Тема 1.6 Закаливание. Значение, средства, методика

На простудные заболевания приходится 40% пропущенных по нетрудоспособности дней. Для общества это оборачивается большими экономическими потерями.

Для каждого человека простуда сопровождается также заметными потерями. Это - снижение успеваемости из-за пропусков занятий, меньшая месячная выработка и, следовательно, меньшая зарплата.

Существует выражение: «Простудными заболеваниями болеют некультурные люди». Если иметь в виду, что физическая культура личности предполагает практическое использование знаний и умений по закаливанию, то выражение справедливо на 100%. Знания по закаливанию организма доступны каждому школьнику начальных классов. Но используют эти знания далеко не все.

Закаливание в своей основе представляет своеобразную тренировку всего организма, и прежде всего, терморегуляционного механизма, способствующего устойчивости организма к воздействию различных метеорологических факторов. При этом приспособительные реакции происходят прежде всего в нервной системе, в эндокринной системе, во внутренних органах, на тканевом и клеточном уровне. Благодаря этому организм получает возможность безболезненно переносить чрезмерное воздействие холода, жары и т. д. Закаливающие процедуры способствуют повышению физической и умственной работоспособности, укрепляют здоровье, снижают заболеваемость.

Приступать к закаливанию можно в любом возрасте, однако, чем раньше оно начато, тем здоровее и устойчивее будет организм. Предварительно нужно обязательно посоветоваться с врачом. При острых заболеваниях и обострениях хронических недугов принимать закаливающие процедуры нельзя.

Эффективность закаливания увеличивается, если необходимые процедуры проводить во время занятий физическими упражнениями. Высокий закаливающий эффект дают лыжный и конькобежный спорт, плавание, легкая атлетика, альпинизм.

Методика закаливания. Необходимо выполнять два основных требования: систематичность и постепенное увеличение раздражителя, т. е. снижение температуры. Нельзя беспредельно снижать температуру, стремясь к достигнутым «моржами» показателям. Такие достижения возможны при постоянном наблюдении врача, при многолетнем закаливании. Для большинства людей достаточно более низкого уровня, того, который обеспечивает человеку защиту от случайного охлаждения.

Систематическое применение закаливающих процедур снижает число простудных заболеваний в 2-5 раз, в отдельных случаях почти полностью исключает их появление. Закаливание оказывает общеукрепляющее действие на организм, улучшает кровообращение, повышает тонус ЦНС, нормализует обмен веществ.

Водные процедуры - наиболее удобный вид закаливания, так как человек каждое утро встречается с водой при умывании, чистке зубов. Главным закаливающим фактором служит температура воды. По возрастанию силы воздействия водные процедуры можно расположить в такой ряд: обтирание (отдельных частей тела и всего тела), обливание, душ, купание в открытых водоемах.

Закаливание начинают водой, температура которой близка к температуре тела: 33-34°С. Через каждые 3-4 дня температуру воды снижают на 1 градус, постепенно доводя ее до 12-15°С. (Минимальная температура воды в зимнее время в кране около 12-14°С. Достижением этой температуры и следует ограничиться, т. е. кран с горячей водой не трогать.

Обливание выполняется так. Наклонившись над ванной и набрав в ладонь воду, обмывают руки, грудь, спину. Полотенце повязывают вокруг талии. После обливания активно растираются полотенцем. Используя только обливание из-под крана, можно достичь хороших результатов в закаливании, следуя такой схеме: утром - обливание по пояс, вечером - обмывание стоп. После того, как вы стали выполнять эти процедуры только с водой их «холодного» крана, можно добавить к утренним процедурам втягивание воды в нос. Делается это следующим образом. Под открытым краном набирается в ладонь вода и подносится к одной ноздре (правой ладонью к правой, левой к левой), вторая зажимается пальцем. Воду втягивают в нос и выдувают обратно. Спешить со снижением температуры воды при этой процедуре нельзя. Вода даже индифферентной температурой вызывает сильное раздражение: слезятся глаза, может наступить чиханье. Но, достигнув, как и в предыдущих процедурах; максимума, вы будете избавлены от простудных заболеваний.

Итак, утром обливание по пояс и промывание носа, вечером - мытье стоп. Процедуры, доступные в любых условиях. Они дадут вам хорошую работоспособность, бодрое настроение, защиту от простудных заболеваний.

Роль ритмов в жизни человека

Изучением ритмов активности и пассивности нашего организма занимается особая наука - биоритмология. Согласно этой науке, большинство процессов, происходящих в организме, синхронизированы с периодическими солнечно-лунно-земными влияниями. И это неудивительно, ведь любая живая система, в том числе и человек, постоянно находится в состоянии обмена информацией, энергией и веществом с окружающей средой. Если по каким-либо причинам этот обмен (на любом уровне - информационном, энергетическом или материальном) извращается или нарушается, то это отрицательно сказывается на развитии и жизнедеятельности организма.

Основатель гео- и космобиологии Александр Леонидович Чижевский на огромном статистическом и экспериментальном материале показал зависимость здоровья и поведения людей от космических влияний.

Если бы мы продолжали наш анализ далее, то увидели бы, что максимумы и минимумы космических и геофизических явлений согласно совпадают с максимумами и минимумами тех или иных явлений в органическом мире».

