Курс лекций по предмету "Введение в физическую культуру"

В прыжках, метаниях – количеством  повторений.

В спортивных играх, единоборствах  – суммарным временем двигательной активности.

• Внутренняя сторона нагрузки определяется теми функциональными изменениями, которые происходят в организме вследствие влияния внешних сторон нагрузки (интенсивности, объёма и т.п.).

Одинаковая нагрузка на организм разных людей оказывает разное воздействие. Более того, даже один и тот же человек в зависимости от уровня тренированности, эмоционального состояния, условий окружающей среды (пр., температура, влажность и давление воздуха, ветер) будет по-разному реагировать на одни и те же внешние параметры нагрузки. В повседневной практике величину внутренней нагрузки можно оценивать по показателям усталости, а также по характеру и продолжительности восстановления в интервалах отдыха между упражнениями. Для этого используют следующие показатели:

- показатели ЧСС во время  упражнений и в интервалах отдыха;

- интенсивность потовыделения;

- цвет кожи;

- качество выполнения движений;

- способность к сосредоточению;

- общее самочувствие человека;

- психоэмоциональное состояние  человека;

- готовность продолжать занятие.

В зависимости от степени проявления этих показателей различают умеренные, большие и максимальные нагрузки.

 

2. Понятие об отдыхе  между физическими нагрузками

В результате физической нагрузки человек  начинает чувствовать усталость. Это  физиологическое состояние называется утомлением. Оно представляет собой защитную реакцию организма, которая подаёт сигнал о возникающих при выполнении работы значительных функциональных и биохимических изменениях. Эти изменения обратимы и компенсируются в послерабочем восстановительном периоде.

После выполнения физической нагрузки в организме начинаются реакции восстановления. При этом следует уточнить, что в интервале отдыха происходит, скорее, не восстановление функций к исходному уровню, а их переход к новому состоянию. Восстановление израсходованных во время работы ресурсов происходит не до исходного уровня, а с некоторым излишком. Это называется суперкомпенсацией. Именно вследствие суперкомпенсации израсходованных ресурсов возрастает тренированность (схема 2).

 

Таким образом:

ОТДЫХ – это процесс восстановления организма после нагрузки.

Продолжительность восстановления во многом зависит от величины и характера физической нагрузки, а также от тренированности человека.

Пример:

А) после статических усилий, в которых принимает участие небольшая группа мышц, продолжительность восстановления составляет несколько минут;

Б) после выполнения циклической работы высокой интенсивности в течение 8-10 мин. восстановление затягивается до 20 мин. и больше;

В) после марафонского бега восстановление затягивается до нескольких суток.

Интервал отдыха между отдельными физическими нагрузками или их сериями является составной частью методов упражнения. Интервалы отдыха разной продолжительности стимулируют развитие разных физических способностей.

Пример: В эксперименте с пловцами было установлено, что проплывание одних и тех же тренировочных отрезков (50, 100, 200 м) с разными интервалами отдыха даёт разный тренировочный эффект. Спортсмены, которые применяли интервалы отдыха 10 с. после 50 м, 30 с. после 100 м, 60 с. после 200 м, имели наибольший прирост результатов на дистанции 400 м. Те, кто применяли более длинные интервалы отдыха – 1, 2, 4 мин. соответственно, имели больший прирост результатов в плавании на 100 м. Таким образом, у первых больше развивалась выносливость, у вторых – скоростные способности.

В соответствии с динамикой восстановления после тренировочной нагрузки различают четыре разновидности интервалов отдыха по продолжительности:

• жёсткий интервал отдыха – следующее упражнение выполняется в фазе недовосстановления оперативной работоспособности.

При таком интервале отдыха после  упражнения ЧСС от 180-200 уд/мин снижается  до 140-120 уд/мин у хорошо тренированных  людей за 45-90 с, у нетренированных  – за 60-120 с. Применяется, в основном, для развития выносливости.

• относительно полный интервал отдыха – оперативная работоспособность возвращается к исходному уровню

Продолжительность этого интервала  отдыха составляет у хорошо тренированных  людей 1-2 минуты, у нетренированных  – 1,5-3 минуты. Применяется, в основном, для развития скоростной и силовой выносливости.

