Тема №10 Физиология внутренних органов.

15. С/р составление развернутой сравнительной таблицы: «Функциональные изменения в системах организма в процессе адаптации к тренировочному процессу:

- сердечно – сосудистая система и система крови, дыхания;

- влияние физической нагрузки на пищеварительные процессы;

- общие закономерности обмена веществ при занятиях физической культурой;

Сердечно-сосудистая систеам.Система крови,дыхания

Изменение частоты сердечных сокращений является одним из физиологических механизмов, обеспечивающих адаптацию кровообращения к мышечной работе. У людей, систематически испытывающих физическую нагрузку, частота сердечных сокращений, как в состоянии покоя, так и при легкой работе значительно ниже, чем у тех, кто занимается лишь умственной деятельностью. Это свидетельствует о том, что организм первых более приспособлен к физической работе и выполняет ее при более экономной работе сердца.

При тяжелой физической работе адаптация сердца проходит в основном за счет более полного опорожнения желудочков, т.е. за счет использования резервного объема крови, который у людей тренированных значительно больше, чем у нетренированных. Физиологический механизм такой адаптации сердца к работе, прежде всего, обусловлен повышением возбудимости проводящей системы сердца, в результате чего ускоряются частота сердечных сокращений и их сила. Благодаря этому и проходит более полное изгнание крови из сердца.

Увеличение минутного объема крови (МОК) при выполнении физической работы является одним из адаптивных приспособлений организма. При легкой работе рост МОК проходит преимущественно за счет увеличения систолического объема крови, тогда как тяжелая работа сопровождается увеличением минутного объема сердца при частых сокращениях сердца. Адаптивный характер изменений сердечно - сосудистой работы зависит также и от вида работы. При динамической работе минутный объем крови увеличивается, тогда как при статической он меняется мало или даже уменьшается. При легкой работе адаптация сердечно - сосудистой системы к мышечной нагрузке проходит преимущественно за счет перераспределения крови без увеличения общего объема циркулирующей в организме крови. Суть этого физиологического механизма заключается в том, что значительная часть крови притекает к работающим мышцам и органам (сердца, легких, мозга и др.), тогда как кровообращение в менее активно работающих органах (кишечнике, желудке, почках и др.) уменьшается. Это достигается за счет изменения вазомоторных реакций: кровеносные сосуды в работающих мышцах значительно расширяются, а в малоактивных органах сужаются. Приток крови к работающим мышцам при очень тяжелой работе может увеличиваться на 88%, тогда как в состоянии покоя он составляет лишь 20% от общего МОК.

Степень и направленность перераспределения реакций, возникающих при мышечной работе, в первую очередь обусловлены функциональным состоянием крупных артерий. Как показали исследования В. В. Васильевой, упругость (тонус) стенок артериальных сосудов нарастает больше в неработающих конечностях, чем у работающих. В этой связи приток крови к неработающим конечностей намного меньше, чем к работающим. О состоянии перераспределения крови в организме судят по изменению скорости распространения пульсовой волны в сосудах.Одним из приспособлений организма к мышечной работе является изменение общего периферического сопротивления сосудов кровотоку. При мышечной деятельности он снижается и тем больше, чем более тренированный человек. Конечно, при меньшем общем периферийном сопротивлению к тканям приплывает больше крови, в них усиливаются обменные процессы, а это приводит к повышению работоспособности организма. Характерно, что у людей, которые хорошо адаптированы к физической работе, восстановление общего периферического сопротивления проходит гораздо медленнее, чем у нетренированных. Это обеспечивает относительно лучшие условия для деятельности их сердца и кровоснабжение тканей.

Сердце, адаптированное к физической нагрузке, обладает высокой сократительной способностью. Но оно сохраняет высокую способность к расслаблению в диастоле при высокой частоте сокращений, что обусловлено улучшением процессов регуляции обмена в миокарде и соответствующим увеличением его массы (гипертрофией сердца). Истощение источников энергии при напряженных нагрузках стимулирует синтез белковых структур клеточных элементов: как сократительных, так и энергетических (митохондриальных). Если истощение источников энергии превышает физиологические нормы, может наступить перенапряжение, срыв адаптации. В нормально развитом сердце на 1 мм3 мышечной массы в покое раскрыты 2300 капилляров. При мышечной работе раскрываются дополнительно около 2000капилляров. Долговременная адаптация обеспечивается усилением биосинтетических процессов в сердечной мышце и увеличением ее массы. При периодических физических нагрузках адаптация сердца растягивается во времени, периоды отдыха от нагрузок приводят к сбалансированному увеличению структурных элементов сердца. Масса сердца увеличивается в пределах 20-40%. Капиллярная сеть растет пропорционально увеличивающейся массе. Тренированное, умеренно гипертрофированное сердце в условиях относительного физиологического покоя имеет пониженный обмен, умеренную брадикардию, сниженный минутный объем. Оно работает на 15-20% экономичнее, чем нетренированное. При систематической мышечной работе в сердечной мышце тренированного сердца снижается скорость гликолитических процессов: энергетические продукты расходуются более экономно.