В клетках человеческого организма постоянно идут два противоположных процесса: анаболизм и катаболизм. Анаболизм - биологический процесс, при котором простые вещества соединяются между собой и образуют более сложные, что приводит к построению новой протоплазмы, росту и накоплению энергии. Катаболизм - противоположный анаболизму процесс расщепления сложных веществ на более простые, при этом ранее накопленная энергия освобождается и производится внешняя или внутренняя работа. Эти два процесса взаимно усиливают друг друга. Руководит этим процессом свет и температура. Светлое время суток способствует активизации катаболических процессов в каждой клетке человеческого организма. С уменьшением освещенности и температуры уменьшается и физическая активность. В клетках реализуется программа восстановления, накопления. Угнетает этот ритм элементарное несоблюдение своевременного сна и бодрствования: днем -спать, ночью - работать. Надо отказаться от ночных смен и от противоестественного образа жизни. Существует деление людей на «сов» и «жаворонков». Исходя из изложенного, «совы» ведут противоестественный образ жизни, который разрушает согласованность ритма клеток с освещенностью в течение суток. Не вдаваясь в дальнейшее описание ритмов человеческого организма, укажем, что периодом наибольшей физической активности организма является время с 14 до 18 ч. Это наиболее благоприятный период для занятий спортом. Если человек бодрствует в период с 2 до 6 ч, то он, таким образом, истощает свой организм.

Заканчивая тему, подчеркиваем, что состояние здоровья каждого человека находится в его руках. Об этом говорят обобщенные данные Всемирной организации здравоохранения: здоровье человека зависит на 50% от образа жизни, на 20% - от наследственности, на 20% - от окружающей среды, на 8-10% - от развития системы здравоохранения.

Раздел 2. СОЦИАЛЬНО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И СПОРТА

здоровый физический работоспособность активность

Естественнонаучными основами физической культуры при организации процесса физического воспитания человека в обществе является комплекс медико-биологических наук, таких, как анатомия, физиология, биология, биохимия, гигиена и др. При изучении органов и морфофункциональных систем организма человека исходят из принципа целостности и единства организма с внешней природной и социальной средой. Деятельность всех органов человеческого организма тесно связана между собой и является слаженной единой, саморегулирующейся и саморазвивающейся биологической системой, функциональная деятельность которой обусловливается взаимодействием психических, двигательных и вегетативных реакций на различные воздействия окружающей среды. Эти воздействия могут быть как полезными, так и пагубными для здоровья. Отличительная особенность человека как социального существа - возможность сознательно и активно влиять как на внешние природные, так и на социально-бытовые условия, во многом определяющие состояние здоровья людей, их работоспособность, продолжительность жизни и рождаемость.

Без знания строения человеческого тела, закономерностей деятельности отдельных органов и функциональных систем организма, особенностей протекания сложных процессов его жизнедеятельности невозможно должным образом организовать процесс формирования здорового образа жизни и физической подготовки.

Организм человека как единая саморазвивающаяся и саморегулирующаяся биологическая система - это система автоматического поддержания какого-либо жизненно важного фактора организма (например, давление крови, температура тела и др.) на должном уровне, всякое отклонение от которого ведет к немедленной мобилизации механизмов, восстанавливающих этот уровень ''

Человеческий организм - сложная биологическая система, в которой непрерывно идет обмен веществ и энергии. Он обладает способностью к росту, размножению и активному передвижению в пространстве. Все его органы связаны между собой и взаимодействуют благодаря нервной, кровеносной, лимфатической системам. Нарушение деятельности одного из органов приводит к нарушению деятельности других органов, т. е. организм представляет собой неразрывное целое, существующее в определенных, постоянно изменяющихся условиях окружающей среды. Причем человек способен изменять внешнюю среду сознательно и, к сожалению, не всегда в своих интересах. Поэтому при оценке деятельности организма человека необходимо учитывать не только взаимодействие его вегетативных и двигательных функций, но и роль его психики при этом, а также влияние на нее социальных факторов.

Огромное количество клеток, каждая из которых выполняет только свои, ей присущие функции в общей структурно-функциональной системе организма, снабжается питательными веществами и необходимым количеством кислорода для осуществления жизненно необходимых процессов энергообразования, выведения продуктов распада, обеспечения различных биохимических реакций жизнедеятельности и т.д., посредством регуляторных механизмов, осуществляющих свою деятельность через нервную, кровеносную, дыхательную, эндокринную и другие системы организма.

Тема 2.1 Анатомо-морфологические и физиологические функции человеческого организма

Общее представление о строении тела человека, тканях, органах и физиологических системах

Организм человека состоит из огромного (более 100 триллионов) количества клеток и клеточного вещества. Совокупность клеток (и межклеточного вещества), имеющих общее происхождение, одинаковое строение и функции, называется тканью. Существует четыре вида ткани: эпителиальная (выполняет покровную, защитную, всасывательную, выделительную и секреторную функции); соединительная (рыхлая, плотная, хрящевая, костная и кровь); мышечная (поперечно-полосатая, гладкая и сердечная); нервная (состоит из нервных клеток, или нейронов, важнейшая функция которых -генерирование и проведение нервных импульсов).

