Раздел 1
Общие основы оздоровительной физической культуры
Глава 1
Оздоровительная физическая культура в системе физкультурного образования
1.1. Общее представление об оздоровительной физической культуре
Основой жизнедеятельности человека является здоровье. Это комплексное, разноуровневое и многоаспектное понятие. В 1948 г. Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) оно было определено как состояние полного физического, психического и социального благополучия, а не только как отсутствие болезней и физических дефектов.
Здоровье изучается на нескольких уровнях. Первый уровень – здоровье населения всего государства, региона, области, города, которое определяется совокупностью индивидуальных характеристик, выраженных в статистических и демографических показателях, т. е. общественное здоровье. Второй уровень – усредненные показатели здоровья малых групп: социальных, этнических, классных, школьных коллективов и т. п., т. е. групповое здоровье. Третий уровень – здоровье отдельно взятого индивида, характеризующееся гармоничной совокупностью структурно-функциональных данных организма, адекватных окружающей среде и обеспечивающих его оптимальную жизнедеятельность, т. е. индивидуальное здоровье [86].
Уровень здоровья зависит, в свою очередь, от социально-экономических и санитарно-гигиенических условий, экологической обстановки, питания, отдыха, образа жизни, культуры, образования, состояния здравоохранения и медицинской науки и во многом от степени двигательной активности человека [62].
Выделяют две основные группы факторов, влияющих на здоровье человека: 1) факторы здоровья, способствующие его укреплению; 2) факторы риска, провоцирующие его ухудшение [57, 86].
Факторы риска определяются как сочетание условий, определенное физиологическое состояние, образ жизни, значительно увеличивающий подверженность той или иной болезни, повышающий вероятность утраты здоровья, возникновения и рецидива болезней. В целом механизм их влияния на организм заключается в снижении резистентности, нарушении развития, облегчении возникновения болезней под воздействием причинных агентов. Исследования, основанные на отборе наиболее значимых для оценки показателей здоровья факторов, привели к выводу, что образ жизни может являться ведущим фактором, обусловливающим состояние здоровья человека в современных условиях [57].
На сегодняшний день важнейшей социальной задачей признается оздоровление населения, усиление мер первичной (предупреждение заболеваний) и вторичной (предупреждение обострений, ослабления организма) профилактики. При этом надо иметь в виду, что здоровье – это комплексное социально-биологическое понятие. Для преподавателя физической культуры особенно важно, что здоровье нельзя рассматривать только как нормальную структуру и функционирование органов и систем, отсутствие жалоб и болезненных проявлений. Не менее важным его критерием является то, что примерно половина факторов, определяющих состояние здоровья современного человека, относится к образу жизни. Сюда входят нервное перенапряжение, избыточное несбалансированное питание, наличие вредных привычек (алкоголизма, курения, наркомании и др.) и в том числе выраженное снижение двигательной активности человека. Среди них значительный удельный вес принадлежит недостатку двигательной активности.
Норма двигательной активности – понятие условное и весьма индивидуальное. Это объем движений, наиболее удовлетворяющий потребности организма, способствующий укреплению здоровья, гармоничному развитию, хорошему самочувствию, высокой работоспособности и жизненной активности [62].
Для нормального функционирования человеческого организма и сохранения здоровья необходим определенный объем двигательной активности, в связи с чем возникает вопрос о так называемой привычной двигательной активности, т. е. деятельности, выполняемой в процессе повседневного профессионального труда и в быту. Наиболее адекватным выражением количества произведенной мышечной работы является величина энергозатрат. Минимальная величина суточных энергозатрат, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма, составляет 12–16 МДж (в зависимости от возраста, пола и массы тела), что соответствует 2880–3840 ккал. Из них на мышечную деятельность должно расходоваться не менее 5–9 МДж (12001900 ккал); остальные энергозатраты поддерживают жизнедеятельность организма в состоянии покоя, нормальную деятельность систем дыхания и кровообращения, сопротивляемость организма. К сожалению, в современном мире человек зачастую не обеспечивает свой организм достаточным уровнем двигательной активности. Постепенно исчезают формы труда, требующие значительной мышечной активности, которые имеют место при отсутствии механизации и характеризуются повышенными энергетическими затратами, а уменьшение объема мышечной деятельности в условиях механизированного производства обеспечивает снижение возбудимости анализаторов, рассеянное внимание, снижение скорости реакций и быструю утомляемость. Минимальные физические нагрузки, широкое распространение интеллектуального труда, который, как правило, сопровождается напряжением сенсорного аппарата, внимания, памяти, активизацией процессов мышления, характеризуются гипокинезией, т. е. значительным снижением двигательной активности человека. Гипокинезия, приводящая к ухудшению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения, и является одной из причин формирования сердечно-сосудистой патологии у лиц умственного труда. Также длительная умственная нагрузка оказывает угнетающее влияние на психическую деятельность. В связи с чем работники умственного труда в первую очередь нуждаются в разумной организации труда – чередовании периодов работы и отдыха и в увеличении двигательной активности. Потому что высокая работоспособность и жизнедеятельность организма поддерживаются рациональным чередованием периодов работы отдыха, в который должны входить занятия физической культурой [39].
