Гимнастика в системе физических упражнений и ее влияние на организм человека

У людей с ограниченной двигательной активностью, труд которых характеризуется  удержанием определенной позы в течение  длительного времени, возникают  значительные изменения костной  и хрящевой ткани, что особенно неблагоприятно отражается на состоянии позвоночного столба и межпозвоночных дисков. Занятия физическими упражнениями укрепляют позвоночник и за счет развития мышечного корсета ликвидируют различные искривления, что способствует выработке правильной осанки и расширению грудной клетки.

Любая двигательная, в том числе  и спортивная, деятельность совершается  при помощи мышц, за счет их сокращения. Поэтому строение и функциональные возможности мускулатуры необходимо знать любому человеку, но в особенности  тем, кто занимается физическими упражнениями и спортом. [6, c. 12]

На долю мышц приходится значительная часть сухой массы тела человека. У женщин на мышцы приходится до 35% общей массы тела, а у мужчин до 50%.

Специальной силовой тренировкой  можно значительно увеличить  мышечную массу.

Физическое бездействие приводит к уменьшению мышечной массы, а зачастую – к увеличению жировой массы.

В организме человека различают  несколько видов мышц: скелетные (поперечнополосатые), гладкие и  сердечную мышцы. Деятельность мышц регулируется центральной нервной системой. Скелетные мышцы удерживают тело человека в равновесии и осуществляют все движения. При сокращении мышцы укорачиваются и через свои эластичные элементы – сухожилия осуществляют движения частей скелета. Работой скелетных мышц можно управлять по желанию человека, однако, при интенсивной работе они очень быстро утомляются.

Гладкие мышцы входят в состав внутренних органов человека. Гладкомышечные клетки укорачиваются в результате сокращения сократительных элементов, но скорость их сокращения в сотни раз меньше, чем в скелетных мышцах. Благодаря этому гладкие мышцы хорошо приспособлены к длительному стойкому сокращению без утомления и с незначительными энергозатратами.

В каждую мышцу входит нерв, распадающийся  на тонкие и тончайшие ветви. Нервные окончания доходят до отдельных мышечных волокон, передавая им импульсы (возбуждение), которые заставляют их сокращаться. Мышцы на своих концах переходят в сухожилия, через которые они передают усилия на костные рычаги. Сухожилия также обладают упругими свойствами и являются последовательными упругими элементами мышц. Сухожилия обладают большей прочностью на растяжение по сравнению с мышечной тканью. Наиболее слабыми и поэтому часто травмируемыми участками мышцы являются переходы мышцы в сухожилие. Поэтому перед каждым тренировочным занятием необходима хорошая предварительная разминка.

Мышцы в организме человека образуют рабочие группы и работают, как  правило, скоординировано (согласованно) в пространственно-временных и  динамико-временных отношениях. Такое взаимодействие называется мышечной координацией. Чем больше мышц принимает участие в движении, тем сложнее движение и тем больше энергозатраты и тем большую роль играет межмышечная координация для повышения эффективности движения.

Более совершенная межмышечная координация приводит к увеличению проявляемой силы, быстроты, выносливости и гибкости.

Все мышцы пронизаны сложной  системой кровеносных сосудов. Протекающая  по ним кровь снабжает их питательными веществами и кислородом. Сила сокращения мышцы зависит от площади поперечного сечения мышцы, от величины площади ее прикрепления к кости, а также от направления развиваемого мышцей усилия и длины плеча приложения силы. Например, сгибатель бицепса может создать усилия до 150 кг, а голени до 480 кг. [6, c. 15]

В процессе сокращения мышцы участвует  одновременно лишь часть мышечных волокон, остальные в это время выполняют  пассивную функцию. Поэтому мышцы  могут совершать длительное время  работу, однако постепенно они теряют свою работоспособность и наступает утомление мышц.

В результате физических тренировок объем и сила мышцы значительно  возрастает в 1,5–3 раза, а скорость сокращения и сопротивляемость к неблагоприятным факторам повышается в 1,2–2 раза, что приводит к возрастанию прочности сухожилий под влиянием мышечных усилий.

 

Сердечнососудистая система (система  кровообращения)

Деятельность всех систем организма  человека осуществляется при взаимосвязи  гуморальной (жидкостной) регуляции  и нервной системы. Гуморальная  регуляция осуществляется внутренней системой транспортировки через кровь и систему кровообращения, к которой относится сердце, кровеносные сосуды, лимфатические сосуды и органы, вырабатывающие особые клетки – форменные элементы.

