Функциональные изменения в организме при физической нагрузке

Такой рост обусловлен локальной метаболической вазодилатацией коронарных артериол, вследствие усиления работы сердца и увеличения потребления кислорода миокардом. Отличительной особенностью изменений, происходящих при динамических нагрузках в рамках сердечно-сосудистой системы происходят автоматически, благодаря естественным механизмам регуляции[6]. Интересные цифры можно получить, если проанализировать минутный объем крови и распределение кровотока по органам и тканям (таблица 2).Таблица 2Распределение кровотока в покое и при динамической нагрузке у спортсменаОбластьКровоток в покое, мл/ми н%Кровоток при интенсивных физических нагрузках, мл/мин%Внутренние органы1400242501Почки1100199003,5Коронарные сосуды230410504Скелетные мышцы1220212205086Кожа52095002Мозг750137703Прочие органы580101300,5Общий объем580010025650100Мы можем наблюдать серьезный рост кровотока в скелетной мускулатуре, который осуществляется за счет увеличения минутного объема сердца. При это, наблюдается снижение кровотока в почках, органах брюшной полости, прочих органах[7]. Все это относится к динамической нагрузке. Когда речь идет о статической нагрузке, механизмы адаптации сердечно-сосудистой системы выглядят иначе. В отличие от динамической нагрузке, статическое напряжение вызывает сдавление мышц с пропорциональным снижением кровотока в них. При этом общее периферическое сопротивление обычно не страдает. Напротив, оно может увеличиться в случае, если задействованы крупные мышцы. Первичные изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы во время статической нагрузки представляют собой повышающие установочную точку потоки импульсов в сосудодвигательный центр продолговатого мозга из коры головного мозга (центральная команда) и от хеморецепторов в сокращающихся мышцах. Воздействие на сердечно-сосудистую систему статической нагрузкиприводит к увеличению частоты сердечных сокращений, минутного объема и артериального давления - все это является результатом усиления активности симпатических центров. Статическая нагрузка в то же время приводят к меньшему увеличению частоты сердечных сокращений и минутного объема и большему увеличению диастолического, систолического и среднего артериального давления, чем это происходит при динамической физической нагрузке. Существенной вариабельность обладает такой параметр как длительность периода восстановления нормальной деятельности сердечно-сосудистой системы после физических нагрузок. Данный параметрзависит от того в каком физическом состоянии находится человек,подвергшийся нагрузкам, каков был их характер и интенсивность. Мышечный кровоток в норме возвращается к величине состояния покоячерез несколько минут после динамической нагрузки. В то же время, еслисужение артерий препятствует возникновению нормальной активнойгиперемии во время динамической физической нагрузки, то восстановлениеисходного уровня займет гораздо больше времени, чем в норме. Послеизометрической физической нагрузки мышечный кровоток часто возрастаетпочти до максимального, прежде чем вернуться к норме на протяжениивремени, которое варьирует в зависимости от длительности и интенсивностифизических усилий. Частично увеличение мышечного кровотока послеизометрической физической нагрузки можно классифицировать какреактивную гиперемию в ответ на снижение кровотока, вызванное сдавливающими силами в мышцах во время физической нагрузки[6].Дыхательная системаДыхательная система снабжает организм кислородом, в котором он усиленно нуждается при интенсивных физических нагрузках. При этом растет как глубина дыхания (до 2-3 литров воздуха на вдох), так и его частота (до 4-60 вдохов в минуту. При этом минутный объем воздуха также растет и достигает 150-200 л в минуту (рис. 5).Рис. 5. Зависимость минутного объема воздуха от интенсивности физических нагрузок Адаптация дыхательной системы к интенсивным физическим нагрузкам в целом представляет собой поддержание гомеостаза кислорода и двуокиси углерода в артериальной крови. Механизмы контроля за легочной вентиляцией, которые призваны обеспечивать мышечную работу, включают в себя как нейрогенные, так и гуморальные пути. Нейрогенные механизмы как правило задействована при управлении частотой и глубиной дыхания. При этом наблюдается следующая цепочка – изменение кислотности крови, а также содержания в крови кислорода и углекислого газа → возбуждение центральных и периферических рецепторов → процессы, происходящие в дыхательном центре продолговатого мозга. Кроме сигналов от хеморецепторов в дыхательный центр поступают афферентные импульсы от периферических рецепторов, включая мышечные веретёна, рецепторы растяжения Гольджи и рецепторы давления, расположенные в суставах. Основной параметр, используемый для характеристики продуктивности дыхательной и сердечно-сосудистой систем является максимальное потребление кислорода. Под максимальным потреблением кислорода подразумевается наибольшее его количество, которое организм способен потребить в течение одной минуты на 1 кг веса. Параметр измеряется объемом кислорода в мл, потребленного за 1 мин на 1 кг живого веса (мл/мин/кг). Максимальное потребление кислорода является показателем аэробной способности организма, которая в свою очередь служит ориентиром для оценки способности организма к совершению интенсивной мышечной работы. Величину максимального поглощения кислорода определяетсярасчетным методом с использованием специальных номограмм, а также в лаборатории с применением велоэргометров или упражнения «Восхождение на ступеньку». Максимальное поглощение кислорода зависит от возраста, состояния сердечно-сосудистой системы, массы тела. Нормой для человека является значение данного параметра в 42 мл/мин/1 кг для женщин и не менее 50 мл/мин/1 кг дял мужчин.