Лекции по «Физическая культура»

Состав крови относительно стабилен и имеет слабую щелочную реакцию.

Эритроциты – красные кровяные клетки, они являются носителем красного пигмента – гемоглобина. Гемоглобин уникален тем, что обладает способностью к образованию веществ в комплексе с кислородом. Гемоглобин составляет почти 90% в эритроцитах и служит переносчиком кислорода из легких ко всем тканям. В 1 куб. мм крови у мужчин в среднем 5 млн. эритроцитов, у женщин – 4,5 млн. У людей занимающихся спортом, эта величина достигает 6 млн. и более.

Лейкоциты – белые кровяные клетки. Они далеко не так многочисленны, как эритроциты. В 1 куб. мм крови содержится 6-8 тысяч белых кровяных клеток. Основная функция лейкоцитов – защита организма от возбудителей болезней. Особенностью лейкоцитов является способность их проникать к местам скопления микробов из капилляров в межклеточное пространство, где они выполняют свои защитные функции. Продолжительность жизни их 2-4 дня. Их число все время пополняется за счет вновь образующихся из клеток костного мозга, селезенки и лимфатических узлов.

Тромбоциты – кровяные пластинки, основная функция которых, обеспечение свертываемости крови. Кровь свертывается вследствие разрушения тромбоцитов и превращения растворимого белка плазмы фибриногена в нерастворимый фибрин.

Объем крови в организме 4-6 литров, 7-8% от веса тела, лимфы до 2 литров. В покое 40-50% крови выключается из кровообращения и находится в «кровяных депо»: печени, селезенки, в сосудах кожи, мышц, легких. В случае необходимости (например, при мышечной работе) запасный объем крови включается в кровообращение. Наибольший объем крови рефлекторно направляется к работающему органу. Выход крови из «депо» и ее перераспределение регулируется центральной нервной системой. Существует четкая связь между видом спорта, которым занимается человек и объемом его сердца. У здоровых мужчин, не занимающихся спортом, объем сердца, в среднем равен 760 куб.см., у лыжников, бегунов на средние и длинные дистанции, пловцов, велосипедистов, баскетболистов он увеличивается до 1203 куб. см.

Движение крови по сосудам происходит по замкнутым кругам (большой и малый круг кровообращения) под воздействием разности давления в артериях и венах. В артериях кровь, насыщенная кислородом, движется от сердца, в венах, кровь насыщенная углекислым газом, движется к сердцу. Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка и заканчивается, возвращая венозную кровь, в правом предсердии. Весь путь по большому кругу кровь проходит за 23 секунды. От правого желудочка начинается малый круг, который заканчивается в левом предсердии. Кровь малого круга в легких насыщается кислородом и отдает углекислоту.

У человека существуют три типа кровеносных сосудов: артерии, вены, капилляры. Артерии и вены отличаются друг от друга направлением движения крови в них. Артерии несут кровь от сердца к тканям, а вены возвращают ее от тканей к сердцу. Капилляры – тончайшие сосуды, они тоньше человеческого волоса в 15 раз. Стенки капилляров полупроницаемые, через них вещества, растворенные в плазме крови, просачиваются в тканевую жидкость, из которой переходят в клетки. Продукты обмена клеток проникают в обратном направлении из тканевой жидкости в кровь.

Сердце – главный орган кровеносной системы, является полым органом, состоящим из двух предсердий и двух желудочков. Стенки сердца имеют 3 слоя: внутренний – эндокард, средний (мышечный) – миокард, наружный – эпикард. Сердце заключено в сумку (перикард), предохраняющего его

от чрезмерного растяжения.

Сердце – автономное, автоматическое устройство. Однако его работа корректируется многочисленными прямыми и обратными связями, поступающими от различных органов и систем организма. Сердце связано с центральной нервной системой, регулирующей его работу.

Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца. В норме у взрослого мужчины ЧСС в покое равна примерно 60-70 ударов в минуту. У женщин в среднем на 2-3 удара больше. Сердце тренированного человека сокращается 50-60 раз в минуту, а у пловцов, бегунов, лыжников может доходить до 35-40 ударов в минуту.