Каждый вид ткани связан с выполнением определенных функций, обладает свойствами общего и функционального специфического характера. Так, например, общим свойством для всех видов тканей является возбудимость, а главным свойством, к примеру, мышечной ткани является сократимость, т. е. способность сокращаться в ответ на раздражение; основное свойство нервной ткани -возбудимость и проводимость; кровь как главная составляющая внутренней среды организма выполняет целый ряд жизненно важных функций: транспортную, дыхательную, питательную, выделительную, защитную, терморегуляционную и др.

Снаружи тело человека покрыто кожей, которая защищает организм от внешних повреждающих факторов, предохраняет от потери воды, участвует в сохранении постоянной температуры тела, содержит много чувствительных нервных окончаний - рецепторов, воспринимающих механические, температурные и другие раздражения.

Туловище человека имеет три основные полости - грудную, брюшную и тазовую.

Грудная полость отделена от брюшной диафрагмой, представляющей собой эластичную мышечно-сухожильную пластину.

В грудной полости находятся сердце, крупные кровеносные сосуды, легкие, пищевод; в брюшной - расположены желудок, кишечник, печень, поджелудочная железа, селезенка, почки и другие органы. Тазовая полость вмещает мочевой пузырь, часть прямой кишки и половые органы. Каждый отдельно взятый орган может обеспечивать определенные функции только в комплексе с другими, и этот комплекс называется системой органов. Принято выделять следующие функциональные системы организма костную (скелет человека), мышечную, кровеносную, дыхательную, пищеварительную, нервную, систему желез внутренней секреции, анализаторов и др.

Скелет человека

В скелете человека насчитывается более 200 костей, которые в зависимости от формы и функции делятся на трубчатые (кости конечностей); губчатые (выполняют в основном защитную и опорную функции - ребра, грудина, позвонки и др.); плоские (кости черепа, таза, поясов конечностей); смешанные (основание черепа).

Скелет человека состоит из позвоночника, черепа, грудной клетки, поясов конечностей и скелета свободных конечностей. Позвоночник, состоящий из 33-34 позвонков, делят на 5 отделов: шейный (7), грудной (12), поясничный (5), крестцовый (5), копчиковый (4-5). Позвоночный столб позволяет совершать сгибания вперед и назади в стороны, вращательные движения вокруг вертикальной оси.

В норме он имеет два изгиба вперед (шейный и поясничный - лордозы) и два изгиба назад (грудной и крестцовый - кифозы). Названные изгибы имеют большое функциональное значение при выполнении различных движений (ходьба, бег, прыжки, кувырки и т. д.), они ослабляют толчки, удары и т. п., амортизируя как эластичная система.

Опорно-двигательный аппарат состоит из костей, связок, мышц, мышечных сухожилий. Большинство сочленяющихся костей соединяется между собой связками и мышечными сухожилиями, образуя суставы конечностей, позвоночника и др.

Как правило, все кости скелета соединены между собой посредством суставов, связок и сухожилий. Суставы - в основном подвижные соединения, область соприкосновения костей в них покрыта специальной оболочкой - суставной сумкой из плотной соединительной ткани, срастающейся с надкостницей и сочленяющихся костей. Полость суставов герметически закрыта и имеет небольшой объем, зависящий от формы и размеров сустава. Суставная жидкость в суставной щели уменьшает трение между суставными поверхностями при движении, как и гладкий хрящ, покрывающий эти поверхности. В простейшем случае в суставе осуществляются сгибание и разгибание, наиболее сложными суставами являются шаровидные (например, в тазобедренном суставе можно производить сгибание, разгибание, приведение, отведение, вращение).

Главная функция суставов - осуществление движений. Вместе с этим они выполняют роль своеобразных тормозов, гасящих инерцию движения и позволяющих производить мгновенную остановку после быстрого движения. Суставы при систематических занятиях физическими упражнениями и спортом развиваются и укрепляются, повышается эластичность их связок и мышечных сухожилий, увеличивается гибкость. Отсутствие достаточной двигательной активности приводит к разрыхлению суставного хряща и изменению суставных поверхностей, сочленяющихся костей, к появлению болевых ощущений, создаются условия для образования в них воспалительных процессов.

Мышечная система

Мускулатура человека делится на два вида: гладкую (непроизвольную) и поперечно-полосатую (произвольную). Гладкие мышцы расположены в стенках кровеносных сосудов и некоторых внутренних органах. Они обеспечивают сужение или расширение сосудов, осуществляют продвижение пищи по желудочно-кишечному тракту, сокращают стенки мочевого пузыря.

Поперечно-полосатые мышцы - это все скелетные мышцы, которые обеспечивают многообразные движения тела и отдельных его частей. К поперечно-полосатым мышцам относится также и сердечная мышца, обеспечивающая ритмическую работу сердца на протяжении всей жизни человека автоматически. Поперечно-полосатыми эти мышцы называются потому, что в поле микроскопа они имеют поперечную исчерченность. Основой мышц, как и всего живого вообще, являются белки. Они составляют 80-85% мышечной ткани. Главным свойством мышечной ткани, как уже говорилось, является сократимость, которая обеспечивается за счет сократительных мышечных белков - актина и миозина.

Строение мышечной ткани весьма сложно. Мышца имеет волокнистую структуру, каждое волокно - это мышца в миниатюре, совокупность этих волокон и образует мышцу в целом.