Морфологические перестройки сердца проявляются в увеличении как мышечной массы, так и клеточных энергетических машин - митохондрий. Увеличивается также масса мембранных систем. Иначе говоря, чувствительность сердца к симпатическим влияниям, усиливающим его функции, при мышечной работе повышается. Одновременно совершенствуются и механизмы экономизации: в покое и при малоинтенсивной нагрузке сердце работает с низкими энергозатратами и наиболее рациональным соотношением фаз сокращения.

В самой сердечной мышце срочные адаптационные изменения проявляются в мобилизации энергетических ресурсов. Первичными субстратами окисления в сердечной мышце служат жирные кислоты, глюкоза, в меньшей степени - аминокислоты. Энергия их окисления аккумулируется митохондриями в виде АТФ, а затем транспортируется к сократительным элементам сердца.

Особенности деятельности сердечно - сосудистой системы.

Уровень работоспособности во многом зависит от состояния сердца и кровеносных сосудов. Сердце, как правило утомляется раньше, Чем скелетная мускулатура. Поэтому, определяя границы функциональной способности сердца, мы можем оценивать работоспособность юноши. Для учета воздействия физических упражнений на состояние сердечно - сосудистой системы можно использовать различные методы: наиболее простые из них - подсчет пульса и измерение кровяного давления. Регулярные и методические правильно построенные занятия спортом ведут в большинстве случаев к уменьшению частоты сердечных сокращений в покое. медленный темп сокращений сердца у тренированных, привычных к большим физическим нагрузкам, есть результат приспособления. С возрастом работоспособность сердца повышается: увеличивается объем крови, выбрасываемый сердцем с каждым сокращением в сосудистое русло(ударный объем крови); увеличивается объем крови, выбрасываемой сердцем в минуту(минутный объем крови); удлиняется диастола (время расслабления мышцы сердца после ее сокращения). Этим обеспечивается хорошее наполнения желудочков сердца и достаточный их отдых. Одновременно с этим снижается частота сердечных сокращений, что особенно можно проследить у людей, систематически занимающихся спортом. Медленный пульс - в пределах от 50 - 60 ударов в минуту - наблюдается в 15 - 20 % случаев у юношей, занимающихся спортом.

Редкий пульс в состоянии покоя можно расценивать как один из признаков тренированности организма. Пульс в покое в 12-14 лет составляет 65-67 ударов в минуту.

Нормальными величинами артериального давления в покое считают: систолическое - 100-130 мм.рт.ст., диастолическое - 60-80 мм.рт.ст., пульсовое (разница между систолическим и диастолическим давлением) - 40-50 мм.рт.ст.

У детей артериальное давление значительно ниже, чем у взрослых. Повышение его уровня отмечается в возрасте 12-14 лет, что вызывается относительно быстрым развитием сердца по сравнению с просветом сосудов. Установлено, что систолическое артериальное давление в 17-18 лет достигает 111-113 мм.рт.ст. Иногда в возрасте 12-14 лет обнаруживают повышенное артериальное давление в покое до 140-150 мм.рт.ст. и более. Причинами появления такой формы гипертонии могут быть усиление функций надпочечников и щитовидной железы а так же неправильная тренировка.

Гипертонический тип реакции на нагрузку выражается увеличением максимального давления на 30-40 мм.рт.ст. на фоне значительного учащения пульса. При этом минимальное давление увеличивается на 15-20 мм.рт.ст.

Для гипертонического типа реакции характерны значительные увеличения как максимального артериального давления на фоне значительного учащения пульса на 130-150% от исходного.

При дистоническом типе реакции наблюдается значительное повышение максимального артериального давления на фоне значительного учащения пульса и падение минимального артериального давления до нуля.

Систолическое артериальное давление при выполнении физических нагрузок повышается до 200-250 мм.рт.ст., а диастолическое изменяется незначительно. Чем реже удары сердца и чем ниже уровень артериального давления, тем выше степень тренированности. Поэтому по величине этих двух показателей можно судить об уровне работоспособности занимающихся. Но эти величины могут быть неодинаковы не только у разных людей, но и у одного и того же человека на разных этапах его тренировочных занятий. Поэтому практически ценно иметь один показатель, включающий обе эти величины. В качестве такого показателя предлагается произведение частоты пульса на систолическое артериальное давление. здоровых не тренированных юношей этот показатель достигает 8000-10000, а у тренированных - 6000-7000. При нарастающем уровне тренированности этот показатель постепенно уменьшается.

Сопоставление данных частоты сердечных сокращений и артериального давления позволяет судить о взаимосвязи различных компонентов реакции и таким образом о регуляции кровообращения. Если после физической нагрузки изменение артериального давления адекватны учащению сердцебиения, а в период восстановления изменения артериального давления соответствуют урежению пульса, тогда реакцию сердечно - сосудистой системы на проделанную работу следует считать нормальной.

В случае не соответствия реакции артериального давления на изменения пульса можно предположить наличие нарушения регуляции кровообращения. Улучшение функционального состояния при оценке показателей, проявляется в большем соответствии сдвигов выполненной работе, меньшей амплитуде реакции, в ускорении восстановления. Важное значение имеют не сами величины показателей пульса и артериального давления, а их изменения под влиянием систематических занятий спортом.