Основным средством физической культуры являются физические упражнения – естественные и специально подобранные движения. В ОФК их отличие от обычных движений заключается в том, что они имеют целевую направленность и специально организованы для укрепления здоровья, профилактики заболеваний, а в рамках лечебной физической культуры – для восстановления нарушенных функций.
Рассмотрим основные функциональные изменения, происходящие в организме при выполнении физических упражнений.
Так, физические нагрузки от выполнения физических упражнений вызывают перестройки различных функций организма, особенности и степень которых зависят от мощности и характера двигательной деятельности [40, 51, 80].
Действие физических упражнений тесно связано с физиологическими свойствами мышц [36, 38, 44 и др.]. Каждая поперечнополосатая мышца состоит из множества волокон. Мышечное волокно обладает способностью отвечать на раздражения самой мышцы или соответствующего двигательного нерва, т. е. возбудимостью. По мышечному волокну проводится возбуждение – это свойство обозначают как проводимость. Мышца способна изменять свою длину при возбуждении, что определяется как сократимость.
В мышечных волокнах во время работы происходят сложные биохимические процессы с участием кислорода (аэробный обмен) или без него (анаэробный обмен). Аэробный обмен доминирует при кратковременной интенсивной мышечной работе, а анаэробный – обеспечивает умеренную физическую нагрузку в течение длительного времени. Кислород и вещества, обеспечивающие работу мышцы, поступают с кровью, а обмен веществ регулируется нервной системой. Мышечная деятельность связана со всеми органами и системами по принципам моторно-висцеральных рефлексов; физические упражнения вызывают усиление их деятельности.
Сокращаются мышцы под влиянием импульсов из центральной нервной системы (ЦНС). ЦНС регулирует движения, получая импульсы от проприорецепторов, которые находятся в мышцах, сухожилиях, связках, капсулах суставов, надкостнице. Ответная двигательная реакция мышцы на раздражение называется рефлексом. Путь передачи возбуждения от проприорецептора в ЦНС и ответная реакция мышцы составляют рефлекторную дугу.
В состоянии покоя деятельность различных функций организма отрегулирована соответственно невысокому уровню кислородного запроса и энергообеспечения. При переходе к рабочему уровню необходима перестройка функций различных органов и систем на более высокий уровень активности и новое межсистемное согласование на рабочем уровне. В ЦНС происходит повышение лабильности и возбудимости многих проекционных и ассоциативных нейронов. Во время работы «нейроны движения» организуют через пирамидный путь моторную активность, а «нейроны положения» через экстрапирамидную систему – формирование рабочей позы. В различных разделах ЦНС создается функциональная система нервных центров, обеспечивающая выполнение задуманной цели действия на основе анализа внешней информации, существующих в данный момент мотиваций и хранящихся в мозгу памятных следов двигательных навыков и тактических комбинаций. Возникающий комплекс нервных центров становится рабочей доминантой, которая имеет повышенную возбудимость, подкрепляется различными афферентными раздражениями и избирательно затормаживает реакции на посторонние раздражители. В пределах доминирующих нервных центров создается цепь условных и безусловных рефлексов или двигательный динамический стереотип, облегчающий последовательное выполнение одинаковых движений (в циклических упражнениях) или программы различных двигательных актов (в ациклических упражнениях).
Еще перед началом работы в коре больших полушарий происходят предварительные процессы программирования движения, отражающиеся в различных формах изменений электрической активности. В спинном мозгу за 60 мс перед началом двигательного акта повышается возбудимость мотонейронов, что отражается в нарастании амплитуды вызываемых в этот момент спинальных рефлексов (11 рефлексов). В мобилизации функций организма и их резервов значительна роль симпатической нервной системы, гормонов гипофиза и надпочечников, нейропептидов. Поступающие в кровь продукты деятельности желез внутренней секреции (гормоны) и продукты мышечной деятельности вызывают сдвиги в гуморальной среде организма.