Интенсивные физические нагрузки обычно характеризуются метаболическим ацидозом различной степени выраженности. Причиной его появления обычно служит повышение уровня кислотности в крови в результате накопления таких метаболитов как молочная и пировиноградная кислота. Именно для элиминации этих нежелательных продуктов обмена необходим кислород. В организме человека и животных обычно существует запас кислорода, но в результате физических нагрузок этот запас тратится и формируется так называемый кислородный долг.Для людей, которые не испытывают регулярные физические нагрузки успешная работа обычна возможна при значении кислородного долга не выше 6-10 л. Спортсмены достигают значения в 16-18 л и более. Кислородный долг ликвидируется после окончания работы. Время его ликвидации зависит от длительности и интенсивности предыдущей работы (от нескольких минут до 1,5 ч).Особенностью дыхательной системы является тот факт, что диффузная емкость легких, их механика и, наконец, легочный объем не могут быть существенно увеличены в результате тренировок[7, 11]. ЗАКЛЮЧЕНИЕФизическая нагрузка –это естественная потребность человека и многих живых существ, которая сопровождается вовлечением большого количество органов и их систем, центральными из которых являются нервная, опорно-двигательная, сердечно-сосудистая и дыхательная системы. В основе процессов, происходящих в организме при физической нагрузке лежат процессы адаптации. Процессы адаптации затрагивают физиологические резервы организма и основываются на нейрогуморальной регуляции, т.е. центральными управляющими системами являются нейрогенные и эндокринные механизмы регуляции. Сердечно-сосудистая система наряду с мышечной подвергается наиболее интенсивным изменениям. Это проявляется в изменении кровотока преимущественно к мышцам, росте кровяного давления, минутного объема крови, частоты сердечных сокращений. Если нагрузки имеют интенсивный характер, то сердце, равно как и скелетная мускулатура, подвергается гипертрофии. Регулярная же мышечная активность при незначительных нагрузках (тренировка выносливости) увеличивает мышечную кислородную емкость без гипертрофии мышц. Важную роль в процессах адаптации к физическим нагрузкам играет дыхательная система. Количественная оценка способности организма переносить физические нагрузки определяется объемом поглощенного в процессе работы кислорода.Избыточное потребление кислорода в первые минуты восстановления после работы называется кислородным долгом. В процессе интенсивной физической работы легочная вентиляция усиливается пропорционально нехватке кислорода. Мышечная нагрузка является крайне важным механизмом жизнедеятельности человека и важна не только с точки зрения спорта или повседневной деятельности, но и при восстановлении после целого ряда заболеваний среди которых травмы, инсульты, инфаркты сердца. В процессе тренировки человек проходит ряд стадий, среди которых стадия физиологического напряжения, стадия адаптированности и стадия утомления. Кром того возможны такие явления как дезадаптация и реадаптация. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫАгаджанян Н.А., Смирнов В.М. Нормальная физиология: учебник для студентов медицинских вузов. – М.: ООО «Издательство «Медицинское информационное агентство», 2009. – 520 с.Агаджанян Н.А. Проблемы адаптации и учение о здоровье: учеб. пособие. – М. : РУДН, 2006. – 284 с.Давыдова Н.С. Физиология двигательной деятельности: учеб. пособие. – Иркутск: изд-во Иркутск. гос. пед. ун-та, 2007. − 112 с.Дубровский В.И. Спортивная физиология: учебник для вузов /Под ред. В.И. Дубровский. – М.: Владос, 2005.Караулова Л.К., Красноперова Н.А., Расулов М.М.. Физиология физического воспитания и спорта. – М.: Академия, 2012. – 304 с.Морман Д., Хеллер Л. Физиология сердечно-сосудистой системы. – СПб.: Издательство «Питер», 2000. – 256 с.Нормальная физиология: учебник / Орлов Р.С., Ноздрачев А.Д. – 2-е изд., исправл. и доп. 2010. – 832 с.Нормальная физиология человека. /Ткаченко Б.И. 2-е изд. - М.: Медицина, 2005. - 928 с.Орлов Р.С., Ноздрачем А.Д. Нормальная физиология. – М. : ГЭОРАТ-Медиа, 2005. – 296 с. Смирнов В.М., Фудин Н.А., Поляев Б.А., Смирнов А.В.. Физиология физического воспитания и спорта. – М.: Медицинское информационное агентство, 2012. – 544 с.Смирнов В.М. Физиология физического воспитания и спорта: учебник для студ. средн. и высш. учеб. заведений / В.М. Смирнов, В.И. Дубровский. – М. : Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2002. – 608 с.Солодков А.С. Физиология человека. Общая. Спортивная. Воз- растная: учебник. – М. : Олимпия Пресс, 2005. – 528 с.Физиология человека/ под общ. ред. В.И. Тхоревского. – М. : Физкультура, образование, наука, 2001. – 492 сФомин Н.А. Физиологические основы двигательной активности. – М. : Физкультура и спорт, 1991. – 385 с