Длительная мышечная тренировка сопровождается морфологическими и функциональными изменениями сердечной мышцы, следствием чего является тесная взаимосвязь между максимальным потреблением кислорода и объемом сердца.

В настоящее время довольно точно определены те предельные параметры, которые могут быть достигнуты в результате регулярной тренировки и достижение наивысшей производительности организма. Многократное увеличение минутного объема крови происходит за счет учащения сердечных сокращений и возрастания ударного объема крови. В момент достижения максимального потребления кислорода пульс бывает в пределах, не превышающих 180-200 ударов в минуту, при этом систолический объем у высококвалифицированных спортсменов достигает 185-200 мл. в то время, как у тренированных только 120-130 мл. Величина ударного объема у юношей 12-14 лет в покое считается 60-80 мл., при нагрузках 140-170 мл. У тренированных спортсменов наблюдается большой рост ударного объема. С его увеличением колебания давления в каждом цикле возрастает. Следовательно, увеличивается и пульсовое давление. Таким образом, величина пульсового давления косвенно отражает изменения ударного объема.

Под влиянием систематических спортивных тренировок, замедление пульса связанно с усилением парасимпатических влияний на работу сердца.

Н.Д. Грачевская (1975) показала, что один и тот же вид спорта у разных людей может вызывать увеличение различных отделов сердца[22]. Дозированные не интенсивные нагрузки у спортсменов не влекут за собой мобилизации всех факторов гемодинамики, так как возрастает потребность в кровоснабжении и полном обеспечении даже частичных реакций давления.

Диастолическое артериальное давление в норме снижается. При одновременном увеличении систолического артериального давления подробная реакция является нормотонической и косвенно свидетельствует об увеличении систолического объема. В восстановительный период у спортсменов диастолическое давление приближается к исходному уровню, чаще не достигает его и остается сниженным. Среднее артериальное давление характеризуется небольшим его увеличением от 0.7 до 7.0 мм.рт.ст. При физических нагрузках возрастает потребность в кровоснабжении миокарда, который покрывает повышение среднего артериального давления. Проведенные многочисленные исследования обнаружили особенности повышения артериального давления при работе различных групп мышц. Так оказалось, что при работе ногами артериальное давление в артериях рук повышается более интенсивно и наоборот[23].

Мышечная работа, характеризующаяся тахикардией порядка 170 ударов в минуту, вызывает весьма значительные сдвиги в деятельности систем дыхания и кровообращения спортсменов. Эти сдвиги обычно составляют в среднем 75-80% от максимально эффективных изменений при мышечных нагрузках[24].

Артериальное давление зависит от соотношения между минутным объемом кровообращения и сопротивлением, которое кровеносные сосуды оказывают току крови. Сопротивление току крови изменяется при сужении или расширении кровеносных сосудов, называемых артериолами. Чувствительными элементами, воспринимающими артериальное давление, являются барорецепторы в дуге аорты зоне и сонных артериях.

Фаза адаптации при работе средне интенсивности продолжается 1-2 минуты, но с увеличением мощности нагрузки удлиняется. Устойчивое состояние раньше наступает у спортсменов, находящихся в хорошей физической форме. При выполнении длительных нагрузок наблюдается постепенное снижение ударного объема, но соответствующий прирост частоты сердечных сокращений обеспечивается стабильностью минутного объема крови. В начале ритмичной мышечной деятельности минутный объем крови увеличивается, сначала быстро, потом более медленно и постепенно достигает устойчивого состояния.

При выполнении физической нагрузки увеличивается расход энергии и возрастает потребление кислорода. При выполнении работы субмаксимальной мощности уровень потребления кислорода постепенно возрастает вместе с увеличением сердечного выброса и артерио - венозной разности по миокарду. Линейная зависимость между потреблением кислорода, сердечным выбросом и артериаль - венозной разности при выполнении работы динамического характера сохраняется лишь до определенного предела, после которого потребление кислорода стабилизируется и дальше не нарастает, несмотря на дальнейшее увеличение нагрузки. Этот устойчивый уровень потребления кислорода характеризует максимальное потребление кислорода. Реальные размеры утилизируемого организмом кислорода можно оценить только по величине артерио - венозной разности по кислороду.

Основной показатель продуктивности кардиоресператорной системы - максимальное потребление кислорода. Это та высшая скорость аэробного метаболизма при ритмичной динамической мышечной работе, которую хорошо подготовленный индивидуум, может поддерживать не более 10-15 минут. Максимальное потребление кислорода является мерой аэробной мощности.