В свою очередь, мышечное волокно состоит из миофибрилл. Каждая миофибрилла по длине делится на чередующиеся светлые и темные участки. Темные участки - протофибриллы, состоящие из длинных цепочек молекул миозина, светлые - образованы еще более тонкими белковыми нитями актина. Когда мышца находится в несокращенном (расслабленном) состоянии, нити актина и миозина лишь частично продвинуты относительно друг друга, причем каждой нити миозина противостоят, окружая ее, несколько нитей актина. Более глубокое продвижение относительно друг друга обусловливает укорочение (сокращение) миофибрилл отдельных мышечных волокон и всей мышцы в целом.

К мышце подходят и отходят многочисленные нервные волокна. Двигательные (эфферентные) нервные волокна передают импульсы от головного и спинного мозга, приводящие мышцы в рабочее состояние, чувствительные волокна передают импульсы в обратном направлении, информируя центральную нервную систему о деятельности мышц. Через нервные симпатические волокна осуществляется регуляция обменных процессов в мышцах, приспосабливая их деятельность к изменившимся условиям работы, адаптируя к различным мышечным нагрузкам. Каждую мышцу пронизывает разветвленная сеть капилляров, по которым поступают необходимые для жизнедеятельности мышц вещества и выводятся конечные продукты обмена.

Скелетная мускулатура

Вся скелетная мускулатура состоит из поперечно-полосатых мышц. Скелетные мышцы снаружи покрыты плотной соединительнотканной оболочкой. В каждой мышце различают активную часть (тело мышцы) и пассивную (сухожилие). По форме мышцы делятся на длинные, короткие и широкие. Длинные мышцы находятся главным образом на конечностях, широкие - на туловище. По направлению мышечных волокон различают мышцы с косым направлением волокон, с прямым (параллельным) ходом волокон и перистым, веерообразным. Мышцы, действие которых противоположно, называются антагонистами, однонаправлено - синергистами. Одни и те же мышцы могут выступать в различных ситуациях в том и другом качестве. Сила мышц оценивается весом груза, который она при максимальном возбуждении способна удерживать, не изменяя своей длины. Сила мышц зависит от суммы сил мышечных волокон (их сократительной способности); количества мышечных волокон в мышце и количества функциональных единиц, одновременно возбуждающихся при развитии напряжения; исходной длины мышцы (предварительно растянутая мышца развивает большую силу); характера регуляторных влияний: условий взаимодействия с костями скелета.

Сократительная способность мышцы характеризуется ее абсолютной силой (сила, приходящаяся на 1 см2 поперечного сечения мышечных волокон). Для расчета этого показателя силу мышцы делят на площадь ее физиологического поперечника (т. е. на сумму площадей всех мышечных волокон, составляющих мышцу). У мышц с веерообразным (перистым) ходом волокон физиологический поперечник больше, чем у мышц с параллельным расположением волокон, и поэтому сила их существенно больше. Для примера, абсолютная сила мышц (в кг на 1см2) в среднем у человека: икроножная - 6,24, разгибатели шеи - 9,0, жевательная - 10,0, трехглавая плеча- 16,8.

При титаническом (сильном и длительном) напряжении мышца развивает значительное усилие. Одиночное мышечное волокно способно развивать усилие приблизительно в 200-300 мг. Мышечная же система человека состоит из 15-30-106 мышечных волокон. Следовательно, они вместе могут реализовать напряжение в 20-30 т. Рекордная сила, которую может проявить, например, икроножная мышца при выполнении специальных физических упражнений при разгибании стопы, может доходить до 500 кгс.

Центральная нервная система изменяет силу сокращения мышцы путем изменения количества одновременно участвующих в сокращении функциональных единиц, а также частоты поступающих к ним импульсов. Учащение импульсов приводит к возрастанию величины напряжения. Хорошо развитая сила мышцы оказывает положительное влияние на скорость ее сокращения.

Работа мышцы. В процессе мышечного сокращения потенциальная химическая энергия переходит в потенциальную механическую энергию напряжения и кинетическую энергию движения. Различают внутреннюю и внешнюю работу. Внутренняя работа ^связана с трением в мышечном волокне при его сокращении, движением катионов и анионов, как при возбуждении, так и в процессе восстановления исходного состояния; превращением энергии при эндотермических ресинтезах. Внешняя работа проявляется при перемещении собственного тела, груза, отдельных частей организма (динамическая работа) в пространстве. Она характеризуется коэффициентом полезного действия (КПД) мышечной системы, т. е. отношением производимой работы к общим энергетическим затратам (для мышц человека КПД составляет 15-20%, у физически развитых тренированных людей этот показатель несколько выше).

При статических усилиях можно говорить не о работе, как таковой, с точки зрения физики, а о работе, которую с физиологической точки зрения следует оценивать энергетическими затратами организма, его функциональных систем, расходуемыми на поддержание напряжения сокращенных мышц. В процессе двигательной деятельности динамические и статические мышечные сокращения взаимодействуют: динамическая работа может быть эффективной в том случае, если статическое напряжение определенных мышц обеспечивает определенную рабочую позу.

