Адаптация к физическим нагрузкам

Самое важное по теме: "адаптация к физическим нагрузкам" с профессиональной точки зрения. Мы собрали, агрегировали и представили в доступном виде всю имеющуюся по теме информацию и предлагаем ее к прочтению.

АДАПТАЦИЯ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ.

основные стадии адаптации

Живые организмы существуют в постоянно изменяющихся условиях окружающей среды. Иногда эти условия являются крайне неблагоприятными (высокая и низкая температура, гипоксия, физические нагрузки), их действие иногда кратковременно, а иногда весьма длительно. Живые организмы вынуждены постоянно приспосабливаться (адаптироваться) к этим условиям.

В этом плане «Адаптация физиологическая — совокупность физиологических реакций, лежащая в основе приспособления организма к изменению окружающих условий и направленная к сохранению относительного постоянства его внутренней среды — гомеостаза».

Адаптационные изменения (более или менее выраженные) происходят в организме в ответ практически на любые изменения его внешней и внутренней среды. Спортивная тренировка фактически является изменением условий существования организма спортсмена, призванным добиться в нем, определенных спецификой спорта, адаптационных изменений.

Нас, прежде всего, будет интересовать адаптация к физическим нагрузкам.

Приспособление (адаптация) организма к физическим нагрузкам представляет собой реакцию целого организма, направленную на обеспечение мышечной деятельности и поддержание или восстановление постоянства внутренней среды организма – гомеостаза.

Это достигается путем мобилизации специфической функциональной системы, ответственной за выполнение мышечной работы, и реализации неспецифической стресс-реакции организма.

Эти процессы запускаются и регулируются центральным управляющим механизмом, имеющим два звена – нейрогенное и гормональное.

Принято различать четыре основные стадии адаптации к физическим нагрузкам.Кратко рассмотрим эти стадии в том виде, как они на настоящий момент общепризнанны (Ф.З.Меерсон):

1. «Срочная адаптация» — начальная «аварийная» стадия процесса приспособления к физической нагрузке, характеризуется мобилизацией ФС, ответственной за адаптацию, до предельно достижимого уровня и выраженной стресс-реакцией. Реакция организма отличается «несовершенством» – главным образом, вследствие несовершенства управляющей, регулирующей системы. Срочная адаптация по Ф. З. Меерсону (1981) – это, по сути, экстренное функциональное приспособление организма к совершаемой этим организмом работе.

Главными результатами стресс-реакции являются:

— мобилизация энергетических ресурсов организма и их перераспределение в органы и ткани функциональной системы адаптации;

— потенция работы самой этой системы;

— формирование структурной основы долговременной адаптации.

2. Вторая, переходная, стадия долговременной адаптации к физическим нагрузкам заключается в избирательном росте определенных структур в клетках органов ФС, активации синтеза нуклеиновых кислот и белков. За счет этого расширяются звенья, лимитирующие интенсивность и длительность двигательной реакции на этапе срочной адаптации и уменьшается стресс-реакция. Долговременная адаптация по Ф. З. Меерсону (1981) и В. Н. Платонову (1988, 1997) – структурные перестройки в организме, происходящие вследствие накопления в организме эффектов многократно повторенной срочной адаптации (так называемый “кумулятивный эффект” в спортивной педагогике – Н. И. Волков, 1986)

В эту стадию происходит формирование системного структурного «следа» — комплекса структурных изменений, развивающихся в системе, ответственной за адаптацию. При этом формирование системного структурного «следа» обеспечивает:

— увеличение физиологических возможностей доминирующей системы за счет избирательного роста именно тех клеточных структур, которые лимитируют функцию доминирующей системы;

— повышение экономичности функционирования системы, ответственной за адаптацию.

3. Третья стадия «устойчивой адаптации»характеризуется завершением формирования системного структурного «следа».

Выделяют три основные черты сформированного структурного «следа»:

1. Изменение аппарата нейрогормональной регуляции на всех уровнях, которое выражается в формировании устойчивого условнорефлекторного динамического стереотипа и увеличения фонда двигательных навыков.

2. Увеличение мощности и повышение экономичности функционирования двигательного аппарата.

3. Увеличение мощности и экономичности функционирования аппарата внешнего дыхания и кровообращения.

4. Четвертая стадия – «изнашивания» системы, ответственной за адаптацию (эта фаза не является обязательной).(Ф.З.Меерсон, М.Г.Пшенникова, 1988).

Итак, основой долговременной адаптации по Ф. З. Меерсону является активация синтеза нуклеиновых кислот и белка. В процессе долговременной адаптации по Ф. З. Меерсону (1981) растет масса и увеличивается мощность внутриклеточных систем транспорта кислорода, питательных и биологически активных веществ, завершается формирование доминирующих функциональных систем, наблюдаются специфические морфологические изменения во всех органах, ответственных за адаптацию.