Движение крови и лимфы по сосудам происходит непрерывно, благодаря чему органы, ткани, клетки постоянно получают необходимые им в процессе ассимиляции пищевые вещества и кислород, и непрерывно удаляются продукты распада в процессе обмена веществ.

Под влиянием систематических тренировок увеличивается число эритроцитов  и содержание гемоглобина в крови, в результате чего повышается кислородная емкость крови. Повышается сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям из-за повышения активности лейкоцитов.

Основные функции крови:

• транспортная – доставляет клеткам питательные вещества и кислород, удаляет из организма продукты распада при обмене веществ;
• защитная – защищает организм от вредных веществ и инфекции,
• за счет наличия механизма свертывания останавливает кровотечение;
• теплообменная – участвует в поддержании постоянной температуры тела.

Кровь движется по сосудам от сердца под воздействием давления, создаваемого сердечной мышцей в момент ее сокращения. На возвратное движение крови по венам  оказывают влияние несколько  факторов:

– во-первых, венозная кровь продвигается к сердцу под действием сокращений скелетных мышц, которые как бы выталкивают кровь из вен в сторону сердца, при этом обратное движение крови исключается, так как клапаны, находящиеся в венах, пропускают кровь только в одном направлении – к сердцу.

Механизм принудительного продвижения  венозной крови к сердцу с преодолением сил гравитации под воздействием ритмических сокращений и расслаблений скелетных мышц называется мышечным насосом.

Таким образом, скелетные мышцы  при циклических движениях существенно помогают сердцу обеспечивать циркуляцию крови в сосудистой системе, во-вторых, при вдохе происходит расширение грудной клетки и в ней создается пониженное давление, которое обеспечивает подсасывание венозной крови к грудному отделу, в-третьих, в момент систолы (сокращения) сердечной мышцы. При расслаблении предсердий в них также возникает подсасывающий эффект, способствующий движению венозной крови к сердцу.

Сердце – центральный орган системы кровообращения. Сердце представляет собой полый четырехкамерный мышечный орган, расположенный в грудной полости, разделенный вертикальной перегородкой на две половины – левую и правую, каждая из которых состоит из желудочка и предсердия. Сердце работает автоматически под контролем центральной нервной системы.

Под воздействием физической тренировки размеры и масса сердца увеличиваются  в связи с утолщением стенок сердечной  мышцы и увеличением его объема. Мышца тренированного сердца более  густо пронизана кровеносными сосудами, что обеспечивает лучшее питание  мышечной ткани и ее работоспособность. [12, c. 91]

Дыхание. Дыхательная  система

Дыханием называется комплекс физиологических  процессов, обеспечивающих потребление  кислорода и выделение углекислого  газа живым организмом.

Процесс дыхания принято делить на:

• внешнее (легочное), т.е. обмен газов между легкими и атмосферой;
• тканевое, т.е. процесс обмена кислородом и углекислым газом между кровью и клетками тела.

Внешнее дыхание осуществляется с  помощью дыхательного аппарата, состоящего из воздухоносных путей (полость  носа, носоглотка, гортань, дыхательное горло, трахеи и бронхи). Стенки носового хода устланы мерцательным эпителием, который задерживает поступающую с воздухом пыль.

Внутри носового хода происходит согревание воздуха. При дыхании через рот  воздух поступает сразу в глотку и из нее в гортань, не очищаясь и не согреваясь.

При вдохе воздух попадает в легкие, каждое из которых находится в  плевральной полости и работает изолированно друг от друга. Каждое легкое имеет форму конуса. Со стороны, обращенной к сердцу, в каждое легкое (ворота легкого) входит бронх, делясь на более мелкие бронхи, образуется так называемое бронхиальное дерево. Мелкие бронхи заканчиваются альвеолами, которые оплетены густой сетью капилляров, по которым течет кровь. При прохождении крови по легочным капиллярам и происходит газообмен: углекислый газ, выделяясь из крови поступает в альвеолы, а те отдают в кровь кислород.

Показателями работоспособности  органов дыхания являются дыхательный  объем, частота дыхания, жизненная  емкость легких, легочная вентиляция, потребление кислорода и др.