Таким образом, под воздействием физических упражнений нормализуется состояние основных нервных процессов – повышается возбудимость при усилении процессов торможения, развиваются тормозные реакции при патологически выраженной повышенной возбудимости. Физические упражнения формируют новый, динамический стереотип, что способствует уменьшению или исчезновению патологических проявлений.
В двигательном аппарате при работе повышаются возбудимость и лабильность работающих мышц, а также чувствительность их проприорецепторов, растет температура и снижается вязкость мышечных волокон. В мышцах дополнительно открываются капилляры, которые в состоянии покоя находились в спавшем состоянии, и улучшается кровоснабжение. Однако при больших статических напряжениях (более 30 % максимального усилия) кровоток в мышцах резко затрудняется или вовсе прекращается из-за сдавливания кровеносных сосудов. Нервные импульсы, приходящие в мышцу с небольшой частотой, вызывают слабые одиночные сокращения мышечных волокон, а при повышении частоты – более мощные титанические сокращения.
Различные двигательные единицы (ДЕ) в целой скелетной мышце при длительных физических нагрузках вовлекаются в работу попеременно, восстанавливаясь в периоды отдыха, а при больших кратковременных напряжениях включаются синхронно. В зависимости от мощности работы активируются разные ДЕ: при небольшой интенсивности работы активны лишь высоковозбудимые и менее мощные медленные ДЕ, а с повышением мощности работы промежуточные и, наконец, маловозбудимые, но наиболее мощные и быстрые ДЕ.
Дыхание значительно увеличивается при мышечной работе: растет глубина дыхания (до 2–3 л) и частота дыхания (до 40–60 вдохов/мин). Минутный объем дыхания при этом может увеличиваться до 150–200 л/мин. Однако большое потребление кислорода дыхательными мышцами (до 1 л/мин) делает нецелесообразным предельное напряжение внешнего дыхания.
Сердечно-сосудистая система, участвуя в доставке кислорода работающим тканям, претерпевает заметные рабочие изменения. Увеличивается систолический объем крови, нарастает частота сердечных сокращений (ЧСС), растет минутный объем крови. Происходит перераспределение крови в пользу работающих органов – главным образом скелетных мышц, а также сердечной мышцы, легких. Соответственно снижается кровоснабжение внутренних органов. Перераспределение крови тем более выражено, чем больше мощность работы. Количество циркулирующей крови при работе увеличивается за счет ее выхода из кровяных депо. Увеличивается скорость кровотока, а время кругооборота крови снижается.
Таким образом, физические упражнения стимулируют физиологические процессы в организме через нервный и гуморальный механизмы. Мышечная деятельность повышает тонус ЦНС, изменяет функцию внутренних органов и особенно системы кровообращения и дыхания по механизму моторно-висцеральных рефлексов. Усиливаются воздействия на мышцу сердца, сосудистую систему и экстракардиальные факторы кровообращения; усиливается регулирующее влияние корковых и подкорковых центров на сосудистую систему. Физические упражнения обеспечивают более совершенную легочную вентиляцию и постоянство напряжения углекислоты в артериальной крови.
Оздоровительный эффект от занятий физическими упражнениями неразрывно связан с повышенной физической активностью, усилением функций опорно-двигательного аппарата, активизацией обмена веществ [8, 43, 64]. Учение о моторно-висцеральных рефлексах показывает взаимосвязь деятельности двигательного аппарата, скелетных мышц и вегетативных органов. В результате недостаточной двигательной активности в организме человека нарушаются нервно-рефлекторные связи, что приводит к расстройству регуляции деятельности сердечно-сосудистой и других систем, нарушению обмена веществ и развитию дегенеративных заболеваний (атеросклероза и др.).
Двигательная активность принадлежит к числу основных факторов, определяющих уровень обменных процессов организма и состояние его костной, мышечной и сердечно-сосудистой систем [51, 59, 80]. Мышцы человека являются мощным генератором энергии. Они посылают сильный поток нервных импульсов для поддержания оптимального тонуса ЦНС, облегчают движение венозной крови по сосудам к сердцу, создают необходимое напряжение для нормального функционирования двигательного аппарата.
