НАЦІОНАЛЬНИИ УНІВЕРСИТЕТ ФІ3ИЧНОГО ВИХОВАННЯ I

СПОРТУ УКРАЇНИ

КАФЕДРА БІОЛОГІЇ ЛЮДИНИ

Спортивна ф13іологія

I частина

методичний посібник

для самостійної роботи студентів

відділення спорту вищих досягнень

Київ-2002р.

Спортивна фізіологія. Учбово-методичний посібник для студентів 3 і 4 курсів відділення спорту вищих досягнень. / Євгеньєва Л.Я.,Земцова І. І., Бринзак В.П. - К. : НУФВСУ 2002, - с. 35

Рецензенти: проф.Канішевський С.М. Доц.Пілашевич А.А.

" ЗАТВЕРДЖЕНО"

засіданням кафедри біології людини

Протокол .№2 від 29.11.02 р.

СПОРТИВНА ФІЗІОЛОГІЯ

Тематичний план курсу.

Тема 1. Адаптація як біологічна основа ефекту фізичних вправ.

Функціональні резерви як результат адаптації. Поняття адаптації як загально біологічної закономірності. Види та механізми адаптації. Морфофункціональні і метаболічні основи адаптації організму до фізичних вправ. Загальні біологічні основи функціональних змін в організмі при заняттях фізичними вправами. Основні положення для визначення рівня функціональної адаптації організму. Кількісна характеристика функціональної адаптації. Метаболізм під час адаптаційних перебудов.

Тема 2.Фізіологічна характеристика основних станів організму, що виникають під час занять фізичними вправами.

Загальні поняття про фізіологічні стани, послідовність їх розвитку. По передро-бочий стан. Впрацьовування. Стійкий стан. Втома і відновлення.

Тема 3. Фізична працездатність організму людини і механізми її забезпечення. Поняття і види працездатності.. Механізми забезпечення .Методи визначення.

Тем а 4. Фізіологічні основи формування рухових навичок як основа навчання техніці рухів і основа прояву рухових якостей.

Фізіологічна природа рухових навичок, процес їх формування, програмування дій спортсмена .Функціональні і метаболічні основи прояву рухових якостей сили, швидкості, витривалості, спритності і гнучкості.

Тема 5.Основи морфофункціокального і метаболічного контролю під час тре­нування фізичними вправами.

Основні задачі і умови проведення функціонального і біохімічного контролю. Контроль функціонального потенціалу, максимальних можливостей і перено-шення тренувальних навантажень.

Тема 6.Біологічні основи і закономірності розвитку організму в онтогенезі. Біологічні процеси і закономірності що визначають розвиток організму в онто-генезі.Вікова періодизація.

Тема 7.Обгрунтування занять фізичними вправами в зв'язку з морфофункціо-нальними і метаболічними особливостями організму людини в різні вікові пе­ріоди.

Морфофункціональні і метаболічні особливості організму дітей раннього і пер­шого дитинства та їх врахування під час організації рухової активності. Функціональні особливості організму юнаків і осіб зрілого та похилого віку. Особливості рухової активності осіб цього віку.

АДАПТАЦІЯ ЯК БІОЛОГІЧНА ОСНОВА ОЗДОРОВЧОГО ЕФЕКТУ ФІЗИЧНИХ ВПРАВ.

Поняття адаптації як загальнобіологічної закономірності. Види і механізми адаптації, функціональні резерви як результат адаптації.

Здатність до вдосконалення організму можлива завдяки загальнобіологічній властивості всього живого - адаптації. Адаптація-процес пристосування організ­му до зовнішнього середовища чи змінам в самому організм і. Розрізняють про­цес і стан адаптації. Стан адаптації - це здійснена фізіологічна адаптація( стійкий рівень активності і взаємозв'язку систем, органів, тканин і механізмів регуляції, що забезпечують нормальний рівень життєдіяльності людини в нових умовах). Цей стан досягається на протязі часу, що складає процес адаптації.

За механізмами виникнення розрізняють генотипічну і фенотипічну адаптації. Перша обумовлена вродженими механізмами функціонування систем, ха­рактерна для цілого виду живих організмів. Друга набувається в ході індивіду­ального життя і виражається відносно дії певного фактора зовнішнього середо­вища.

В фенотипічній адаптації виділяють термінову, або незавершену фазу адапта­ції, і повільну, або завершену фазу. Термінова адаптація-відповідь організму на діючий подразник. Реалізується на основі раніш сформованих механізмів. Довго­часна адаптація виникає поступово в результаті багаторазової дії фактора. До цього випадку відносяться стійкі функціональні і регуляторні перебудови в організмі спортсмена за тривалих систематичних тренувань.