Дыхательный объем – объем воздуха, проходящий через легкие за один дыхательный цикл (вдох, выдох). Этот показатель значительно увеличивается у тренированных и составляет от 800 мл и более. У нетренированных дыхательный объем в состоянии покоя находится на уровне 350–500 мл.

Если после нормального выдоха сделать максимальный выдох, то из легких выйдет еще 1,0–1,5 л воздуха. Этот объем принято называть резервным.

Количество воздуха, которое можно  вдохнуть сверх дыхательного объема называют дополнительным объемом. Сумма трех объемов: дыхательного, дополнительного и резервного составляет жизненную емкость легких.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после максимального вдоха (измеряется методом спирометрии). [16, c. 301]

Жизненная емкость легких в значительной степени зависит от возраста, пола, роста, окружности грудной клетки, физического  развития. У мужчин ЖЕЛ колеблется в пределах 3200–4200 мл, у женщин 2500–3500 мл. У спортсменов, особенно занимающихся циклическими видами спорта (плавание, лыжные гонки и т.п.), ЖЕЛ может достигать у мужчин 7000 мл и более, у женщин 5000 мл и более.

Частота дыхания – количество дыхательных циклов в минуту. Один цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы. Средняя частота дыхания в покое 15–18 циклов в минуту. У тренированных людей, за счет увеличения дыхательного объема, частота дыхания снижается до 8–12 циклов в минуту. При физической нагрузке частота дыхания увеличивается, например, у пловцов до 45 циклов в минуту.

Легочная вентиляция – объем воздуха, который проходит через легкие за минуту. Величина легочной вентиляции определяется умножением величины дыхательного объема на частоту дыхания. Легочная вентиляция в покое находится на уровне 5000–9000 мл. При физической нагрузке этот показатель увеличивается.

Потребление кислорода – количество кислорода, использованного организмом в покое или при нагрузке за 1 минуту.

В состоянии покоя человек потребляет 250–300 мл кислорода в 1 минуту.

При физической нагрузке эта величина увеличивается.

Наибольшее количество кислорода, которое организм может потребить  в минуту при предельной мышечной работе, называется максимальным потреблением кислорода (МПК).

Наиболее эффективно дыхательную  систему развивают циклические виды спорта (бег, гребля, плавание, лыжный спорт и т.п.). [9, c. 13]

 

Нервная система

Нервная система человека объединяет все системы организма в единое целое и состоит из нескольких миллиардов нервных клеток и их отростков. 
Длинные отростки нервных клеток, объединяясь, образуют нервные волокна, которые подходят ко всем тканям и органам человека.

Нервную систему делят на центральную  и периферическую. К центральной  нервной системе относят головной и спинной мозг. Периферическая нервная система образуется нервами, отходящими от головного и спинного мозга. От головного мозга отходят 12 пар черепных нервов, а от спинного – 31 пара спинномозговых нервов.

По функциональному принципу нервную  систему делят на соматическую и  вегетативную. Соматические нервы иннервируют на поперечнополосатую мускулатуру скелета и некоторые органы (язык, глотка, гортань и др.).

Вегетативные нервы регулируют работу внутренних органов (сокращение сердца, перистальтика кишечника  и др.).

Основными нервными процессами являются возбуждение и торможение, возникающие в нервных клетках. Возбуждение – состояние нервных клеток, когда они передают или направляют сами нервные импульсы другим клеткам.

Торможение – состояние нервных клеток, когда их активность направлена на восстановление.

Нервная система действует по принципу рефлекса. Различают два вида рефлексов: безусловный (врожденный) и условный (приобретенный в процессе жизнедеятельности).

Рефлекс – это ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии ЦНС.

Все движения человека представляют собой приобретенные в процессе индивидуальной жизни новые формы  двигательных актов.

Двигательный навык – двигательное действие, выполняемое автоматически без участия внимания и мышления.

Образование двигательного навыка происходит последовательно по трем фазам: генерализации, концентрации, автоматизации.

Фаза генерализации характеризуется  расширением и усилением возбудительного  процесса, в результате чего в работу включаются дополнительные группы мышц. В этой фазе движения неэкономичны, плохо координированы и неточны.

Фаза концентрации характеризуется  дифференцированным торможением излишнего  возбуждения и его концентрации в нужных зонах головного мозга. Движения в этой фазе становятся точными, экономичными, стабильными.