Согласно «энергетическому правилу скелетных мышц» И.А. Аршавского, энергетический потенциал организма и функциональное состояние всех органов и систем зависят от характера деятельности скелетных мышц [2]. Чем интенсивнее двигательная деятельность в границах оптимальной зоны, тем полнее реализуется генетическая программа, увеличиваются энергетический потенциал, функциональные ресурсы организма и продолжительность жизни [2, 51, 59].
Различают общий и специальный эффект физических упражнений, а также их опосредованное влияние на факторы риска [64, 85, 88]. Наиболее общий эффект тренировки заключается в расходе энергии, прямо пропорциональном длительности и интенсивности мышечной деятельности, что позволяет компенсировать дефицит энергозатрат. Важное значение имеет также повышение устойчивости организма к действию неблагоприятных факторов внешней среды: стрессовых ситуаций, высоких и низких температур, радиации, травм, гипоксии. В результате повышения неспецифического иммунитета повышается и устойчивость к простудным заболеваниям.
Специальный эффект оздоровительной тренировки связан с повышением функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы. Он заключается в экономизации работы сердца в состоянии покоя и повышении резервных возможностей аппарата кровообращения при мышечной деятельности.
Адекватная физическая тренировка, занятия фитнесом способны в значительной степени приостановить возрастные изменения различных функций. В любом возрасте с помощью тренировки можно повысить аэробные возможности и уровень выносливости – показатели биологического возраста организма и его жизнеспособности.
Повышение физической работоспособности сопровождается профилактическим эффектом в отношении факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний: снижения массы тела и жировой массы, содержания холестерина и триглицеридов в крови, снижения артериального давления (АД) и ЧСС. Кроме того, регулярная физическая тренировка позволяет в значительной степени затормозить развитие возрастных инволюционных изменений физиологических функций, а также дегенеративных изменений различных органов и систем (включая задержку и обратное развитие атеросклероза) [51, 59, 64, 85].
В этом отношении не является исключением и костномышечная система. Выполнение физических упражнений положительно влияет на все звенья двигательного аппарата, препятствуя развитию дегенеративных изменений, связанных с возрастом и гиподинамией. Повышается минерализация костной ткани и содержание кальция в организме, препятствуя развитию остеопороза. Увеличивается приток лимфы к суставным хрящам и межпозвонковым дискам, что является лучшим средством профилактики артроза и остеохондроза.
Если рассматривать оздоровительные возможности физических упражнений, следует иметь в виду, что при формировании большинства современных болезней особое значение имеет недостаток факторов, входящих в арсенал средств физической культуры в целом: оптимальной двигательной активности, оздоровительных процедур и рационального питания. Для более глубокого понимания значения этих факторов рассмотрим возможности ОФК в борьбе с наиболее распространенными заболеваниями современного человека.
Прежде всего, это сердечно-сосудистые заболевания. Около 30 % смертности населения нашей страны является их результатом. В основе сердечно-сосудистых заболеваний лежат нарушения обмена веществ в тканях. Показатель этих нарушений – накопление холестерина в плазме крови – «гиперхолестеринемия». Чем больше содержание холестерина в крови, тем больше опасность развития атеросклероза, при котором холестерин откладывается в стенках сосудов. В таких сосудах нарушается кровоток и создаются предпосылки появления ишемической болезни сердца, инфарктов и инсультов. Опасным для развития сердечно-сосудистых заболеваний считается также повышение концентрации липопротеидов низкой плотности и увеличение количества триглицеридов. Повышенная двигательная активность существенно снижает вероятность развития этих заболеваний (например, при значительных нагрузках даже обильное питание, включающее много жиров и углеводов, не приводит к увеличению концентрации холестерина). При занятиях ОФК усиливается потребление кислорода организмом, в результате чего из жировых депо извлекаются и подвергаются расщеплению жироподобные вещества (липиды).
Не менее важно влияние ОФК и на психоэмоциональные стрессы, провоцирующие заболевания органов кровообращения. Организм тренированных людей характеризуется большей устойчивостью ЦНС и гораздо легче переносит стрессовые ситуации.