Каждое звено кардиоресператорной системы может определять достаточность транспорта кислорода при нагрузке и, следовательно, играть лимитирующую роль. При рассмотрении лимитирующих механизмов основное внимание обращают на производительность сердца. Кровоток в капиллярах может оказывать существенное влияние на перенос кислорода к митохондриям мышечных клеток. Величина сердечного выброса является главным детерминантом транспорта кислорода при нагрузке. производительность сердца может рассматриваться как некоторый интегральный показатель, характеризующий транспортные возможности кардиоресператорной системы в отношении газов крови. реально лимитирует величину сердечного выброса частота сердечных сокращений и ударный объем крови. Величину ударного объема крови при максимальной нагрузке оказывает выраженное влияние на величину сердечного выброса. Лимитирующая роль сердечного выброса в транспорте кислорода может быть уменьшена путем увеличения максимального ударного объема.

При систематической тренировке, когда организму необходимо большой сердечный выброс для выполнения напряженной мышечной работы, развивается физиологическая дилатация полостей сердца, гипертрофируется в определенной мере миокард, то есть, создаются условия для индивидуального увеличения ударного объема .

Увеличение сердечного выброса может повысить производительность сердечно - сосудистой системы и, следовательно, уменьшить лимитирующую роль центрального механизма. Но эффективность этого пути ограничена определенными пределами, а повышение производительности сердца любыми путями может отрицательно сказаться на эффективности использования кислорода мышцами.

В нагрузке достаточной интенсивности потребления кислорода достигает максимума в течение 5-6 минут. основным критерием, свидетельствующим о достижении максимального потребления кислорода является стабилизация потребления кислорода, несмотря на дальнейшее увеличение нагрузки.

Потребление кислорода зависит от массы работающей мускулатуры. Усиленная капилляризация, наблюдается только в мышцах, которые очень активны при тренировке, и отсутствует в мышцах, не принимающих активное участие в выполнении упражнений.

Повышенная плотность каппиляров мышц увеличивает поверхность диффузий и укорачивает путь, которые должны пройти молекулы из кровеносных сосудов в мышечные клетки. Это способствует повышению мышечной работоспособности, так как обеспечивает большую емкость кровотока в рабочих мышцах и облегчает передачу энергетических веществ через капиллярно - клеточные мембраны.

Кардиоресператорная система не может мгновенно увеличить подачу кислорода к мышцам для полного удовлетворения потребности в аденозинтрифосфате с помощью аэробно-анаэробных процессов.

Креатинфосфат поставляет некоторое количество требуемого АТФ, а анаэробные процессы расщепления гликогена с образованием молочной кислоты обеспечивает остальное количество АТФ, пока не начнутся процессы с утилизацией кислорода. Если потребление кислорода устанавливается постоянным в процессе работы с субмаксимальной нагрузкой, то такое потребление кислорода представляет собой количество кислорода, требуемого для мышечной деятельности в установившимся состоянии. В этом состоянии потребность клеток в АТФ удовлетворяется образованием его в присутствии кислорода в митохондриях мышцы. Если занимающийся прекратил работу, то потребление мышц в АТФ, которая соответствовала физической нагрузке, резко уменьшается, а затем плавно достигает значений, соответствующих состояния покоя. Потребление кислорода после физической нагрузки представляет собой его возврат. Избыточный кислород частично используется для образования дополнительного АТФ для вторичного обеспечения нормального запаса КФ в мышцах. Остальная часть избыточного кислорода удовлетворяет потребности в АТФ на увеличение частоты сердечных сокращений и частоты дыхания во время расслабления. Небольшая часть возвращенного кислорода используется печенью для преобразования части молочной кислоты, вырабатываемой в начале работы, в глюкозу.

В условиях покоя, скорость потребления кислорода, сердечный выброс и артериовенозная разность у тренированных спортсменов, по существу, не отличается от этих показателей у нетренированны. При одинаковом сердечном выбросе у спортсменов, тренирующих частота сердечных сокращений на10-20 ударов в минуту ниже чем у спортсменов скоростно-силовых видов спорта. Снижение частоты сердечных сокращений, повышает экономичность работы сердца, так как его энергетические запросы, кровоснабжение и потребление кислорода увеличивается тем больше, чем выше частота сердечных сокращений. Снижение частоты сердечных сокращений у хорошо подготовленных спортсменов компенсируется за счет увеличения систолического объема. Чем ниже пульс в покое, тем больше систолический объем. Он увеличивается постепенно в результате продолжительной интенсивной тренировки и является следствием основных изменений в сердце:

• повышение сократительной способности миокарда

• увеличение объема полостей сердца

Благодаря увеличению объема желудочка, растет его конечно- диастолический объем, то есть максимальное количество крови, которое может вмещать желудочек; повышается функциональная остаточная емкость, то есть количество крови, остающееся в желудочке после окончания систолы; увеличивается и резервный объем крови в желудочке. К снижению максимальной частоты сердечных сокращений может вести увеличение объема сердца.

Сердце нетренированного человека способно увеличить минутный объем крови в 3-4 раза. Это увеличение достигается за счет увеличения пульса в 2-2.5 раза от исходного уровня.

Показатели работоспособности органов дыхания являются:

1). Дыхательный объем.

2). Частота дыхания.

3). Жизненная емкость лёгких.

4). Легочная вентиляция.

5). Кислородный запас.

6). Потребление кислорода.

7). Кислородный долг и др.