Общее представление об энергообеспечении мышечного сокращения

Источниками энергии для мышечного сокращения служат особые органические вещества, богатые потенциальной энергией и способные, расщепляясь, отдавать ее. Это - аденозиптри-фосфорная кислота (АТФ), креатинфосфорная кислота (КРФ), углеводы, жиры и белки. Особую роль среди них играет АТФ, именно при ее расщеплении мышцы непосредственно получают энергию, остальные виды энергетических веществ используются в процессе биохимических реакций для восстановления АТФ. Так как количество АТФ в мышцах сравнительно невелико, запас энергии, заключенный в ней, быстро исчерпывается. Тогда вступают в действие КРФ и гликоген (его называют животным сахаром или крахмалом), выделяемая при их расщеплении энергия восстанавливает молекулу, а с ней и энергию АТФ. Когда же запасы энергии АТФ, КрФ и гликогена исчерпываются, используются новые источники энергии: углеводы, жиры и белки, которые поступают к мышцам с током крови и окисляются, выделяя энергию на восстановление АТФ.

Таким образом, становится, очевидно, что многообразные функции мышечной системы обеспечивают движения человека, вертикальное положение его тела, фиксацию внутренних органов в определенном положении, дыхательные движения, усиление кровообращения и лимфообращения (мышечный насос), теплорегуляцию организма вместе с другими системами. Движения играют существенную роль во взаимодействии человека с внешней средой.

У человека насчитывается более 600 различных мышц. Они составляют у мужчин 35-40% веса тела (у спортсменов - 50% и более), у женщин - несколько меньше. Механическая деятельность мышц осуществляется в результате способности мышечных волокон переходить в состояние возбуждения, т.е. в деятельное состояние под влиянием биотоков (импульсов), идущих к мышцам по нервным волокнам. Возбуждение мышечных волокон представляет собой сложную систему энергетических, химических, структурных и иных изменений в клетках, обеспечивающих специфическую работу мышечной ткани. Работа мышц реализуется за счет их напряжения или сокращения. Напряжение происходит без изменений длины мышцы (статическая работа), сокращение происходит с уменьшением длины ее (динамическая работа). Чаще всего мышцы работают в смешанном режиме, одновременно напрягаясь и сокращаясь по длине.

При работе мышцы развивают определенную силу, которую можно определенным образом измерить. Вспомним, что сила зависит от количества мышечных волокон и их поперечного сечения, а также от эластичности и исходной длины отдельной мышцы. Систематическая физическая тренировка увеличивает силу мышц, в том числе и за счет увеличения их эластичности.

Как уже говорилось, все мышцы человека в целом содержат около 300 млн. мышечных волокон. Если деятельность волокон всех мышц направить в одну сторону, то при одновременном сокращении они могли бы развить силу в 25-30 т. Костная и мышечная системы функционально естественным образом связаны и вместе выполняют опорно-двигательную функцию. При различных видах сокращения скелетной мускулатуры происходит перемещение тела и его звеньев в пространстве, при этом огромное значение имеет состояние связочно-суставных образований, о которых говорилось выше.

Кровь. Кровеносная и дыхательная системы

Кровеносная система состоит из сердца и кровеносных сосудов. Ритмические сокращения сердечной мышцы обеспечивает непрерывное движение крови в замкнутой системе сосудов. Кровь, выполняя трофическую функцию, переносит питательные вещества из тонкого кишечника к клеткам всего организма, она же обеспечивает транспортировку кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким, осуществляя дыхательную функцию. При этом в крови циркулирует большое количество биологически активных веществ, которые регулируют и объединяют функциональную деятельность щеток организма. Кровь обеспечивает выравнивание температуры различных частей тела.

Дыхательная система включает в себя носовую полость, гортань, трахею, бронхи и легкие. В процессе дыхания из атмосферного воздуха через альвеолы легких в организм постоянно поступает кислород, а из организма выделяется углекислый газ.

Процесс дыхания - это целый комплекс физиологических процессов, в реализации которых участвует не только дыхательный аппарат, но и система кровообращения.

Трахея в нижней своей части делится на два бронха, каждый из которых, входя в легкие, древовидно разветвляется. Конечные мельчайшие разветвления бронхов (бронхиолы) переходят в закрытые альвеолярные ходы, в стенках которых находится большое количество шаровидных образований - легочных пузырьков (альвеол). Каждая альвеола окружена густой сетью кровеносных капилляров. Общая поверхность всех легочных пузырьков очень велика, она в 50 раз превышает поверхность кожи человека и составляет более 100 м2.

Легкие располагаются в герметически закрытой полости грудной клетки. Они покрыты тонкой гладкой оболочкой - плеврой, I такая же оболочка выстилает изнутри полость грудной клетки. Пространство, образованное между этими двумя листами плевры, называется плевральной полостью. Давление в плевральной полости всегда ниже атмосферного при выдохе на 3-4 мм рт. ст., при I вдохе на 7-9 мм. Механизм дыхания осуществляется рефлекторно (автоматически). В покое обмен воздуха в легких происходит в результате дыхательных ритмических движений грудной клетки. При понижении в грудной полости давления в легкие (в достаточной степени пассивно за счет разности давлений) засасывается порция воздуха - происходит вдох. Затем полость грудной клетки уменьшается, и воздух из легких выталкивается - происходит выдох. Расширение полости грудной клетки осуществляется в результате деятельности дыхательной мускулатуры. В покое при вдохе полость грудной клетки расширяет специальная дыхательная мышца, речь о которой шла ранее, - диафрагма, а также наружные межреберные мышцы; при интенсивной физической работе включаются и другие (скелетные) мышцы. Выдох в покое производится выражено пассивно, при расслаблении мышц, осуществлявших вдох, грудная клетка под воздействием силы тяжести и атмосферного давления уменьшается. При интенсивной физической работе в выдохе участвуют мышцы брюшного пресса, внутренние межреберные и другие скелетные мышцы. Систематические занятия физическими упражнениями и спортом укрепляют дыхательную мускулатуру и способствуют увеличению объема и подвижности (экскурсии) грудной клетки.