Ф. З. Меерсон, М. Г. Пшенникова (1988) также определяют «индивидуальную адаптацию», как «развивающийся в ходе жизни процесс, в результате которого организм приобретает устойчивость к определенному фактору окружающей среды и, таким образом, получает возможность жить в условиях, ранее несовместимых с жизнью и решать задачи, прежде неразрешимые».

В. Н. Платонов (1997) выделяет три стадии срочных адаптационных реакций:

· Первая стадия связана с активизацией деятельности различных компонентов функциональной системы, обеспечивающей выполнение данной работы. Это выражается в резком увеличении ЧСС, уровня вентиляции легких, потребления кислорода, накопления лактата в крови и т. д.

· Вторая стадия наступает, когда деятельность функциональной системы протекает при стабильных характеристиках основных параметров ее обеспечения, в так называемом устойчивом состоянии.

[3]

· Третья стадия характеризуется нарушением установившегося баланса между запросом и его удовлетворением в силу утомления нервных центров, обеспечивающих регуляцию движений и исчерпанием углеводных ресурсов организма.

Формирование “долговременных адаптационных реакций” по мнению В. Н. Платонова (1997) так же протекает стадийно:

· Первая стадия связана с систематической мобилизацией функциональных ресурсов организма спортсмена в процессе выполнения тренировочных программ определенной направленности с целью стимуляции механизмов долговременной адаптации на основе суммирования эффектов многократно повторяющейся срочной адаптации.

· Во второй стадии на фоне планомерно возрастающих и систематически повторяющихся нагрузок происходит интенсивное протекание структурных и функциональных преобразований в органах и тканях соответствующей функциональной системы. В конце этой стадии наблюдается необходимая гипертрофия органов, слаженность деятельности различных звеньев и механизмов, обеспечивающих эффективную деятельность функциональной системы в новых условиях.

· Третью стадию отличает устойчивая долговременная адаптация, выражающаяся в наличии необходимого резерва для обеспечения нового уровня функционирования системы, стабильности функциональных структур, тесной взаимосвязи регуляторных и исполнительных механизмов.

[1]

· Четвертая стадия наступает при нерационально построенной, обычно излишне напряженной тренировке, неполноценном питании и восстановлении и характеризуется изнашиванием отдельных компонентов функциональной системы.

Читайте так же:  Депрессия после отношений

Исследованиями Л.Х. Гаркави и соавт. найдены общие антистрессорные неспецифические адаптационные реакции организма – реакции спокойной активации, повышенной активации и тренировки.

Адаптация является одной из наиболее существенных физиологических основ тренировочной деятельности спортсменов. Весь тренировочный процесс направлен на формирование адаптации к специфической мышечной деятельности. В этом плане процесс адаптации к физическим нагрузкам А.С.Солодков рассматривает более конкретно и выделяет стадии, в своей основе согласующиеся с выше обозначенными, но несколько различающиеся по названию.

В динамике адаптационных изменений у спортсменов А.С.Солодков выделяет четыре стадии:

Принцип чувствительности в тренировках: адаптация организма к физическим нагрузкам

Одна из важнейших способностей, которыми обладает наш организм, а в частности, клетки — способность адаптироваться, меняя чувствительность к действующим на них сигналам. Жизнь на всех ступенях ее развития — «постоянное приспособление… к условиям существования» (И.М.Сеченов,1863), то есть жизнь — непрекращающийся процесс адаптации к постоянно меняющимся условиям среды.

Это явление нам хорошо знакомо из повседневной жизни. Возьмем в качестве примера кофе, а точнее, кофеин, содержащегося в нем. Чем больше человек пьет кофе, тем меньше он на него воздействует. В конечном итоге, несмотря на литры крепчайшего кофе, кофеин перестает действовать вовсе.

Однако стоит только на время отказаться от содержащих кофеин напитков, и чувствительность восстанавливается, кофе снова бодрит, наполняет энергией и придает сил. Кстати, этот прием — на время перед соревнованиями отказаться от кофеина — применяется спортсменами в видах спорта на выносливость, использующими кофеиновые препараты перед стартом.

Представьте, вы впервые в жизни выпили маленькую чашечку кофе и почувствовали себя очень хорошо: взбодрились, повысилось настроение. Вы хотите снова почувствовать этот эффект, но уже в большей степени, и начинаете пить кофе несколько раз в день. Спустя какие то время вы понимаете, что эффект слабеет и увеличиваете количество кофе до 4 чашек в день, заваривая его все крепче и крепче.

Это все приведёт, увы, к двум сценариям: вместо бодрости и хорошего настроения — тревожность и нарушение сна либо вы просто перестанете ощущать хоть какой-то эффект. Причем, сколько бы вы его ни пили. Почему это произошло? Ответ прост: пропала чувствительность.Поэтому, пока действуют маленькие дозировки кофе, нужно обходиться маленькими как можно дольше.