Адаптований організм стійкий не тільки до факторів, що систематично на нього впливають, але і до факторів, з якими він вперше зустрічається (гіпоксія, висока і низька температура навколишнього середовища і інші). Це явище називається неспецифічною (перехресною ) адаптацією.

Адаптаційні перебудови, що виникають під час занять фізичними вправами, призводять до розширення функціональних резервів організму під котрими ро­зуміють приховані можливості організму підсилювати діяльність органів і си­стем з метою здійснення більшої роботи чи пристосування до надзвичайних змін в зовнішньому чи внутрішньому середовищі організму. Функціональні ре­зерви кількісно оцінюються різницею між максимально досяжним результатом системи і рівнем її функцій в спокої.

Контрольні питання.

1.Поняття адаптації і її біологічне значення.

2.Типи і види адаптації.

3.Поняття про неспецифічну адаптацію.

4.Функціональні резерви організму.

МОРФО-ФУНКЦЮНАЛЬНІ І МЕТАБОЛІЧНІ ОСНОВИ АДАПТАЦІЇ ОРГАНІЗМУ ДО ФІЗИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ.

Загальні біологічні основи функціональних змін в організмі під час занять фізичними вправами. Основні положення для визначення рівня функціональ­ної адаптації організму. Метаболізм під час адаптаційних перебудов.

В результаті систематичних занять фізичними вправами в організмі відбува­ються функціональні зміни, які є результатом довгочасної адаптації. В основі цих змін лежить біологічна закономірність, що відображує взаємозв'язок між функціональними змінами в період роботи і відпочинку. Робота зв'язана із знач­ним підвищенням діяльності всіх цих органів і систем, зміною механізмів їх регуляції.

В післяробочий період функціональні зміни нормалізуються, проходячи ряд фаз в тому числі і фазу зверхвідновлення ( суперкомпенсацію ),в якій організм переходить на новий рівень регуляції діяльності фізіологічних систем, що забез­печує більш економне їх функціонування. Фаза зверхвідновлення залишає після себе слід. Слідові явища накопичуються, призводячи до стійкої адаптації - тренова-ності організму.

Адаптований організм характеризується двома рисами:

1/економізацією функцій в спокої і під час виконання стандартної роботи( функ-ціональні реакції менш виражені під час виконання однакової неграничної роботи);

2/здатністю виконувати більший об'єм роботи за рахунок більш високих функ­ціональних резервів і підсиленням можливостей їх мобілізації.

Функціональні зміни в організмі під час систематичних занять фізичними вправами:

1/ Центральна нервова система.3мінюються властивості нервових процесів і особливо збільшується їх рухливість що виражається в зменшенні часу рухових реакцій, уточненні диференціровок і поліпшенні процесу переробки інформації, що надходить від аналізаторів. Час рухової реакції у осіб ,що не зай­маються фізичними вправами, складає 300 мс, а у осіб, що тренуються-200 мс.

2/М'язова система. поліпшується кровопостачання м'язів за рахунок збільшення кількості капілярів, що забезпечує поліпшення умов живлення м'язів і постачання киснем. Підвищується вміст міоглобіну. Підвищується збуд­женість м'язів здатність до швидкого скорочення і прояву більшої сили і витри­валості.

З/Система дихання. Збільшується екскурсія грудної клітини, життєва ємність легенів(3,5 л у осіб, що не займаються фізичними вправами, 5,0 л - у тренованих). Дихання стає більш рідким і глибоким. Частота дихання з 16

дихань за хвилину знижується до 12,а глибина з 500 мл збільшується до 800 мл. Поліпшується дифузійна здатність легенів, що збільшує транспорт кисню в кров.

4/Серцево-судинна система.Знижується частота серцевих скорочень з 80 уда­рів за хвилину до 60 ударів подовжується діастола серця і збільшується кровонаповнення судин серця. Систолічний об'єм крові значно збільшується хвилинний об'єм крові не змінюється. Артеріальний тиску осіб, що займаються фізичними вправами, залишається на рівні вікових норм. У осіб, що страж­дають відхиленнями в цих показниках( гіпертонія, гіпотонія ), рухова активність їх нормалізує.

5/Кров.Підвищується кількість гемоглобіну (до 150 г/л),утворюються спеці­альні захисні комплекси крові, що забезпечують імунологічну стійкість органі-зму,стимулюється кровотворення.