Количество крови, выбрасываемое одним желудочком сердца в течение одной минуты называется минутным объемом крови (МОК). В состоянии покоя этот показатель равен в среднем 4-6 л. При физической нагрузке он повышается у нетренированных до 18-20 л., а у тренированных до 30-40 л.

Для нормального кровообращения большое значение имеет артериальное давление крови, которое является результатом давления движущейся крови на внутренние стенки артерий и на имеющийся впереди столб крови. Различают максимальное (систолическое) давление, возникающее при сокращении левого желудочка и минимальное (диастолическое), возникающее при его расслаблении. Постоянная разность давления обеспечивает непрерывный ток крови по кровеносным сосудам (в сторону пониженного давления). У взрослого человека в покое максимальное давление в норме составляет 110-140 мм рт.ст., минимальное – 60-80 мм.

Тренировка, предъявление повышенных требований к организму во время физических нагрузок – единственный путь к укреплению механизмов, регулирующих кровяное давление, работу сердца, коронарный кровоток.

2.5. Дыхательная система, ее значение и функции

Дыхательная система включает в себя органы дыхания, в которых происходит обмен газов между кровью и наружной средой. Это сложный комплекс физиологических процессов, обеспечивающих потребление кислорода и выделение углекислого газа тканями живого организма.

Процесс дыхания принято делить на: внешнее или легочное (кровь – воздух), т.е. обмен газов между легкими и атмосферой; тканевое (ткань – лимфа – кровь), т.е. процесс обмена кислородом и углекислым газом между кровью и клетками тела.

В процессе внешнего дыхания воздух через нос (или рот) проходит в носоглотку, отсюда через гортань – в дыхательное горло (трахею) и бронхи.

В нижней части трахея делится на два бронха, каждый из которых входит в легкое, древовидно разветвляется на все более мелкие ветви, доходя до тончайших веточек бронхиол. Заканчиваются бронхиолы группами мельчайших пузырьков – альвеол, тончайшие стенки которых оплетены сетью кровеносных капилляров. Поверхность альвеол равна при выдохе 30 кв.м., а при глубоком вдохе – 100 кв.м., что в 50 раз превышает поверхность кожи человека. Это способствует эффективному обмену газов между кровью и воздухом.

Газообмен в легких происходит благодаря дыхательным движениям грудной клетки. Во время вдоха полость грудной клетки расширяется, в ней понижается давление, что способствует засасыванию воздуха в легкие. При выдохе полость грудной клетки уменьшается, и воздух выталкивается их легких. Движение грудной клетки обеспечивается работой грудных мышц.

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 вдоха 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.

Показатель жизненной емкости легких (ЖЕЛ) определяется с помощью спирометра, который в среднем составляет 3500 куб.см. Она зависит от возраста, пола, роста, состояния здоровья, тренированности человека и других факторов. 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. В состоянии покоя человек в минуту производит 16-20 дыханий. По сравнению с мужчинами женщины делают на 1-2 цикла в минуту больше. В результате спортивной тренировки частота дыхания в покое снижается до 12-14 в минуту за счет увеличения их глубины. При физической нагрузке частота дыхания увеличивается, например, у пловцов до 45 циклов в минуту. За один дыхательный цикл через легкие проходит 350-800 мл воздуха.

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 5-9 л. При физической работе она может достигать 150-180 л/мин с увеличением частоты дыхания до 25-35 в минуту.

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). У не занимающихся спортом МПК составляет в среднем 3,1 л, у женщин – 2,2 л, у спортсменов

лыжников мужчин – 5,6 л, женщин – 3,8 л, пловцов – 5 л и т.д.

Общее количество кислорода, необходимое для окислительных процессов, обеспечивающих мышечную работу, называется кислородным запросом. Различают суммарный или общий кислородный запрос, т.е. количество кислорода, необходимое для всей работы, и минутный кислородный запрос, т.е. кислорода, требуемое для выполнения конкретной работы в течение одной минуты. Например, в беге на 800 м минутный запрос составляет 12-15 л, а суммарный – 25-30 л; в марафоне соответственно – 3-4 л и 450-500 л.

При работе большой мощности кислородный запрос может достигать

15-20 л/мин, а  МПК не превышает 6-7 л. Разница  между кислородным запросом и тем количеством кислорода, который потребляется во время работы, называется кислородным долгом. Максимальный кислородный долг у людей, не занимающихся спортом, не превышает 4-7 л, у спортсменов он может достигать 20-22 л.