 

Условные обозначения:

1111 - нагрузка,

------- - оперативная работоспособность,

— - суммарный эффект;

а – повторное выполнение упражнения в фазе недовосстановления оперативной работоспособности,

б – повторное выполнение упражнения в фазе относительно полного восстановления оперативной работоспособности,

в – повторное выполнение упражнения в фазе суперкомпенсации оперативной работоспособности,

г – повторное выполнение упражнения в фазе полного восстановления оперативной работоспособности

 

Рис. 1. Динамика оперативной работоспособности в зависимости от продолжительности отдыха (по Т.Ю. Круцевич, 2003)

 

• экстремальный интервал отдыха – оперативная работоспособность выше исходной;

Продолжительность этого интервала  отдыха составляет у хорошо тренированных людей от 2-3 до 4-5 минут, у нетренированных – 6-8 минут. Применяется, в основном, для развития координации, силовых и скоростно-силовых качеств.

• полный интервал отдыха – оперативная работоспособность волнообразно возвращается к исходной.

Продолжительность этого интервала  отдыха составляет у хорошо тренированных людей 6-8 минут, у нетренированных – до 20 минут. Применяется между сериями упражнений для восстановления энергоресурсов наиболее утомлённых мышечных групп или функциональных систем.

Отдых как составной элемент  методов упражнения может носить разный характер:

- пассивный отдых – относительный покой, отсутствие двигательной активности в паузах отдыха между упражнениями;

- активный отдых – выполнение в паузах между тренировочными упражнениями тех же или других упражнений со сниженной интенсивностью;

- комбинированный отдых – объединение в одной паузе отдыха активной и пассивной его организации.

Таким образом, для эффективной  организации тренировочного процесса необходимо рациональное объединение  характера и величины нагрузки, продолжительности и характера отдыха.

В целом же, можно заключить, что  оздоровительная роль физической культуры заключается в числе прочего в обеспечении оптимальной физической нагрузки, стимулирующей восстановительное действие утомления. Если организм лишается утомления, то замедляются восстановительные процессы, снижается тонус нервной системы, уменьшается тренированность.

 

 

3. Энергообеспечение  организма человека при мышечной  работе 

(по Е.С. Григоровичу,  В.А. Переверзевой, 2008)

3.1. Механизмы энергообеспечения  организма человека при мышечной  работе

Любая мышечная деятельность сопряжена с использованием энергии, непосредственным источником которой является АТФ (аденозинтрифосфорная кислота). АТФ называют универсальным источником энергии. Все остальные энергопроцессы направлены на воспроизводство и поддержание её уровня.

АТФ во время мышечной работы восстанавливается с такой же скоростью, как и расщепляется. Восстановление АТФ может осуществляться двумя путями – анаэробным (в ходе реакции без кислорода) и аэробным (с различным уровнем потребления кислорода) с участием специального энергетического вещества креатинфосфата. Готового для ресинтеза АТФ креатинфосфата хватает только на 10-15 секунд мощной работы. В таких условиях ресинтез АТФ идёт при остром дефиците кислорода (например, вот почему невозможно в спринтерском темпе пробежать 800 м). Мышечная работа очень высокой интенсивности осуществляется в анаэробном режиме, когда ресинтез АТФ совершается при остром дефиците кислорода. В этом случае организм добывает для работы АТФ, используя процесс гликолиза – превращения углеводородов, в результате которого вновь происходит ресинтез АТФ, и образуются конечные кислые продукты – молочная (лактат) и пировиноградная кислоты.

Гликолиз обеспечивает работоспособность  организма в течение 2-4 минут, т.е. креатинфофатный механизм и гликолиз дают энергии совсем немного.

При высокой функциональной напряжённости  в мышцах уменьшается содержание энергонасыщенных углеводов (гликогена  и фосфорных – креатинфосфата), в крови снижается уровень глюкозы, в печени – гликогена. Если нагрузка продолжительная, то источник энергии восполняется за счёт повышения интенсивности освобождения жирных кислот из жировой ткани и их окисления в мышцах.

Аэробный механизм (когда запросы организма в кислороде полностью удовлетворяются) окисления питательных веществ с образованием креатинфосфата и ресинтеза АТФ является наиболее эффективным и может обеспечивать работоспособность человека в течение нескольких часов. В этих условиях организм добывает энергии АТФ во много раз больше, чем при гликолизе.

Следует отметить, что в клетках  все превращения углеводов, жиров, органических кислот и, в последнюю очередь, белков на пути к ресинтезу АТФ проходят в митохондриях. В обычных условиях работает часть митохондрий, но по мере увеличения потребности мышц в энергии в процессе ресинтеза макроэнергетических соединений включается всё больше «подстанций».