Та же история у нас происходит и с физическими нагрузками. Форсируем, летим впереди паровоза, стремясь накинуть на штангу побольше, да присесть поглубже — быстро теряем чувствительность и начинаются крики: «у меня застой, плато, я исчерпал свой генетический потенциал».


Изменение чувствительности настолько важно, что, несомненно, должно стать одним из основных принципов тренировки. Его необходимо принимать во внимание в самых разных вопросах, касающихся ее эффективности, состояния организма и даже нашего с вами поведения!

Кстати, обратите внимание на параметры, увеличивая которые любитель кофе старается достичь бодрящего эффекта: частота, объем (кружки) и крепость (интенсивность). Это те же параметры, что используются в качестве характеристики тренировочной нагрузки: частота, объем, интенсивность.

Точно так же организм реагирует и на тренировочное воздействие: чем больше мы увеличиваем его силу, тем больше мышечные клетки снижают чувствительность к нему (или, другими словами, повышают устойчивость). Хм, получается какая-то путаница: с одной стороны, выгодно нагружать мышцы как можно реже, чтобы каждая последующая нагрузка была воспринята с хорошей чувствительностью, с другой стороны — чтобы подстегивать мышечный рост на максимальной скорости, вроде бы нужно нагружать мышцы как можно чаще.

Исследования, изучающие динамику изменения скорости синтеза белка, показали ее резкое увеличение непосредственно после нагрузки. По результатам исследования (Phillips SM, Tipton KD, Aarsland A, Wolf SE, Wolfe RR. Mixed muscle protein synthesis and breakdown after resistance exercise in humans. Am J Physiol. 1997 Jul; 273 (1 Pt 1): E99—107), проведенного через три часа после окончания тренировки, скорость синтеза белка составила 112 % от обычной, затем стала плавно снижаться: через 24 часа она составляла 65 %, через 48 часов — 34 % (рис. 1. Зеленая линия — синтез миофибриллярных белков, красная — их расщепление).

По результатам другого исследования синтез белка через 4 часа после упражнений с отягощениями повысился на 50 %, а спустя 24 часа — на 109 %, затем начал быстро снижаться и через 36 часов был близок к обычному уровню (прибл. 14%).

В любом случае, кажется логичным стимулировать синтез белка как можно чаще, буквально каждые 24 часа, с тем, чтобы не дожидаться снижения скорости его синтеза. И есть исследования, подтверждающие эту идею. Например, был проведен эксперимент, в котором испытуемые в течение 100 дней шесть раз в неделю изометрически нагружали бицепс в 3 подходах по 10 сек. За это время площадь поперечного сечения бицепса увеличилась на 23 %.

Однако кроме рисков недовосстановления при возможных повреждениях мышечной и соединительной ткани и переутомления нервной, эндокринной, иммунной систем (о чем мы писали в статье «Быстрое и качественное восстановление мышц после тренировки») такой подход содержит еще одну проблему: быстрое снижение чувствительности рецепторов. Результат этого — плато. Преодолеть его еще большим увеличением нагрузки невозможно — будет все что угодно: травмы, снижение иммунитета, сбои в работе нервной и эндокринной систем, все, кроме прогресса.

Как быстро человеческий организм адаптируется к новым нагрузкам?

Организм человека – это удивительная адаптационная структура. Мозгу необходимо примерно три недели, чтобы то или иное, повторяющееся изо дня в день действие, стало привычкой. Мышцам, достаточно в буквальном смысле пары тренировок, и они уже начинают подстраиваться под новый режим работы.

Самый яркий пример быстроты адаптации, это когда вы начали выполнять какое-то новое упражнение (или пришли в зал после перерыва) и на следующее утро не можете пошевелить ни рукой, ни ногой. Однако вот проходит 2-3 тренировки и степень болевых ощущений спадает.

Читайте так же:  Как вернуть мужчину весы

Первые 2-4 недели самые стрессовые для мышц, в них и происходит наиболее активное изменение оных, затем (с 5 по 8 неделю) идет фаза уменьшения отдачи от тренировки. В конечном итоге на 9-12 неделях (см. рис.), мышца перестает хорошо реагировать на программу тренировок и ей необходимо дать нагрузку отличную от обычной (происходит адаптация).

Следует иметь ввиду, что периоды, изображенные на графике, не одинаковы для людей с разным уровнем подготовки/генетикой. Эти временные промежутки приведены для среднестатистических посетителей тренажерных/фитнес залов.

Видео (кликните для воспроизведения).

Разумеется, у новичков (стаж тренировок до 1 года) цифры будут больше, т.к. адаптация мышц к нагрузке протекает медленнее (слабо развита связь мозг-мышцы) и адаптация растягивается на более длительный срок. Другими словами, программу тренировок новичкам можно менять позже на 5-10 недель (т.е. плюс к исходным цифрам).