Если в ткани поступает меньше кислорода, чем необходимо для полного обеспечения его потребности, наступает кислородное голодание (гипоксия). Чтобы полнее обеспечить себя кислородам в условиях гипоксии, организм мобилизует свои мощные компенсаторные механизмы. Известно, что мышцы при напряженной работе увеличивают скорость утилизации кислорода в 100 и более раз. Под влиянием тренировочных воздействий повышается способность мышц усваивать кислород. В основе выносливости лежит функциональная устойчивость организма к недостатку кислорода. Спортивный результат в беге на длинные дистанции, в лыжных гонках, плавании, велоспорте на 60-80% зависит от уровня аэробной производительности организма спортсмена, которой способствуют тренировочные нагрузки с частотой пульса 130-180 уд/мин.

Регулирование дыхания осуществляется посредством сложной системы нервно-гуморальных воздействий на дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозгу. В его состав входят нервные клетки, регулирующие вдох и выдох, и координирующие работу дыхательных мышц. Кора головного мозга осуществляет тонкое приспособление дыхания к потребности организма. Одним из проявлений этого является способность человека произвольно управлять частотой и глубиной своего дыхания. В гуморальной регуляции дыхания основная роль  принадлежит углекислому газу и кислороду. Недостаток кислорода в крови приводит преимущественно к учащению дыхания, а избыток углекислого газа вызывает в основном его углубление. При физической работе эти два фактора действуют одновременно, вследствие чего происходит и учащение, и углубление дыхания.

При выполнении физических упражнений согласование дыхания с движениями происходит благодаря сложной системе приспособительных изменений в организме. Чем прочнее взаимосвязь дыхания и движения, тем легче при прочих равных условиях выполняются движения. В процессе обучения постепенно дыхательные движения становятся как бы компонентом выученных движений. Наиболее эффективно дыхательную систему развивают циклические виды спорта (бег, гребля, плавание, лыжный спорт и т.п.).

2.6. Органы пищеварения и обмен веществ

Пищеварительная система объединяет органы, при помощи которых организм воспринимает пищевые вещества извне и осуществляет функцию пищеварения. Главная функция пищеварительной системы – обеспечение обмена веществ, одного из главных звеньев обеспечения энергией.

Обмен веществ – это два взаимосвязанных противоположных процессов, протекающих одновременно, в результате которых происходит усвоение веществ, поступающих из окружающей среды и их биологическое превращение в потенциальную энергию (ассимиляция), а второй процесс, связанный с постоянным распадом веществ и выведение из организма продуктов распада (диссимиляция). Эти процессы согласованы между собой и образуют целостную систему, обеспечивающую нормальную функциональную жизнедеятельность организма человека.

Процесс обмена веществ регулируется нервно-гуморальным путем, то есть системой и железами внутренней секреции, усиливая или тормозя гормонообразование и поступление гормонов в кровь.

В обменных процессах участвуют белки, углеводы, жиры, вода и минеральные соли. Важная роль в этих процессах принадлежит также витаминам, которые являются катализаторами обменных процессов.

Пищеварение является начальным этапом обмена веществ. Оно происходит в полости рта, желудка, кишечника при активной деятельности желез внутренней секреции. В процессе пищеварения происходит физическая и химическая обработка пищи, в результате чего она превращается в такие вещества, которые могут всасываться в кровь и усваиваться. Переваривание пищи в желудке продолжается 6-8 часов, а жирная пища – 10 и более часов.

Нормальное состояние количества энергии, поступающей с пищей и энергии, расходуемой организмом, называется энергетическим балансом. Избыточное питание ведет к накоплению в организме энергетических запасов, недостаточное питание – к их истощению.

Основным источником энергии в организме являются углеводы. Окисление 1 г углеводов освобождает 4,1 ккал энергии. Основным потребителем углеводов являются мышцы и клетки головного мозга. В организме постоянно содержится запас углеводов в виде гликогена в печени и мышцах. При уменьшении концентрации глюкозы в крови происходит интенсивное расщепление гликогена печени до глюкозы и поступления ее в кровь.