1). Дыхательный объем (ДО) – количество воздуха, проходящее через легкие при дыхательном цикле ( вдох, выдох, дыхательная пауза). В покое у нетренированных людей ДО составляет 350-500 мл, у тренированных – 800 и больше. При интенсивной физической нагрузке ДО может увеличиться до 2500 мл.

2). Частота дыхания ( ЧД) – количество дыхательных  циклов в 1 минуту. Средняя ЧД  у нетренированных людей в покое- 16- 20 циклов в минуту, у тренированных за счет увеличения дыхательного объема частота дыхания снижается до 8-12 циклов в минуту. При спортивной деятельности ЧД у лыжников и бегунов увеличивается до 20-28 циклов в 1 минуту, у пловцов- 36-45; наблюдаются случаи увеличения ЧД до 75 дыхательных циклов в минуту.

3). Жизненная емкость лёгких ( ЖЕЛ ) – максимальное количество воздуха, которое вдохнул человек после максимального выдоха  (измеряется методом спирометрии).

Тренированный организм			Нетренированный организм
мужчины	женщины	мужчины		женщины
4700 мл	3500 мл	3500 мл		3000 мл

При занятиями циклическими видами спорта ЖЕЛ может достичь у мужчин 7000 мл и более, у женщин – 5000мл и более.

4). Легочная вентиляция (ЛВ) – объем воздуха, проходящий через легкие за 1 минуту, и определяющийся путем умножения величины ДО и ЧД.

ЛВ в покое составляет 5000-9000 мл. При физической нагрузке этот показатель достигнет 50 л. Максимальный показатель ЛВ может достигать 186, 5 л при ДО 2,5 л и ЧД 75 циклов в 1 минуту.

5). Кислородный запас ( КЗ )  - количество кислорода, необходимое организму для обеспечения процессов жизнедеятельности в 1 минуту. В покое КЗ равен 200-300 мл. При беге на 5 км увеличивается до 5000-6000 мл.

6). Максимальное потребление кислорода ( МПК ) – необходимое количество кислорода, которое организм может потребить в минуту при определенной мышечной работе. У нетренированных людей МПК составляет 2- 3,5 л/ мин., у спортсменов мужчин может достигать 6 л/мин., у женщин – 4 л/ мин. и более.

7). Кислородный долг – разница между кислородным запасом и кислородом, которое потребляется во время работы за 1 минуту, т. е.

КД= КЗ – МПК

Величина максимального возможного суммарного долга кислорода имеет предел. У нетренированных людей он находится на уровне 4-7 л кислорода, у тренированных – может достигать 20-22 л.

Таким образом, физические тренировки способствуют адаптации тканей к гипоксии ( недостатку кислорода), повышает способность клеток тела к интенсивной работе при недостатке кислорода.

Пищеварительная система

Во время физической работы функционирование пищеварительной системы притормаживается. Это обусловлено рабочими изменениями в организме, важным действием обладают следующие из них:

• рост активности симпатической части автономной нервной системы и снижение активности парасимпатической части;

• уменьшение кровоснабжения пищеварительных органов;

• изменения в концентрации различных гормонов.

Автономная нервная система контролирует работу гладких мышц, сердечной мышцы и желез. Парасимпатическая часть автономной нервной системы доминирует в состоянии покоя, а симпатическая часть сильно активизируется во время физической работы.

Общее повышение симпатической активности и снижение парасимпатической активности способствуют изменениям в функционировании организма, подготавливающим его к физической нагрузке и увеличивающим его терпимость. Поскольку работа пищеварительной системы не имеет первостепенного значения во время острой физической нагрузки, то ее активность понижается. Описанные изменения в функционировании нервной системы вызывают во время физической работы торможение моторики как желудка, так и кишечника, а также уменьшение выделения различных пищеварительных секретов.

Вторым важным изменением, отличающим состояние во время физической работы от состояния покоя, является значительное сокращение кровоснабжения органов пищеварения, что также тормозит их функционирование. Сокращение кровоснабжения органов пищеварения позволяет лучше удовлетворять потребность работающих мышц в богатой кислородом крови. Во время физической работы функционирование пищеварительной системы затормаживается. Это позволяет направлять ресурсы организма, прежде всего кровоснабжение, на удовлетворение потребностей мышц, что является первостепенным с точки зрения обеспечения работоспособности. Рабочее изменение направления кровотока в организме также происходит под контролем автономной нервной системы. Повышение симпатической активности вызывает расширение площади поперечного сечения кровеносных сосудов в скелетных и сердечной мышце, в легких и коже, а в пищеварительных органах обратную реакцию - сужение кровеносных сосудов.

На работу пищеварительных органов влияет также ряд гормонов. Во время физического напряжения в циркулирующей крови увеличивается концентрация таких гормонов, которые тормозят пищеварительные процессы. Из гормональных сдвигов такого действия большое значение имеет, к примеру, рабочее увеличение концентрации адреналина и норадреналина.