Опытные посетители уже знакомые со специальными приёмами тренировок — пампинг, суперсеты и т.д., должны смотреть в сторону уменьшения времени до смены тренировочной программы. В частности, можно говорить о цифрах порядка 4-6 недель в рамках работы с одной программой тренировки.

Итого, примерное время (когда тело/мышцы все еще получают хороший стимул для роста) тренинга на одной программе тренировок:

• новички – 10-16 недель, 2,5-4,5 месяца;
• более опытные – 8-11 недель, 2-3 месяца;
• продвинутый уровень – 4-6 недель, 1-1,5 месяца.

Речь идет не только о силовых, но и о всех видах тренировочной активности. Организм точно также привыкает к одинаковым тренировкам на беговой дорожке/аэробике/стретчинге, так что, перешагнув определенный временной рубеж (в среднем 1-2 месяца), вы будете сжигать меньшее количество калорий, чем в начале.

Вот почему рекомендация «увеличивать нагрузку плавно и постепенно, особенно в начальный период» так важна. Смысл ее в профилактике травм и перенапряжений, а также в том, чтобы избежать или хотя бы отдалить быстрое снижение чувствительности к нагрузкам.

Убедить людей наращивать нагрузку от тренировки к тренировке медленно и постепенно очень сложно. Сейчас мода на убойные тренировки, человек ждет от них полного изнурения, мышечных болей, ощущения, что он совершил нечто героическое, выдержав подобный тренинг. Что ж, дураки учатся на собственных ошибках.

Физиологические особенности адаптации и виды адаптации к физическим нагрузкам

Все нормальные процессы жизнедеятельности человека в какой-то данной среде имеют адаптивный характер. Иначе говоря, все физиологические реакции в конкретный момент времени являются либо адаптированными к определенным условиям среды в то числе к физической нагрузке, т. е. прошедшими процесс адаптации, либо не адаптированными, т. е. находящимися в процессе адаптации.

Спортивная тренировка — педагогический процесс, в ходе которого тренер использует свои умения и навыки для того, чтобы вызвать активную адаптацию организма спортсмена к напряженной и специфической мышечной деятельности.

Адаптация к мышечной работе — это структурно-функциональная перестройка организма, позволяющая спортсмену выполнять физические нагрузки большей мощности и продолжительности, развивать более высокие мышечные усилия по сравнению с нетренированным человеком.

С физиологической точки зрения ведущими в тренировке являются повторность и возрастание физических нагрузок, что за счет обратных биологических связей позволяет совершенствовать функциональные возможности органов и систем и их энергетическое обеспечение на основе механизма саморегуляции организма. С этих позиций тренировка сводится к активизации механизмов адаптации, включению физиологических резервов, благодаря которым организм человека легче и быстрее приспосабливается к повышенным нагрузкам, совершенствуя свои физические, физиологические и психические качества, повышая состояние тренированности.

Физиологическая сущность состояния тренированности — это такой уровень функционального состояния организма, который характеризуется совершенствованием механизмов регуляции, увеличением физиологических резервов и готовностью к их мобилизации, что выражается в его повышенной устойчивости к длительным и интенсивным физическим нагрузкам и высокой работоспособности.

Развившееся в процессе тренировки состояние тренированности по своим физиологическим механизмам и морфофункциональной сути соответствует стадии адаптированности организма к физическим нагрузкам. Адаптация и адаптированность спортсменов к физическим нагрузкам и все функциональные и структурные перестройки, совершающиеся при этом в организме, относятся к биологическим категориям и составляют основные научные и учебные проблемы медиков и физиологов.

Адаптация организма к физическим нагрузкам заключается в мобилизации и использовании функциональных резервов организма, в совершенствовании имеющихся физиологических механизмов регуляции.

Никаких новых функциональныхявлений и механизмов в процессе адаптации не наблюдается, просто имеющиеся уже механизмы начинают работать совершеннее, интенсивнее и экономичнее. В основе адаптации к физическим нагрузкам лежат нервно-гуморальные механизмы, включающиеся в деятельность и совершенствующиеся при работе двигательных единиц (мышц и мышечных групп). При адаптации спортсменов происходит усиление деятельности ряда функциональных систем за счет мобилизации и использования их резервов, а системообразующим фактором при этом должен являться приспособительный полезный результат — выполнение поставленной задачи, т. е. конечный спортивный результат.

Комплекс функциональных систем, обеспечивающих конечный спортивный результат, формируется организмом спортсмена ради достижения этого результата. Отсутствие результата или систематически недостаточный его уровень могут не только стимулировать формирование данного комплекса, но и разрушать его, прекращать функционирование в зависимости от величины и характера физиологических резервов, воли, мотивации и других факторов. Таким образом, адаптация к мышечной деятельности представляет собой системный ответ организма, направленный на достижение состояния высокой тренированности и минимизацию физиологической цены за это.