Этап дыхания, при котором кислород из атмосферного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови - в атмосферный воздух, называют внешним дыханием; перенос газов кровью -следующий этап, и, наконец, тканевое (или внутреннее) дыхание -потребление клетками кислорода и выделение ими углекислоты как результат биохимических реакций, связанных с образованием энергии для обеспечения процессов жизнедеятельности организма.

Внешнее (легочное) дыхание осуществляется в альвеолах легких. Здесь через полупроницаемые стенки альвеол и капилляров происходит переход кислорода из альвеолярного воздуха, заполняющего полости альвеол. Молекулы кислорода и углекислого газа осуществляют этот переход за сотые доли секунды. После переноса кислорода кровью к тканям осуществляется тканевое (внутриклеточное) дыхание. Кислород переходит из крови в межтканевую жидкость и оттуда в клетки тканей, где используется для обеспечения процессов обмена веществ. Углекислый газ, интенсивно образующийся в клетках, переходит в межтканевую жидкость и затем в кровь. С помощью крови он транспортируется к легким, из которых выводится из организма. Переход кислорода и углекислого газа через полупроницаемые стенки альвеол, капилляров и оболочек эритроцитов и клеток тканей происходит путем диффузии (перехода) и обусловлен разностью парциального давления каждого из этих газов. Так, например, при атмосферном давлении воздуха 760 мм рт. ст. парциальное давление кислорода в нем равно 159 мм рт. ст., в альвеолярном - 102, в артериальной крови - 100, в венозной -40 мм рт. ст. В работающей мышечной ткани этот показатель может снижаться до нуля. Указанная разница в парциальном давлении кислорода обеспечивает его поэтапный переход в легкие, а далее через стенки капилляров - в кровь, а из крови - в клетки тканей.

Углекислый же газ из клеток тканей поступает в кровь, из крови - в легкие, из легких - в атмосферный воздух, так как градиент парциального давления углекислого газа (рСО2) направлен в обратную относительно рО2 сторону (в клетках рСО2 - 50-60, в крови - 47, в альвеолярном воздухе - 40, в атмосферном воздухе -0,2 мм рт. ст.).

Нервная система

Нервная система в целом состоит из центрального (головной и спинной мозг) и периферического отделов (нервов, отходящих от головного и спинного мозга и расположенных на периферии нервных узлов). Центральная нервная система координирует деятельность различных органов систем организма и регулирует эту деятельность в условиях изменяющейся внешней среды по механизму рефлекса. Процессы, протекающие в центральной нервной системе, лежат в основе всей психической деятельности человека - мышлении, памяти, разумном поведении в обществе, восприятии окружающего мира, познании законов природы и общества и т. д., т. е. вся деятельность человека, как биологическая, так и социальная, осуществляется благодаря реализации взаимоотношений организма и среды по принципу рефлекса.

О структуре центральной нервной системы

Спинной мозг лежит в спинномозговом канале, образованном дужками позвонков. Его длина у взрослого человека в пределах 41-45 см, толщина 1 см. Первый шейный позвонок является границей спинного мозга сверху, а граница снизу - второй поясничный позвонок. Спинной мозг делится на пять отделов с определенным количеством сегментов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. В центре спинного мозга находится канал, заполненный спинномозговой жидкостью. На поперечном разрезе лабораторного препарата легко различают серое и белое вещество мозга. Серое вещество мозга состоит из скопления тел нервных клеток (нейронов), периферические отростки которых в составе спинномозговых нервов достигают различных рецепторов кожи, мышц, сухожилий, слизистых оболочек. Белое вещество, окружающее серое, состоит из отростков, связывающих между собой нервные клетки спинного мозга; восходящих чувствительных (эфферентных), связывающих все органы и ткани человеческого тела (кроме головы) с головным мозгом, нисходящих двигательных (афферентных) путей, идущих от головного мозга к двигательным клеткам спинного мозга.

Таким образом, нетрудно себе представить, что спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую для нервных импульсов функции. В различных отделах спинного мозга находятся мотонейроны (нервные двигательные клетки), иннервирующие мышцы верхних конечностей, спины, груди, живота, нижних конечностей. В крестцовом отделе располагаются центры дефекации, мочеиспускания и половой деятельности. Важной функцией мотонейронов является постоянное обеспечение необходимого тонуса мышц, благодаря которому все рефлекторные двигательные акты осуществляются мягко и плавно. Тонус центров спинного мозга регулируется высшими отделами центральной нервной системы. Поражения спинного мозга влекут за собой различные нарушения, связанные с выходом из строя проводниковой функции. Всевозможные травмы и заболевания спинного мозга могут приводить к расстройству болевой, температурной чувствительности, нарушению структуры сложных произвольных движений, мышечного тонуса и т. д.