В результате описанных изменений во время физической работы, в отличие от состояния покоя, тормозится моторика как желудка, так и кишечника, замедляется темп освобождения кишечника и передвижение пищевых масс по кишечнику, уменьшается секреция разных пищеварительных секретов и всасывание питательных веществ. Влияние физической работы на функционирование желудка в значительной мере зависит от ее интенсивности. У большинства людей темп освобождения желудка значительно замедляется, начиная с уровня относительной интенсивности работы, равного 70% МПК. Темп освобождения желудка замедляет также потеря жидкости, сопровождающая физическое напряжение в виде потоотделения, а также тепловой стресс. Для функционирования желудка с сильным тормозящим действием в ситуации соревнований очевиден эмоциональный и душевный стресс. Закономерности, о которых идет речь, необходимо знать и учитывать при согласовании режима питания и питья спортсменов с их программой тренировок и соревнований.

Имеющиеся скудные данные показывают, что в результате регулярных тренировок заметных реакций привыканий в органах пищеварения не происходит. В системе пищеварения тренировка заметных адаптационных реакций устойчивого характера не вызывает. Но один эффект все же нашел подтверждение - как тренировки на выносливость, так и тренировки на силу сопровождаются сокра-щением среднего времени, необходимого для прохождения пищевой массы по пищеварительному тракту. Этот факт одновременно хотя бы частично объясняет то, почему физическая активность уменьшает риск заболевания раком толстой и прямой кишки. С сокращением времени, необходимого для прохождения пи-щевыми массами пищеварительного тракта, сокращается также время, в течение которого потенциально находящиеся в пище карциногены (благоприятствующие возникновению рака соединения) могут оказать влияние на кишечник.

Расход энергии

Виды расхода энергии

Различают основной обмен, общий обмен и пластический обмен.

Основной обмен обеспечивает гомеостазис организма в стандартных условиях и процессы ресинтеза их структур после диссимиляции. Измеряется он утром натощак, в положении лежа. Энергия основного обмена расходуется на синтез клеточных структур, поддержание постоянной температуры тела, деятельности внутренних органов и поддержание тонуса скелетных мышц. Величина основного обмена зависит от пола, возраста, длины и массы тела. Наиболее высокий основной обмен, отнесенный к килограмму массы тела, характерен для детей в возрасте 6 месяцев, затем он постепенно падает и после пубертатного периода приближается к уровню взрослых. Половина всего энергорасхода основного обмена приходится на печень и скелетную мускулатуру. У женщин основной обмен меньше, чем у мужчин. Мужские половые гормоны повышают основной обмен на 10-15%. После 40 лет основной обмен начинает снижаться. При массе тела, равной 70 кг, основной обмен мужчины составляет в сутки 7100 кДж, или 1700 ккал. У женщин с такой же массой тела он ниже на 10%.

Пластический обмен – это расход энергии, обеспечивающий рост развивающегося организма и восстановление структурных элементов организма после тяжелой болезни или длительного голодания.

Общий обмен – это сочетание основного, пластического обмена и энергетических трат организма, обеспечивающих его жизнедеятельность в условиях терморегуляторной, эмоциональной, пищевой и рабочей нагрузок. Общий обмен превышает основной обмен за счет функций скелетных мышц. При их интенсивном сокращении расход энергии в мышце может повыситься в 100 раз, общий расход энергии за несколько секунд может повыситься в 50 раз при участии в такой реакции более трети скелетных мышц. У хорошо тренированных лиц такое сокращение может длиться несколько минут и приводит к 20-кратному повышению обмена энергии в организме. Однако у современного жителя промышленно развитых стран повседневная двигательная активность невелика, поэтому суточный расход энергии составляет величину порядка 8000-10500 кДж или 2000-2500 ккал. В положении сидя человек тратит энергии лишь на 20% больше, чем в положении лежа. Стоя, человек расходует на 40% энергии больше, чем в условиях основного обмена, при канцелярской работе – на 60% больше. Ходьба со скоростью не менее 5 км/час может повысить уровень расхода энергии в 3-4 раза. Ежедневная двухкилометровая прогулка (без изменения в питании) может способствовать устранению за месяц 1 кг жира.

При эмоциях увеличение расхода энергии у взрослого человека составляет 40-90% от уровня основного обмена и связано с вовлечением фазных и тонических мышечных реакций. У детей при крике затраты энергии могут повышаться втрое.

В условиях охлаждения человека расход энергии может возрастать в 3 раза.

Специфически динамическое  действие пищи – это повышение расхода энергии, связанное с превращением пищевых веществ в организме после их всасывания из пищеварительного тракта. При потреблении смешанной пищи обмен повышается на 5-10%; углеводистая и жирная пища увеличивает его незначительно – примерно на 4%. Пища богатая белком, может повышать расход энергии на 30%, эффект длится 12-18 часов.

Для коррекции массы тела необходимо не только ограничение калорийности пищи, но и увеличение расхода энергии с помощью мышечных нагрузок или охлаждающих процедур.

Во время сна уровень метаболизма на 10-15% ниже, чем в условиях бодрствования.

Обмен веществ

Гормоны играют центральную роль как в энергообеспечении мышц, так и в регуляции уровня жидкости во время физической работы. Мобилизация запасов энергии. Потребность мышц в энергии во время физического напряжения увеличивается в зависимости от интенсивности и продолжительности работы. Ресурсами первой важности для удовлетворения этой возросшей потребности являются углеводы и триглицериды (жиры).