Адаптация биохимических механизмов организма человека к воздействию физических нагрузок подчиняется общебиологическим закономерностям и носит фазный характер. Во временном аспекте и по особенностям изменений в обмене веществ адаптацию делят на срочную и долговременную

Срочная адаптация возникает непосредственно после начала действия раздражителя и может реализоваться на основе готовых, ранее сформировавшихся физиологических механизмов и программ. Очевидными проявлениями срочной адаптации являются увеличение теплопродукции в ответ на холод, увеличение теплоотдачи в ответ на жару, рост легочной вентиляции, ударного и минутного объемов крови в ответ на физическую нагрузку и недостаток кислорода, приспособление органа зрения к темноте, бег человека, обусловленный социально значимой необходимостью, и др.

Читайте так же:  Генерализованного тревожного расстройства у взрослых

Отличительной чертой срочной адаптации является то, что деятельность организма протекает не пределе его возможностей при почти полной мобилизации физиологических резервов, но далеко не всегда обеспечивает необходимый адаптационный эффект. Так, бег неадаптированного человека происходит при близких к предельным величинам ударного объема крови и легочной вентиляции, при максимальной мобилизации гликогена в печени. Быстрое накопление молочной кислоты в крови лимитирует интенсивность физической нагрузки — двигательная реакция не может быть ни достаточно быстрой, ни достаточно длительной.

Таким образом, функциональная адаптивная система, ответственная за двигательную реакцию при срочной адаптации, характеризуется предельным напряжением отдельных ее звеньев и вместе втем определенным несовершенством самой двигательной реакции.

На уровне нервной и нейрогуморальнойрегуляции реализуется интенсивное, избыточное по своему пространственному распространению возбуждение корковых, подкорковых и нижележащих двигательных центров, которому соответствует значительная, но недостаточно координированная двигательная деятельность. Этот процесс характеризует начальный этап формирования двигательного навыка.

Со стороны двигательного аппарата срочная адаптация проявляется включением в реакцию дополнительной части двигательных единиц, а также генерализованным вовлечением лишних мышечных групп. В результате сила и скорость сокращения мобилизованных мышц оказываются ограниченными, но максимально достижимыми для данного вида адаптации; координация мышц недостаточно совершенна.

На уровне вегетативных систем обеспечения срочной адаптации к физическим нагрузкам наблюдается максимальная мобилизация функциональных резервов органов дыхания и кровообращения, но реализующихся при этом неэкономным путем. Так, увеличение минутного объема крови достигается ростом частоты сердечных сокращений при ограниченном возрастании ударного объема крови. Увеличение легочной вентиляции осуществляется за счет возрастания частоты дыхания, но не глубины дыхания, при этом наблюдается несоответствие между частотой дыхания и движений. В итоге легочная вентиляция все же не избавляет от развития гипоксии и гиперкапнии.

В целом срочная адаптация к физическим нагрузкам характеризуется максимальной по уровню и неэкономной гиперфункцией, ответственной за адаптацию функциональной системы, резким снижением физиологических резервов данной системы, явлениями чрезмерной стресс-реакции организма и возможным повреждением органов и систем. В результате двигательные, т. е. по существу, поведенческие реакции организма оказываются в значительной мере лимитированными.

Долговременная адаптация возникает постепенно, в результате длительного или многократного действия на организм факторов среды. Принципиальной особенностью такой адаптации является то, что она возникает не на основе готовых физиологических механизмов, а на базе вновь сформированных программ регулирования. Долговременная адаптация, по существу, развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что в итоге постепенного количественного накопления каких-то изменений организм приобретает новое качество в определенном виде деятельности — из неадаптированного превращается в адаптированный. В результате обеспечивается осуществление организмом ранее недостижимых силы, скорости и выносливости при физических нагрузках, развитие устойчивости организма к значительной гипоксии, которая ранее была несовместима с активной жизнедеятельностью, способность организма к работе при существенно измененных показателях гомеостаза, развитие устойчивости к холоду, теплу, большим дозам ядов, введение которых ранее было смертельным.

В процессе адаптации организма обмен перестраивается в направлении более экономного расходования энергии в состоянии покоя и повышенной мощности метаболизма в условиях физического напряжения. Такая перестройка биологически более целесообразна и может явиться общим механизмом физиологической адаптации.

Адаптивные сдвиги энергетического обмена заключаются в переключении с углеводного типа на жировой. Ведущую роль в этом играют гормоны: глюкокортикоиды ускоряют распад белка, активируя превращение аминокислот в глюкозу, а катехоламины вызывают мобилизацию резерва гликогена в печени и активацию липолиза жировой ткани, увеличивая приток кислорода, глюкозы, аминокислот и жирных кислот к работающим тканям.