Адаптаційні зміни характерні і для метаболізму. Етап термінової адаптації яскраво прослідковується під час роботи м'язів, а також і після її завершення і включає мобілізацію енергетичних ресурсів транспорт кисню і субстратів окис­лення до м'язів, що працюють, видалення продуктів енергообміну, накопичення метаболітів, синтез креатинфосфату.

Для довгочасної адаптації характерно накопичення енергетичних субстратів( креатинфосфат, глікоген, ліпіди) збільшення вмісту структурних і ферментативних білків, гемоглобіну і міоглобіну, підвищення ємності буферних систем. Метаболіч ні зміни відзначаються специфічністю ,вони залежать від конкретного виду спорту чи вправ, що несуть оздоровчий напрямок.

Вміст АТФ ( аденозинтрифосфорної кислоти ) в організмі практично не змінюється, зростає її обмін, що включає зростаючу здатність АТФ до гідролі­зу і процесам ресинтезу.

Контрольні питання.

1.Біологічні основи функціональної адаптації.

2.Показники функціональної адаптації центральної нервової і м'язової сис­тем.

3.Показники функціональної адаптації дихальної, серцево-судинної систе­ми і системи крові.

4.Особливості метаболізму під час термінової адаптації.

5.Особливості метаболізму , що характерні для довгочасної адаптації.

ФІЗІОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА СТАНІВ ОРГАНІЗМУ,ЩО ВИНИКАЮТЬ ПІД ЧАС СПОРТИВНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ.

Загальні поняття про фізіологічні стани, послідовність їх розвитку. Попередробочий стан. Впрацьовування. Стійкий стан. Втома і відновлення.

Під час виконання фізичних вправ організм людини послідовно проходить ряд фізіологічних станів: попередробочий стан, впрацьовування, стійкий стан, втому і відновлення..

Попередробочим станом називають зміну функцій організму людини в попередробочий період. В попередробочому стані виникає підвищення збуджен­ня ЦНС і нервово - м'язового апарату, збільшення виділення в кров гормонів над-нирників, збільшення частоти і підсилення серцевих скорочень, а отже і збіль­шення хвилинного об'єму крові, збільшення частоти і глибини дихання .збіль­шення споживання кисню і виділення вуглекислого газу, підвищення в крові кількості еритроцитів, гемоглобіну, глюкози. В основі механізму попередробочого стану покладені закономірності утворення умовних рефлексів, від криті І.П.Павловим. Фізіологічна реакція на наступну роботу виробляється не зразу, а після повторного виконання роботи. Індивідуальний характер і виявлення попередробочих реакцій обумовлені багатьма факторами: важкістю наступної роботи , тренованістю людини, значенням роботи, віком, типом ВНД та ін.

Виділяють декілька типів попередробочих станів:

І.Стан недостатнього збудження, який може спостерігатися за відсутності дос-віду виконання даної роботи чи при повній незацікавленості суб'єкта.

2.Стан оптимального збудження, що спостерігається при великій упевненості в у спіху, в стані високої тренованості, високої функціональної готовності.

3.Стан перезбудження, обумовлений надмірними фізіологічним й змінами перед роботою.

4.Стан втоми, який є наслідком перезбудження.

Впрацьовування - це поступове підвищення працездатності і розгортання діяльності фізіологічних функцій до стабільного рівня в початковий період роботи. В про­цесі Впрацьовування виникає підвищення енергообміну в м'язах, підвищення збудливості і лабільності нервово - м'язового апарату, підвищення функціональ­них можливостей серця, інтенсивне використання енергетичних джерел, підвищення температури тіла, накопичення метаболітів та ін.

Різні системи організму впрацьовуються в різний час( гетерохронно ).При цьому соматичні системи, що мають високу фізіологічну реактивність( сенсорні, нервово - м'язові ін.), впрацьовуються значно швидше, ніж вегетативні (кровообіг, дихання і ін.).