Основные запасы углеводов находятся в мышцах и печени в виде гликогена. Самые важные гормоны, концентрация которых в крови во время физической работы по сравнению с состоянием покоя увеличивается и которые обеспечивают таким образом освобождение имеющейся в гликогене энергии для использования в мышцах, - это эпинефрин, норэпинефрин и гликагон. Использованию углеводов тела для снабжения мышц энергией способствует, прежде всего, повышение концентрации адреналина, норадреналина и гликогена в крови. Под их воздействием увеличивается интенсивность разложения гликогена как в мышцах, так и в печени. В результате разложения гликогена печени увеличивается ток глюкозы из печени в кровь.

При продолжительной работе важную роль в энергообеспечении мышц играют также жиры (триглицериды). Их основные запасы находятся в жировой ткани, в меньшей мере они депонированы также в мышечной клетке, в основном - в волокнах I типа. Жиры в виде жирных кислот используются в мышцах как источник энергии. Таким образом, первым шагом освобождения имеющейся в жирах энергии для использования в мышцах является липолиз - разложение жиров на глицерол и свободные жирные кислоты. Способность мышц использовать жирные кислоты при продолжительной работе увеличивается согласно тому, как возрастает концентрация жирных кислот в циркулирующей крови. Липолиз стимулируют и таким образом вызывают повышение в крови концентрации жирных кислот, прежде всего эпинефрина, норэпинефрина, гормона роста и кортизола.

Вторым важным источником энергии наряду с углеводами во время продолжительно физической работы являются жирные кислоты. Увеличению содержания жирных кислот в крови и их использованию в работающих мышцах способствует повышение во время работы концентрации адреналина, норадреналина, гормона роста и кортизола в крови. Самым сильным действием в этом отношении, как известно, обладает норэпинефрин, но чем продолжительнее физическое напряжение, тем более важную роль играет повышение концентрации гормонов роста. Повышению концентрации жирных кислот в крови и усилению интенсивности их окисления в работающих мышцах содействуют также тиреоидные гормоны, но в меньшей степени и другие вышеназванные гормоны.

Физическая работа вызывает изменения в водном балансе организма, что в итоге ведет к сокращению объема плазмы крови. Это обусловлено, главным образом, тремя обстоятельствами: движением крови из плазмы в клетки и межклеточное пространство, что проявляется, прежде всего, в работающих мышцах, выходом крови из кровеносных сосудов в ткани под воздействием высокого давления и потерей жидкости в результате потоотделения. Следует исключать сильного понижения объема плазмы, так как это может вызвать уменьшение кровотока как в мышцы, ак и в кожу, что, в свою очередь, становится причиной быстрого снижения работоспособности. Истощение запасов гликогена в печени сопровождается снижением концентрации глюкозы в крови, являющееся одной из причин появления усталости во время продолжительной физической работы.

Истощение запасов гликогена в печени сопровождается снижением концентрации глюкозы в крови, являю-щееся одной из причин появления усталости во время продолжительной физической работы.

Во время физической работы увеличивается потоотделение, что помогает избежать быстрого перегревания организма. Для компенсации увеличившейся потери жидкости через потоотделение, ограничивается выделение жидкости через почки. Концентрация в крови гормона альдостерона, вырабатываемого в коре надпочечников, и выделяемого гипофизом антидиуретического гормона в крови во время физической работы увеличивается по сравнению с состоянием покоя. Под воздействием альдостерона в почках уменьшается выделение в мочу как натрия, так и воды, под действием антидиуретического гормона уменьшается выделение воды.

Под воздействием тренировки увеличивается масса и плотность костной ткани, что особенно заметно в тех частях скелета, которые напрямую подвергаются нагрузке. К примеру, характерные для игр с мячом упражнения напрямую нагружают кости нижних конечностей, а плавание - нет.

Баланс воды (и натрия) в организме регулируется, главным образом, двумя гормонами - альдостероном и антидиуретическим гормоном. Концентрация обоих в крови увеличивается во время физической работы по сравнению с состоянием покоя. Баланс воды и натрия в организме во время физической работы помогает сохранять повышение концентрации альдостерона и антидиуретического гормона в крови во время работы. Альдостерон напрямую уменьшает выделение через почки в урину не воды, а натрия. А вода всегда придерживается движения натрия в организме. Следовательно - при уменьшении выделения натрия из организма альдостерон уменьшает также потерю жидкости и помогает сохранить как объем плазмы крови, так и кровяное давление. Действие антидиуретического гормона очень похоже на описанное относительно альдостерона. Главное отличие состоит в том, что антидиуретический гормон напрямую уменьшает выделение жидкости на уровне почек.