Болезни обмена веществ. Основным заболеванием этой группы является расстройство жирового обмена, которое проявляется в ожирении, т. е. отложении избыточного количества жира в подкожной клетчатке и межклеточном пространстве. В ходе эволюции на протяжении миллионов лет у животных выработалась способность накапливать про запас наиболее ценные в энергетическом отношении вещества. Эта способность перешла и к человеку – мы накапливаем углеводы в виде гликогена печени и мышц, а также жир в виде синтезированных запасов сала подкожной клетчатки, сальника. Жировые отложения в качестве запасенной впрок энергии особенно выгодны: ведь энергоемкость 1 г жира (9,1 ккал) более чем вдвое превосходит соответствующие показатели углеводов (4,1 ккал).
Для наших предков запасы энергетических ресурсов были просто необходимы. Но для человека, избавившегося от свойственных ему в прошлом больших физических нагрузок, способность откладывать жир впрок представляет серьезную опасность. Излишний жир блокирует жизненно важные функции организма, приводит к заболеваниям внутренних органов (сердца, печени, почек и др.) и снижению общей продолжительности жизни.
Для нормализации массы тела при ожирении следует применять длительные физические напряжения (работу на выносливость). В начале работы мобилизуются запасы гликогена, однако они малочисленны, и если работа продолжается, энергозатраты восполняются за счет расщепления жиров. Необходимо также применение силовых упражнений, направленных на мышечную гипертрофию, так как чем больше мышечная масса, тем выше скорость обмена веществ (в том числе в покое). В целях борьбы с избыточной массой тела (или в качестве профилактики) помимо физических упражнений должны применяться рациональное питание (снижение калорийности рациона) и дополнительные средства (сауна, массаж, очистка организма и др.) [14, 48, 64 и др.].
Следует отметить, что нормализация жирового обмена делает менее выраженными факторы риска развития заболеваний сердечно-сосудистой системы. Имеются также данные о благоприятном влиянии физических упражнений на нарушенный углеводный обмен. Течение сахарного диабета, связанного с неспособностью организма (главным образом мышц) утилизировать глюкозу в результате недостатка инсулина, благодаря занятиям существенно облегчается.
Оценивая оздоровительный потенциал ОФК в нормализации обмена веществ, следует иметь в виду, что достигающийся при этом эффект является результатом патогенетического влияния, т. е. способности противодействовать самой сущности болезненных процессов.
Онкологические заболевания. Смертность от этих заболеваний вместе с сердечно-сосудистыми составляет около 2/3 общей смертности населения нашей страны. Известно, что вследствие неизбежных ошибок в механизме передачи генетической информации в тканях систематически появляются опухолевые клетки, однако организм обладает способностью их обезвреживать. Такая способность усиливается в результате физической тренировки, значит, предварительная тренированность уменьшает возможность развития опухолей и повышает сопротивляемость организма по отношению к новообразованиям. Значительную роль в предупреждении онкологических заболеваний играет сбалансированное, т. е. соответствующее потребностям организма, питание.
Эндокринные и нейропсихические нарушения. Благоприятное влияние ОФК на эндокринные и нейропсихические функции связано с нормализацией обмена веществ в организме и стимулирующим воздействием на нервно-эндокринную регуляцию функций. Каждое физическое упражнение несет в ЦНС стимулирующие импульсы, которые обеспечивают профилактическое влияние, улучшая обмен веществ и питание клеток. Нервные центры управляют деятельностью не только мышц и внутренних органов, но и эндокринных функций. Поэтому даже при лечении заболеваний эндокринной и ЦНС обязательно систематическое применение физических упражнений.
Аллергические поражения. Эти нарушения в последние десятилетия встречаются все чаще. Сегодня мы знаем сотни аллергенов, воздействие которых на организм даже в ничтожных количествах вызывает многочисленные расстройства его функций. Адаптационные, приспособительные возможности организма при аллергических расстройствах снижаются в результате его детренированности, изоляции от внешней среды. Поэтому для профилактики подобных состояний можно широко использовать средства ОФК.
Дефекты осанки. В силу различных причин вероятно возникновение более или менее стойких отклонений в осанке, особенно в период ее становления и старения. К дефектам осанки относятся чрезмерный поясничный лордоз, чрезмерный грудной кифоз, сколиозы, «плоская спина», а также сочетания некоторых этих дефектов. Часто их порождают непатологические причины, но и в таких случаях они представляют собой отнюдь не безвредные аномалии. Укореняясь, они могут не только существенно ухудшать биомеханические свойства опорно-двигательного аппарата (рессорные, связанные с поддержанием равновесия тела и др.), но и неблагоприятно сказываться на функциях внутренних органов и со временем наносить немалый ущерб здоровью.