Після впрацьовування може виникнути стійкий стан - це стабілізований стан фізіологічних функцій і працездатності людини. Розрізняють справжній і "вигада- ний "стійкий стан. Справжній стійкий стан виникає під час роботи по­мірної інтенсивності і може забезпечуватися в основному, збільшенням легеневої ветиляції, високим коефіцієнтом дифузії кисню в легенях і підвишеною його утилізацією, підвищенням функціональних можливостей систем кро­вообігу та зовнішнього дихання. "Вигаданий" стійкий стан виникає під час роботи великої та субмаксимальної потужності, якщо вона продовжується не менш 3-5 хвилин. Під час роботи максимальної і субмаксимальної потужності, що продовжується менше зазначеного терміну, стійкий стан не виникає. Під час „вигаданого „ стійкого стану поглинання кисню може бути близьким до макси­мального чи навіть дорівнювати йому .Не дивлячись на це , потреба в кисні повністю не задовольняється і поступово наростає кисневий борг. Робота в цьому стійкому стані є дуже тяжкою, що потребує максимальної напруги як рухового апарату так і систем, що забезпечують його діяльність, особливо системи кровообігу.

Втома - це фізіологічний стан, що виникає внаслідок напруженої чи тривалої діяльності організму і супроводжується зниженням працездатності. В залежно­сті від переважного змісту роботи - розумової чи фізичної, можливо вести мову про розумову, або фізичну втому. Розрізняють також гостру і хронічну .загальну і локальну, приховану( що компенсується) і справжню (що не компенсується) втому. В прихованій фазі втоми зберігається висока працездатність, що підтри­мується зусиллями волі. Економічність роботи при цьому не знижується. Про­довження роботи викликає справжню втому, що супроводжується зниженням працездатності внаслідок пригнічення функцій внутрішніх органів і рухового апарату. Пригнічується функція наднирників, знижується активність дихальних ферментів, накопичуються недокислені продукти обміну речовин.

В залежності від виду роботи, напруженості, довгочасності провідна роль в розвитку втоми належить різним фізіологічним системам. Під час напру­женої роботи , що зв'язана з емоційним стресом, поряд з граничними витратами енергії продовження роботи може лімітувати і втома системи гіпоталамус- гі­пофіз -наднирники. Порушення в центральній ланці регуляції фізіологічних функцій і зниження швидкості ресинтезу АТФ можуть грати суттєву роль в розвитку втоми під час короткочасної роботи швидкісного характеру.

Накопичення лактату в м'язах є головним чинником втоми під час роботи субмаксимальної потужності. Під час навантажень великої потужності голов­ним чинником розвитку втоми є відносна гіпоксія тканин, а також поступове накопичення продуктів гліколізу та їх пригнічуючий вплив на аеробний обмін в м'язах, на процеси нервової регуляції рухової функції .Під час роботи помір­ної потужності на перше місце в розвитку втоми виходить виснаження енер­гетичних джерел(глікогену).Порушення в регуляторних механізмах ЦНС є дру­горядними.

Відновлення виникає вже в процесі виконання роботи (поточне віднов­лення) .Воно підтримує нормальний функціональний стан і основні гомеоста­тичні константи під час виконання м'язової роботи. Відставлене відновлення забезпечує активацію процесів відновлення після тренування. Під час відпо­чинку підсилюються анаболічні процеси, за рахунок яких відбуваються відновлювальні і пластичні процеси в клітинних структурах тканин і органів. Ефект відновлення залежить від інтенсивності енергетичних витрат. Інтенсивні катаболічні процеси під час тренування викликають підсилення відновлення з явищами суперкомпенсації (надвідновлення),що утворюють передумови для подальшого зростання функціональних можливостей. Ці процеси стиму­люються підсиленою дією ферментних систем і підвищеною гормональною активністю.

Процеси відновлення відбуваються гетерохронно( в різний час) в різних фізіологічних системах. Так, наприклад, найбільш швидко відновлюються запа­си креатинфосфату, дещо повільніше глікогену і білків. Вміст АТФ відновлю­ється за раніше.

Термін відновлення організму залежить від інтенсивності і характеру фі­зичних навантажень. Так, наприклад, порушення нейроендокринної рівноваги після великих за об'ємом тренувальних навантажень зберігається на протязі 2-3 діб. Після силових навантажень великого об'єму відновлення може три­вати до 3-4 діб в наслідок інтенсивного катаболізму. Тривалість періоду віднов­лення і поява фази суперкомпенсації залежить від характеру попереднього на­вантаження (анаеробного, аеробного .змішаного).

Основною умовою повного відновлення є раціональний розпорядок трену­вання .використання активного відпочинку і біологічних факторів відновлення працездатності.

Контрольні питання.

1.Назвати стани організму, що виникають під час м'язевої роботи і розкрити їх біологічну суть.

2.Дати біологічну характеристику попередробочого стану.

3.Дати фізіологічну характеристику впрацьовування.

4.Дати фізіологічну характеристику стійкого стану. Дати фізіологічну характеристику втоми і відновлення.