Способность человека к ресинтезу  АТФ, мощность и ёмкость каждого  уровня индивидуальны, но диапазон всех уровней может быть расширен за счёт тренировки. Если запросы возрастают, в клетках увеличивается количество митохондрий, а при ещё большей потребности – убыстряется темп их обновления. Такой процесс повышает возможность использования кислорода в окислительных процессах и окисления жиров в большом количестве.

Важную роль в поддержании уровня кислорода в мышечных волокнах (особенно в красных – медленных) играет белок миоглобин, который содержит железо и по строению и функциям близок к гемоглобину.

Пример: У тюленей массой 70 кг с миоглобином связано 2530 мл кислорода, что позволяет ему находиться под водой до 14 минут. У человека с той же массой с миоглобином связано 335 мл кислорода.

При выполнении физической нагрузки организму необходимо обеспечить работающие мышцы достаточным количеством кислорода для поддержания высокого уровня окислительных процессов, поставляющих энергию. Другими словами, нужно перестроить работу кардиореспираторной системы на режим увеличения вентиляции лёгких и возрастания объёмной скорости кровотока, прежде всего, в работающих органах (скелетных мышцах, сердце и др.) для оптимального удовлетворения их энергетических потребностей. Так, у тренированных лиц приспособление сердца к нагрузке происходит в большей степени за счёт повышения ударного объёма и в меньшей – за счёт увеличения частоты сердечных сокращений (ЧСС).

 

3.2. Энергообеспечение сердца при мышечной работе

Для нормально функционирующего сердца необходимы непрерывный приток кислорода  и питательных веществ, а также  выведение продуктов распада. Энергообеспечение клеток сердца осуществляется за счёт аэробного окисления различных веществ, поступающих из крови. В отличие от скелетных мышц сердце является «всеядным» органом и использует для выработки энергии многие продукты обмена веществ: глюкозу, свободные жирные кислоты, аминокислоты, перуват, молочную кислоту (лактат), кетоновые тела.

Во время физической работы обменные процессы в миокарде увеличиваются в 4-5 раз, а у спортсменов высокого класса – семикратно.

Пример: В условиях покоя для энергообразования сердцу требуется: глюкозы – 31%, лактата – 28%, свободных жирных кислот – 34%, кетоновых тел и аминокислот – 7%. При физической нагрузке потребление сердцем лактата возрастает до 60%, а потребление глюкозы снижается до 15%, что обеспечивает стабильность работы сердечной мышцы даже в условиях гипоксии и гипогликемии.

Активно гнать кровь по сосудам сердцу помогают усиленно функционирующие скелетные мышцы. Установлено, что мышцы, которые слабо или редко сокращаются, становятся только потребителями крови («иждивенцами»), а сердце, не получая от них должной помощи, излишне напрягается и преждевременно изнашивается.

Для движения крови по артериальным сосудам достаточно давления в 120 мм.рт.ст., под каким она выталкивается  из левого желудочка в аорту. Но по мере прохождения крови по многочисленным артериальным путям её давление постепенно падает и в капиллярах снижается до 10-15 мм.рт.ст., а для того, чтобы поднять кровь по венам, например, нижних конечностей обратно к сердцу, необходимо давление в 60-100 мм.рт.ст. (в зависимости от роста человека). В организме человека насчитывается более 600 периферических «сердец». Мышцы помогают сердцу и обеспечивают движение крови по венозному руслу, без чего невозможна её циркуляция по замкнутой системе кровообращения. Скелетные мышцы действуют подобно нагнетающе-присасывающему насосу. Таким образом, губительное влияние гипокинезии (недостатка движения) на сердечно-сосудистую систему кроется в том, что двигательный покой снижает насосную деятельность скелетных мышц. Лишь в условиях двигательной активности совершенствуются и эффективно работают периферические «сердца» – скелетные мышцы.

Одним из важнейших внесердечных механизмов кровообращения является диафрагма – мышца, отделяющая грудную полость от брюшной. При вдохе диафрагма опускается, объём грудной полости увеличивается и давление в ней падает, а в брюшной полости повышается. В результате кровь из вен брюшной полости поступает в вены грудной полости. А во время выдоха диафрагма поднимается, и тогда увеличивается объём брюшной полости, давление в ней падает, и кровь из вен нижних конечностей поднимается в вены брюшной полости, чтобы при вдохе устремиться в венозные сосуды грудной полости и достичь правого предсердия.