Определенные черты фенотипа, сформировавшиеся в результате долговременной адаптации организма к физическим нагрузкам, становятся фактором профилактики конкретных болезней или патологических синдромов. Повышение расхода жиров приводит к атрофии жировой ткани, снижению избыточного веса и, при прочих равных условиях, уменьшает развитие атеросклероза. Увеличение емкости и пропускной способности коронарных сосудов, развитие системы экстракардиальных анастомозов способствуют уменьшению вероятности закупорки коронарных артерий и возникновения инфаркта миокарда. Увеличение потенциальных резервов и мощности сердечной мышцы может в течение даже длительного времени воздействия неблагоприятных факторов на организм не приводить к возникновению сердечно-сосудистых расстройств у тренированных людей.

Адаптация к физическим нагрузкам

Физическая активность вызывает немедленные реакции различных систем органов, включая мышечную, сердечно–сосудистую и дыхательную. Эти быстрые адаптационные сдвиги отличаются от адаптации, развивающейся в течение более или менее длительного срока, например в результате тренировок. Величина быстрых реакций служит, как правило, непосредственной мерой напряжения.

Интраиндивидуальные и межиндивидуальные различия. Данная работа может требовать у одного и того же человека той или иной физиологической адаптации в зависимости, например, от времени суток или температуры окружающей среды; такие различия называются интраиндивидуальными. Внутри группы индивидов могут отмечаться и существенные межиндивидуальные различия.

Кровоток и обмен веществ в мускулатуре во время динамической работы

Кровоток в мышцах. При физических нагрузках кровоток в мыщцах существенно возрастает по сравнению с состоянием покоя, причем у тренированных лиц максимум его выше, чем у нетренированных. Кровоток усиливается не мгновенно с началом работы, а постепенно, в течение не менее 20–30 с; этого времени достаточно, чтобы обеспечить кровоток, необходимый для выполнения легкой работы. При тяжелой динамической работе, однако, потребность в кислороде не может быть полностью удовлетворена, поэтому возрастает доля энергии, получаемой за счет анаэробного метаболизма.

Обмен веществ в мышце. При легкой работе получение энергии происходит по анаэробному пути только в течение короткого переходного периода после начала работы; в дальнейшем метаболизм осуществляется полностью за счет аэробных реакций с использованием в качестве субстратов глюкозы, а также жирных кислот и глицерола. В отличие от этого во время тяжелой работы получение энергии частично обеспечивается анаэробными процессами. Сдвиг в сторону анаэробного метаболизма (приводящего к образованию молочной кислоты) происходит в основном из–за недостаточности артериального кровотока в мышце, или артериальной гипоксии. Кроме этих «узких мест» в процессах энергообеспечения и тех, что временно возникают сразу же после начала работы, при экстремальных нагрузках образуются «узкие места», связанные с активностью ферментов на различных этапах метаболизма. При накоплении большого количества молочной кислоты наступает мышечное утомление.

Читайте так же:  Методика тревожности спилбергера

После начала работы требуется некоторое время для увеличения интенсивности аэробных энергетических процессов в мышце. В этот период дефицит энергии компенсируется за счет легкодоступных анаэробных энергетических резервов (АТФ и креатин–фосфата). Количество макроэргических фосфатов невелико по сравнению с запасами гликогена, однако они незаменимы как в течение указанного периода, так и для обеспечения энергией при кратковременных перегрузках во время выполнения работы.

Показатели работы сердечно–сосудистой системы во время динамической работы

Во время динамической работы происходят существенные адаптационные сдвиги в работе сердечно–сосудистой системы. Сердечный выброс и кровоток в работающей мышце возрастают, так что кровоснабжение более полно удовлетворяет повышенную потребность в кислороде, а образующееся в мышце тепло отводится в те участки организма, где происходит теплоотдача.

Частота сокращений сердца. Во время легкой работы с постоянной нагрузкой частота сокращений сердца возрастает в течение первых 5–10 мин и достигает постоянного уровня; это стационарное состояние сохраняется до завершения работы даже в течение нескольких часов. Во время тяжелой работы, выполняемой с постоянным усилием, такое стабильное состояние не достигается; частота сокращений сердца увеличивается по мере утомления до максимума, величина которого неодинакова у отдельных лиц (подъем, обусловленный. утомлением). Таким образом, по изменениям частоты сокращений сердца можно различить две формы работы:

1) легкая, неутомительная работа–с достижением стационарного состояния и

2) тяжелая, вызывающая утомление работа–с подъемом, обусловленным утомлением.

Даже после завершения работы частота сердечных сокращений изменяется в зависимости от имевшего место напряжения. После легкой работы она возвращается к первоначальному уровню в течение 3–5 мин; после тяжелой работы период восстановления значительно дольше при чрезвычайно тяжелых нагрузках он достигает нескольких часов. Другим критерием может служить общее число пульсовых ударов свыше базального уровня (начальной частоты пульса) в течение периода восстановления; этот показатель служит мерой мышечного утомления и, следовательно, отражает нагрузку, потребовавшуюся для выполнения предшествующей работы.