Терморегуляция, акклиматизация

Тренировочные и соревновательные нагрузки в видах спорта, требующих проявления выносливости, вызывают существенное повышение температуры ядра тела - до 40°, даже в нейтральных условиях среды. Это служит стимулом для развития приспособительных (адаптационных) реакций к большой "внутренней" Тепловой нагрузке. Такие реакции со стороны сердечно-сосудистой системы, потовых желез и других органов и систем во многом сходны с'реакциями у людей, прошедших акклиматизацию к большим "внешним" тепловым нагрузкам (высоким температуре и влажности воздуха). В результате систематических занятий у спортсменов, тренирующих выносливость, совершенствуется терморегуляция: снижается теплопродукция, улучшается способность к теплопотерям за счет повышенного потообразования. Так, для тренированных спортсменов характерна высокая чувствительность реакции потоотделения на тепловые раздражители, равномерное распределение потоотделения по поверхности тела. Соответственно у спортсменов во время работы при обычной или высокой температуре воздуха внутренняя и кожная температура ниже, чем у нетренированных людей, выполняющих такую же абсолютную нагрузку. Содержание солей в поте у спортсменов также ниже. В процессе тренировки выносливости в нейтральных условиях увеличивается объем циркулирующей крови, совершенствуются реакции перераспределения кровотока с уменьшением его через кожную сеть, что снижает кожную температуру и повышает проведение тепла от ядра к поверхности тела. Таким образом, у спортсменов в результате регулярных интенсивных тренировок выносливости даже в нейтральных температурных условиях совершенствуются определенные физиологические механизмы, характерные и для тепловой адаптации. Поэтому хорошо тренированные на выносливость спортсмены обычно лучше приспосабливаются к работе в жарких условиях, чем нетренированные, более быстро акклиматизируются, по крайней мере, для выполнения в жарких условиях работ небольшой мощности. Вместе с тем сама по себе даже высокая спортивная тренированность и тренировки любого характера в нейтральных условиях внешней среды не могут полностью заменить специфическую тепловую адаптацию, которая необходима спортсмену, если он должен выступать на соревновании в условиях повышенных температуры и влажности. Тепловых адаптационных приспособлений, вызванных тренировкой в нейтральных (или холодных) условиях, недостаточно для эффективного выполнения интенсивной работы в жарких условиях. При подготовке к соревнованиям, которые будут проводиться в условиях повышенных температуры и влажности воздуха, спортсмен должен начать тренировки в таких же условиях за 7-12 дней до соревнований. Если нет возможности тренироваться в этих условиях, следует использовать костюмы ("потники"), которые препятствуют отдаче тепла и ограничивают испарение пота. Тренировка в "потнике" вызывает эффекты повышенной тепловой устойчивости, хотя и меньшие, чем тренировка в жарких условиях среды.

Во время мышечной работы в холодных условиях теплоизоляция тела существенно снижается и усиливаются потери тепла (проведением с конвекцией). Это означает, что для поддержания теплового баланса необходимо большее теплообразование, чем в условиях покоя. По мере снижения внешней температуры, т. е. увеличения температурного градиента между телом и окружающей средой, теплопродукция во время мышечной работы должна возрастать, Если мышечная деятельность недостаточно интенсивна, чтобы обеспечить дополнительное теплообразование, температура тела падает ниже нормальной (гипотермия). При нагрузках небольшой мощности (с потреблением О2 до 1,2-1,4 л/мин) скорость потребления О2-в условиях пониженной температуры воздуха выше, чем в комфортных температурных условиях. При более высоких нагрузках (потребление О2 выше 1,4 л/мин) скорость потребления О2 не зависит ог внешней температуры. При одинаковой скорости потребления О2 работа в холодных условиях вызывает некоторое понижение ЧСС и повышение систолического объема по сравнению с такой же работой в термонейтральных условиях. Повышенные энергетические расходы (более высокая скорость потребления О2) при работе относительно небольшой мощности в холодных условиях связаны с холодовой дрожью, которая исчезает с увеличением нагрузок до значительных. При легких нагрузках ректальная температура снижается, а при тяжелых остается практически на таком же уровне, что и в комфортных условиях. Таким образом, начиная & некоторой мощности

физической нагрузки (скорость потребления О2 около 2 л/мин), когда достигается критический уровень теплопродукции, который соответствует теплопотерям, исчезает холодовая дрожь и стабилизируется регуляция рабочей температуры тела. При нормальной или повышенной (в результате мышечной деятельности) температуре тела МПК и максимальная ЧСС остаются практически неизменными в холодных условиях, однако легочная вентиляция несколько усиливается, а предельное время бега на уровне МПК снижается. Гипотермия, ведет к снижению МПК: при температуре ядра тела ниже 37,5° оно уменьшается на 5-6% с каждым градусом падения температуры тела. В основе такого снижения МЙК лежит уменьшение сердечного выброса из-за падения максимальной ЧСС. В условиях гипотермии выносливость человека снижается: уменьшается предельное время выполнения работы постоянной аэробной мощности, хотя субъективная оценка тяжести нагрузки не зависит от температуры тела. Максимальная динамическая сила в известных пределах прямо связана с мышечной температурой. Поэтому в упражнениях, требующих проявления большой динамической силы (спринт, прыжки), результаты снижаются в холодных условиях среды, вызывающих падение мышечной температуры.