Причин, вызывающих дефекты осанки, и условий, усугубляющих их, немало: неблагоприятные генетические предпосылки, костные заболевания, травмы, факторы старения, нерациональное питание, гиподинамия, неадекватные нагрузки, длительное пребывание в ряде поз (например, при сидении за рабочим столом). Чаще всего изъяны в осанке предотвратимы и поддаются исправлению, в том числе и средствами ОФК. Необходимо отметить, что осанка во многом зависит от степени развития различных мышечных групп, обеспечивающих фиксацию и регуляцию позы («мышечного корсета» туловища, разгибателей и сгибателей ног и т. д.), от сложившихся соотношений в их развитии (пропорциональных или непропорциональных), а также от уровня развития статической выносливости. Общая слабость мышц или дисгармония их развития нередко бывают причинами функциональных нарушений осанки.
Таким образом, представленные данные свидетельствуют о неоценимом положительном влиянии ОФК на организм человека. При детальном рассмотрении влияния ОФК становится очевидной ее цель: оздоровление населения, улучшение качества жизни, увеличение продолжительности жизни, и это благодаря несложным физическим упражнениям.
Физические упражнения осуществляются с одновременным участием и психической, и физической сферы человека. Основой в методике проведения ОФК является процесс дозированной тренировки, который развивает адаптационные способности организма, чем и достигается оздоравливающее действие физических упражнений. Тренировка совершенствует регулирующее и координирующее влияние ЦНС на функции различных органов и систем организма. Результатами тренировки являются повышение функциональной способности всего организма и усиление взаимодействия отдельных его органов и систем [64, 85 и др.].
ОФК также используется обществом как действенное и эффективное средство формирования, развития, социализации личности, успешной социально-биологической адаптации человека к новым и меняющимся экологическим условиям, в том числе к производственно-трудовым и учебным [88].
Эффективность ее во многом зависит от методической оснащенности физического воспитания, наличия прогрессивных форм, средств, способов и методики внедрения их в практику, что требует коренного обновления программного и методического обеспечения массового физкультурного движения. Эта огромная по объему и важная работа должна базироваться на теоретических и методологических основах физической культуры, использовать передовые достижения социальных и естественных наук.
? Контрольные вопросы и задания
1. Дайте понятие здоровью и охарактеризуйте уровни его изучения.
2. Расскажите о факторах риска для здоровья, подробно остановившись на таком факторе, как низкий уровень двигательной активности.
3. Расскажите о норме двигательной активности.
4. Дайте общую характеристику основных функциональных изменений, происходящих в организме при выполнении физических упражнений.
5. Расскажите об оздоровительных возможностях физических упражнений.
6. Раскройте возможности ОФКв профилактике и оздоровительном действии при заболеваниях сердечно-сосудистой системы, обмена веществ и других нарушениях организма.
1.2. Роль и место оздоровительной физической культуры в системе физической культуры и физкультурного образования
Физическая культура представляет собой сферу социальной деятельности, направленную на сохранение и укрепление здоровья, развитие психофизических способностей человека в процессе осознанной двигательной активности.
В соответствии с Федеральным законом Российской Федерации от 4 декабря 2007 г. № 329-ФЗ «О физической культуре и спорте в Российской Федерации» физическая культура – это часть культуры, представляющая собой совокупность ценностей, норм и знаний, создаваемых и используемых обществом в целях физического и интеллектуального развития способностей человека, совершенствования его двигательной активности и формирования здорового образа жизни, социальной адаптации путем физического воспитания, физической подготовки и физического развития.
Основными показателями состояния физической культуры в обществе являются: уровень здоровья и физического развития людей; степень использования физической культуры в сфере воспитания и образования, в производстве и быту.
Физическая культура, являясь сложным социальным явлением, имеет собственную структуру. В ней выделяют различные разделы и компоненты, такие как физическое воспитание, спорт, физическая рекреация и двигательная реабилитация [61, 83, 84 и др.]. Л.П. Матвеев подразделяет физическую культуру на базовую физическую культуру, спорт, профессионально-прикладную, оздоровительно-реабилитационную и фоновую физическую культуру [61].
Базовая физическая культура составляет фундамент физической культуры. Она направлена на обеспечение базового уровня общей физической подготовленности, необходимого в любой из сфер человеческой деятельности. Содержание базовой физической культуры способствует приобретению основного фонда знаний, жизненно важных двигательных умений и навыков, достижению необходимого в жизни уровня общего разностороннего физического развития, т. е. является «базой» для избранной деятельности (профессиональной, спортивной и др.) и представляет собой базовое физическое воспитание.