Когда следят непосредственно за сердечной деятельностью (путем измерения ЭКГ или давления), нужно использовать термин скорость сокращений сердца; термин же частота пульса применяют, когда регистрируют периферический пульс. Эти две величины различаются только при воздействиях на сердечную деятельность.

Ударный объем. Ударный объем сердца в начале работы возрастает лишь на 20–30%, а после этого сохраняется на постоянном уровне. Он немного падает лишь в случае максимального напряжения, когда частота сокращений сердца столь велика, что при каждом сокращении сердце не успевает целиком заполниться кровью. Как у здорового спортсмена с хорошо тренированным сердцем, так и у человека, не занимающегося спортом, сердечный выброс и частота сокращений сердца при работе изменяются приблизительно пропорционально друг другу, что обусловлено этим относительным постоянством ударного объема.

Кровяное давление. При динамической работе артериальное кровяное давление изменяется как функция выполняемой работы. Систолическое давление увеличивается почти пропорционально выполняемой нагрузке, достигая приблизительно 220 мм рт. ст. (29 кПа) при нагрузке 200 Вт. Диастолическое давление изменяется лишь незначительно, чаще в сторону снижения. Поэтому среднее артериальное давление слегка повышается.

Потребление кислорода и дыхание при динамической работе. Потребление организмом кислорода возрастает на величину, которая зависит от нагрузки и эффективности затрачиваемых усилий. При легкой работе достигается стационарное состояние, когда потребление кислорода и его утилизация эквивалентны, но это происходит лишь по прошествии 3–5 мин, в течение которых кровоток и обмен веществ в мышце приспосабливаются к новым требованиям. До тех пор пока не будет достигнуто стационарное состояние, мышца зависит от небольшого кислородного резерва, который обеспечивается O2, связанным с миоглобином, и от способности извлекать больше кислорода из крови.

Кислородный долг. С началом работы потребность в энергии увеличивается мгновенно, однако для приспособления кровотока и аэробного обмена требуется некоторое время; таким образом, возникает кислородный долг. При легкой работе величина кислородного долга остается постоянной после достижения стационарного состояния, однако при тяжелой работе она нарастает до самого окончания работы. По окончании работы, особенно в первые несколько минут, скорость потребления кислорода остается выше уровня покоя–происходит «выплата» кислородного долга. Однако этот термин проблематичен, так как увеличение потребления кислорода после завершения работы не отражает непосредственно процессы восполнения запасов O2 в мышце, а происходит и за счет влияния других факторов, таких, как увеличение температуры тела и дыхательная работа, изменение мышечного тонуса и пополнение запасов кислорода в организме. Таким образом, долг, который будет возвращен, по величине больше, чем возникший во время самой работы. После легкой работы величина кислородного долга достигает 4 л, а после тяжелой может доходить до 20 л.

Дыхание. Во время легкой динамической работы минутный объем дыхания, как и сердечный выброс, увеличивается пропорционально потреблению кислорода. Это увеличение возникает в результате нарастания дыхательного объема и/или частоты дыхания (ср. гипервентиляция). Пропорциональность между потреблением кислорода и минутным объемом дыхания во время легкой работы, как предполагают, контролируется мышечными рецепторами, зависящими от метаболической активности, как и в случае–адаптации частоты сердечных сокращений. При тяжелой работе нарастание величины минутного объема дыхания заметно превышает сдвиги, пропорциональные изменениям в потреблении кислорода, потому что молочная кислота, образующаяся в мышце, действует как дополнительный стимулятор дыхания, вызывая метаболический ацидоз крови.

Читайте так же:  Ест оперативную память

Показатели крови во время динамической работы

Во время и после динамической работы кровь претерпевает существенные изменения. По ним лишь изредка можно действительно оценить степень физического напряжения, но особое значение их состоит в том, что они служат источниками ошибок при лабораторной диагностике.

[2]

Уровни газов в крови. Во время легкой физической работы у здорового человека выявляются лишь незначительные изменения в парциальном давлении СО2 и О2 в артериальной крови. Тяжелая работа вызывает более существенные изменения.

Клетки крови. При физической работе показатель гематокрита увеличивается как в результате снижения объема плазмы (в связи с усиленной капиллярной фильтрацией), так и за счет поступления эритроцитов из мест их образования (при этом увеличивается доля незрелых форм). Отмечено также нарастание числа лейкоцитов (рабочий лейкоцитоз).

Увеличение происходит преимущественно за счет возрастания количества нейтрофильных гранулоцитов, так что при этом численное соотношение клеток разных типов меняется. Кроме того, пропорционально интенсивности работы увеличивается число тромбоцитов.