Головной мозг представляет собой скопление огромного количества нервных клеток. Он состоит из переднего, промежуточного, среднего и заднего отделов. Строение головного мозга несравнимо сложнее строения любого органа человеческого тела. Назовем некоторые особенности и жизненно важные функции. Так, например, такое образование заднего мозга, как продолговатый мозг, является местом расположения важнейших рефлекторных центров (дыхательного, пищевого, регулирующих кровообращение, потоотделение). Поэтому поражение этого отдела головного мозга вызывает мгновенную гибель. Говорить подробно о специфике строения и функциях коры головного мозга мы не будем, однако необходимо отметить, что кора больших полушарий головного мозга является наиболее молодым в филогенетическом отношении отделом мозга (филогенез - процесс развития растительных и животных организмов в течение времени существования жизни на Земле). В процессе эволюции кора больших полушарий приобретает существенные структурные и функциональные особенности и становится высшим отделом центральной нервной системы, формирующим деятельность организма как единого целого в его взаимоотношениях с окружающей средой.

Видимо, полезно будет охарактеризовать еще некоторые анатомо-физиологические особенности головного мозга человека.

Известно, что головной мозг человека весит в среднем 1400 г. Связь между весом мозга и весом тела человека, по данным различных авторов, сравнительно невелика. Многочисленными исследованиями установлено, что нормальная деятельность мозга связана с кровоснабжением. Как известно, основным источником энергии, необходимой для функционирования нервных элементов, является процесс окисления глюкозы. Однако в мозгу нет запасов углеводов и тем более кислорода, и поэтому нормальный обмен веществ в нем целиком зависит от постоянной доставки энергетических ресурсов с кровью. Мозг активен не только во время бодрствования, но и во время сна. Мозговая ткань потребляет кислорода в 5 раз больше, чем сердце, и в 20 раз больше, чем мышцы. Составляя всего около 2% веса тела человека, мозг поглощает 18-25% потребляемого всем организмом кислорода. Мозг значительно превосходит другие органы и по потреблению глюкозы. Им используется 60-70% глюкоза, образуемой печенью, что составляет в сутки 115 г, и это несмотря на то, что по количеству содержащейся крови мозг стоит на одном из последних мест.

Ухудшение кровоснабжения головного мозга может быть связано с гиподинамией (малоподвижным образом жизни). При гиподинамии наиболее часты жалобы на головную боль различной локализации, интенсивности и продолжительности, головокружение, слабость, пониженную умственную работоспособность, ухудшение памяти, раздражительность.

Нервная вегетативная система - специализированный отдел нервной единой системы мозга регулируется, в частности, корой больших полушарий. В отличие от нервной соматической системы, иннервирующей произвольную (скелетную) мускулатуру и обеспечивающей общую чувствительность тела и других органов чувств, нервная вегетативная система регулирует деятельность внутренних органов - дыхания, кровообращения, выделения, размножения, желез внутренней секреции и т. д. Вегетативная нервная система подразделяется на симпатическую и парасимпатическую системы. Деятельность сердца, сосудов, органов пищеварения, выделения, половых и т. д.; регуляция обмена веществ, термообразования, участие в формировании эмоциональных реакций (страх, гнев, радость) - все это находится в ведении симпатической и парасимпатической нервной систем и все под тем же контролем со стороны высшего отдела центральной нервной системы. Экспериментально показано, что их влияние носит хотя и антагонистический характер, но согласованный в регуляции важнейших функций организма.

Рецепторы и анализаторы. Главным условием нормального существования организма является его способность быстро приспосабливаться к изменениям окружающей среды. Эта способность реализуется за счет наличия специальных образований - рецепторов. Рецепторы, обладая строгой специфичностью, трансформируют внешние раздражители (звук, температуру, свет, давление и т. д.) . в нервные импульсы, которые по нервным волокнам передаются в центральную нервную систему. Рецепторы человека делятся на две основные группы: экстеро (внешние) и интеро (внутренние) рецепторы. Каждый такой рецептор является составной частью анализирующей системы, в которую поступают импульсы и которая называется анализатором.

Анализатор состоит из трех отделов - рецептора, проводниковой части и центрального образования в головном мозгу. Высший отдел анализатора - корковый. Не вдаваясь в подробности, перечислим только названия анализаторов, о роли которых в жизнедеятельности любого человека многим известно. Это - кожный анализатор (тактильная, болевая, тепловая, холодовая чувствительность), двигательный (рецепторы в мышцах, суставах, сухожилиях и связках возбуждаются под влиянием давления и растяжения), вестибулярный (воспринимает положение тела в пространстве), зрительный (свет и цвет), слуховой (звук), обонятельный (запах), вкусовой (вкус), висцеральный (состояние ряда внутренних органов).

Эндокринная система

Железы внутренней секреции, или эндокринные железы, вырабатывают особые биологические вещества - гормоны. Термин «гормон» происходит от греческого hormo - побуждаю, возбуждаю. Гормоны обеспечивают гуморальную (через кровь, лимфу, интерстициальную жидкость) регуляцию физиологических процессов в организме, попадая во все органы и ткани.

