбу можно в любое время года, любой час дня и в любом месте: парке, лесу, на стадионе, можно пройтись и по тротуару.[17]

Начальная оздоровительная ходьба.

Выполняют ее обычным шагом, контролируют дыхание, пульс, длину и частоту шагов.

Оздоровительная ходьба: активизирует обмен веществ, повышает работоспособность и выносливость.

Начинать следует с медленной ходьбы. Используют такую схему:

5-10 минут обычной ходьбы, 3-5 минут быстрой ходьбы и 5-10 минут обычной ходьбы. Повторить 3-4 раза, постепенно наращивая темп.

Продолжительность ходьбы не менее 30 минут. Перед началом каждого занятия 10-15-минутную разминка. Первые 5-10 минут - медленный темп.

Основная часть занятия - по приведенной выше схеме (5-10 минут обычной ходьбы, затем 3-5 минут быстрой ходьбы и снова 5-10 минут обычной ходьбы).

Заключительная часть тренировочной программы - медленная ходьба в течение 5-10 мин, упражнения на растягивание, расслабляющие и дыхательные упражнения. Для достижения лечебного эффекта нужно заниматься не менее 3-4 раз в неделю,

Специалисты по оздоровительной ходьбе рекомендуют программы с постепенным нарастанием нагрузки. Так, как ходьба - довольно «нагрузочный» вид двигательной активности для начинающих. Подготовив свой организм с помощью оздоровительной ходьбы, можно переходить к другим видам двигательной активности, например, бегу или плаванию.