Кислотно–щелочное равновесие крови. Легкая физическая работа не влияет на кислотно–щелочное равновесие, так как все избыточное количество образующейся углекислоты выделяется через легкие. Во время тяжелой работы развивается метаболический ацидоз, степень которого пропорциональна скорости образования лактата; частично он компенсируется за счет дыхания (снижение артериального РCO2).

Содержание питательных веществ в крови. Уровень глюкозы в артериальной крови у здорового человека мало изменяется во –время работы. Только при тяжелой и длительной работе происходит падение концентрации глюкозы в артериальной крови, что указывает на приближающееся истощение. Вместе с тем концентрация лактата в крови варьирует в широких пределах в зависимости от степени напряжения и длительности работы –соответственно скорости образования лактата в мышце, функционирующей в анаэробных условиях, и скорости его элиминации. Лактат разрушается или подвергается превращениям в неработающих скелетных мышцах, жировой ткани, печени, почках и миокарде. В условиях покоя концентрация лактата в артериальной крови составляет приблизительно 1 ммоль/л; при тяжелой работе длительностью около получаса или при крайне тяжелых кратковременных нагрузках с минутными интервалами могут быть достигнуты максимальные уровни, превышающие 15 ммоль/л. При длительной тяжелой работе концентрация лактата сначала увеличивается, а затем падает.

Другие вещества в крови. При физической нагрузке повышаются концентрации в крови некоторых ионов (например, калия) и органических веществ (например, трансаминаз). Эти сдвиги объясняют изменением проницаемости мембран в мышцах, благодаря которым внутриклеточные компоненты проникают в кровоток. Возвращение к начальным концентрациям требует в отдельных случаях нескольких дней. В целом изменения состава крови, обусловленные работой, могут быть трудноотличимы от сдвигов, вызванных заболеваниями (при серодиагностике).

Терморегуляция при динамической работе

Адаптация к статической работе

Статическая работа –выполняется посредством изометрических мышечных сокращений и может быть либо постуральной работой (сохранение определенной позы тела), либо поддерживающей работой (удерживание предметов). Как и динамическая работа, она требует определенного приспособления организма, связанного с изменениями энергообеспечения и кровотока через мускулатуру.

Кровоснабжение и метаболизм в мышцах.

При статической работе интенсивностью до 30% от максимальной кровоток в мускулатуре нарастает. При работе большей интенсивности усиленное внутримышечное давление препятствует кровотоку, а при статической работе интенсивностью 70% от максимальной или выше кровообращение в мышцах полностью останавливается. Как показали эксперименты, в тех случаях, когда кровоток в мышцах прерывается вследствие каких–либо внешних воздействий, максимальная длительность поддерживающей работы при ее интенсивности менее 50% от максимальной снижается, а при интенсивности, превышающей 50% от максимальной, не меняется. Причина таких эффектов заключается в том, что когда длительность работы по удерживанию не превышает 1 мин, получение энергии за счет аэробных процессов нарастает слишком медленно, чтобы служить лимитирующим фактором, поэтому скорость кровотока является неадекватной.

Дыхание и кровообращение. Обусловленный лактатом метаболический ацидоз вызывает дополнительную интенсивную стимуляцию дыхания, которая еще более усиливается, когда работа приводит к рефлекторному сокращению мышц живота, затрудняющему дыхание. При поддерживающей работе, связанной с сокращением мышц живота, кровь выталкивается из торакальной и абдоминальной систем с низким давлением, а венозный отток в область туловища блокирован (одним из признаков этого служит набухание шейных вен). Таким образом, сокращение мышц живота также ведет к снижению венозного притока к сердцу; по этой причине больным и выздоравливающим следует избегать работы с выраженным статическим компонентом (например, подъема и переноса тяжестей).

Видео (кликните для воспроизведения).

Частота сокращений сердца. При статической работе частота сокращений сердца увеличивается, даже если не происходит сокращения мышц брюшного пресса. Как и в случае динамической работы, это увеличение объясняют действием мышечных рецепторов, которые резко стимулируют центр кровообращения в условиях анаэробного метаболизма.

Источники


  1. Немов, Р. С. Общая психология / Р.С. Немов. — М.: Владос, 2008. — 400 c.

  2. Элдер, А. Как играть и выигрывать на бирже. Психология. Технический анализ. Контроль над капиталом / А. Элдер. — М.: Альпина бизнес букс; Издание 4-е, 2016. — 471 c.

  3. Елена Туник Психодиагностика супружеских отношений / Елена Туник. — М.: Питер, 2014. — 187 c.
  4. Вуль, Феликс Путешествие в любовь. Энциклопедия / Феликс Вуль. — М.: Сталкер, 2011. — 416 c.
  5. Павлов, И. Как найти время на общение с детьми. Книга для родителей и психологов / И. Павлов. — М.: Генезис, 2016. — 128 c.
Адаптация к физическим нагрузкам
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here