Часть гормонов продуцируется только в определенный период, большинство же - на протяжении всей жизни человека. Они могут тормозить или ускорять рост организма, половое созревание, физическое и психическое развитие, регулировать обмен веществ и энергии, деятельность внутренних органов и т. д. К железам внутренней секреции относят щитовидную железу (гормон тироксин и др.); околощитовидные железы (два гормона: паратиреоидин и кальцитонин); зобную железу (гормон регулирует процессы, связанные с ростом и развитием ребенка, оказывает влияние на минеральный обмен, на сопротивляемость организма к инфекции); надпочечники - железа состоит из коркового и мозгового слоя (гормоны коркового слоя - кортикостероиды - регулируют минеральный и углеводный обмен, влияют на половые функции и пр. (открыто более 40 веществ); гормоны мозгового слоя (адреналин и норадреналин); поджелудочную железу (гормоны инсулин и др.); гипофиз (более 20 гормонов, влияние которых делают гипофиз ведущей железой внутренней секреции, оказывающей воздействие не только на функции организма вообще, но и на функцию почти всех желез внутренней секреции); половые железы (мужские половые гормоны - андрогены и женские - эстрогены) и ряд других.

Некоторые из перечисленных желез вырабатывают кроме гормонов еще секреторные вещества (например, поджелудочная железа участвует в процессе пищеварения, выделяя секреты в двенадцатиперстную кишку; продуктом внешней секреции мужских половых желез - яичек является сперматозоид).

Общая характеристика желез внутренней секреции и их роль в мышечной деятельности

Гормоны как вещества высокой биологической активности, несмотря на чрезвычайно малые концентрации в крови, способны вызывать значительные изменения в состоянии организма, в частности в осуществлении обмена веществ и энергии. Они обладают дистанционным действием, характеризуются специфичностью, которая выражается в двух формах: одни гормоны (например, половые) влияют только на функцию некоторых органов и тканей, другие управляют лишь определенными изменениями в цепи обменных процессов и в активности регулирующих эти процессы ферментов.

Практически все расстройства деятельности желез внутренней секреции вызывают понижение общей работоспособности человека. Функция эндокринных желез регулируется центральной нерв -; ной системой. Нервное и гуморальное (через кровь и другие жидкие среды) воздействие на различные органы, ткани и их функции представляют собой проявление единой системы нейрогуморальной регуляции функций организма.

Роль гормонов в осуществлении мышечной активности чрезвычайно велика. Вот несколько подтверждающих примеров. При мышечной деятельности активизируется деятельность щитовидной железы и усиливается тканевое расщепление ее гормонов - тирак - сина, трийодтиронина и тирокальциотонина.

Гормон эпифиза мелатонин (угнетает развитие половых желез, предотвращая преждевременное половое развитие, участвует в регуляции электролитного и углеводного обмена) под влиянием света в дневное время продуцируется в меньшем количестве, что обусловливает цикличность активности эпифиза, соответствующую периодам дня и ночи, являясь своего рода биологическими часами организма, Ж обеспечивающими естественный уровень работоспособности.

Под влиянием адреналина, гормона мозгового слоя надпочечников, ускоряется и усиливается деятельность сердца, повышается его возбудимость и увеличивается скорость проведения импульсов по сердечной мышце; важное значение при мышечных нагрузках имеет сокращение мышц стенок кровеносных сосудов в органах, которые являются кровяными депо, а также расслабление гладких мышц бронхов, что способствует уменьшению сопротивления движению воздуха при усиленном дыхании и что, понятным образом. увеличивает транспорт кислорода к активно работающим тканям.

С действием адреналина на обмен веществ связан известный факт повышения работоспособности утомленных мышц при его введении (например, при инъекции).

Во время выполнения физических нагрузок, сопровождающихся усиленным потоотделением, продукция гормона коркового слоя надпочечников - альдостерона усиливается, в результате чего замедляется выделение с мочой натрия и калия, компенсируя этот процесс через механизм потоотделения. Усиленное выделение альдостерона предохраняет организм от существенных изменений содержания натрия и калия в плазме крови, что имеет важное значение при длительных нагрузках на выносливость (например, при длительном беге).

Таким образом, даже далеко не полный ряд примеров роли гормонов при выполнении физической нагрузки говорит о важности и высокой степени биологической активности этих веществ, которые являются продуктами деятельности эндокринной системы.

Тема 2.2 Внешняя среда. Природные и социально- экологические факторы, их воздействие на организм

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

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

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

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

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

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

Тема 2.3 Краткая характеристика функциональной активности человека

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

Взаимосвязь физической и умственной деятельности человека

Доказано, что систематические занятия физическими упражнениями, не говоря уже об учебно-тренировочных занятиях в спорте, оказывают существенное положительное воздействие на психические функции, формируют умственную и эмоциональную устойчивость к выполнению напряженной интеллектуальной деятельности. Результаты многочисленных исследований по изучению параметров мышления, памяти, устойчивости внимания, динамики умственной работоспособности в процессе производственной деятельности у адаптированных (тренированных) к систематическим физическим нагрузкам лиц и у не адаптированных к ним (нетренированных) убедительно показывают прямую зависимость всех I названных параметров умственной работоспособности от уровня как общей, так и специальной физической подготовленности. Способность к выполнению умственной деятельности в меньшей степени подвержена влиянию неблагоприятных факторов, если в процессе ее выполнения целенаправленно применять средства и методы физической культуры (например, физкультурные паузы, активный отдых и т. п.). Результаты исследований показывают, что устойчивость внимания, восприятия, памяти, способности к устному счету различной сложности, некоторых других сторон мышления может оцениваться по уровню сохранения этих параметров под влиянием различной степени утомления.