Спорт как компонент физической культуры. Основу спорта составляет соревновательная деятельность. Выделяют «спорт высших достижений» и «базовый спорт». Первый ориентирован на достижение наивысших результатов на уровне предельных и околопредельных человеческих возможностей. Второй обеспечивает достижение массового уровня и широко используется для повышения и сохранения общей физической подготовленности.
Профессионально-прикладная физическая культура. Этот компонент физической культуры направлен на формирование и совершенствование таких специфических двигательных навыков, которые позволяют человеку выполнять профессиональные функции эффективно, экономно, сохраняя достаточно длительное время высокую работоспособность.
Оздоровительно-реабилитационная физическая культура, представляющая собой относительно самостоятельное направление использования физической культуры в качестве средства лечения заболеваний и восстановления функций организма, нарушенных вследствие заболеваний, травм, переутомления.
Фоновая физическая культура. Под этим условным названием объединены гигиеническая физическая культура (занятия физическими упражнениями в режиме повседневного быта, не связанные со значительными нагрузками: утренняя гимнастика, прогулки и др.) и рекреативная физическая культура (использование физических упражнений для отдыха и развлечений: игры на пляже, гребля, туристические походы и др.). Как правило, в фоновой физической культуре нагрузка незначительна и поэтому коррекция процесса физического развития не происходит. Тем не менее двигательная активность создает благоприятный функциональный и эмоциональный фон для жизнедеятельности организма.
Имея определенные различия по целям, функциям, специфике задач, представленные компоненты физической культуры не только взаимосвязаны, но отчасти совпадают. В частности, ОФК, в соответствии с ее целью и задачами, можно (и следует) отнести одновременно и к оздоровительно-реабилитационной и фоновой физической культуре.
При рассмотрении ОФК как дисциплины в направлении подготовки «Физическая культура» следует отметить ее органическую связь с профилирующим предметом специального физкультурного образования – «Теория и методика физической культуры» [88]. ОФК углубляет и детализирует на организационно-методическом уровне разделы дисциплин, непосредственно касающихся формирования знаний, умений и навыков проведения физкультурно-оздоровительной работы.
Предметами изучения дисциплины ОФК являются содержание занятий физической культурой и спортом с оздоровительной направленностью и способы их использования с целью улучшения физического состояния различных социальных и половозрастных групп населения.
Задачи дисциплины ОФК:
– привить студентам специальные знания, сформировать профессионально-педагогические умения и навыки, необходимые для внедрения ОФК в работу с лицами разного возраста и различной степени физической подготовленности;
– вооружить студентов методическими приемами для применения ОФК в различных звеньях физкультурной практики – в производственных и учебных коллективах, по месту жительства, в сфере массового отдыха;
– привить навыки творческого планирования, проведения, контроля и оценки эффективности различных форм занятий, преимущественно оздоровительной направленности, с различными по социальному и половозрастному признакам слоями населения.
Дисциплина ОФК на организационно-методическом уровне углубляет вопросы теории и методики физической культуры, предназначенные для изучения основных черт и закономерностей физического воспитания как педагогически направленного процесса; освещает проблемы путей и условий приобщения населения к физкультурно-оздоровительным формам занятий и показывает положительную роль оздоровительно-рекреативной физической культуры [87, 88 и др.].
Содержание и направленность дисциплины ОФК обусловлены потребностями развитого гуманистического общества и отвечают требованиям, сформулированным в законе «О физической культуре и спорте в Российской Федерации», где отмечено, что физическая культура и спорт являются неотъемлемой частью национальной культуры, способствуют гармоничному развитию личности, достижению долголетия, утверждению здорового образа жизни.
? Контрольные вопросы и задания
1. Расскажите о структуре физической культуры.
2. Каково место ОФК в структуре физической культуры?
3. Дайте общую характеристику ОФК как дисциплины в физкультурном образовании.
1.3. Фитнес как современная форма оздоровительной физической культуры
К одной из популярнейших форм ОФК следует отнести фитнес.
Понятие «фитнес» происходит от английского глагола “to be fit for” – «быть в форме, быть бодрым, здоровым». Появившийся в США термин стремительно вошел в интернациональную спортивную лексику и стал широко использоваться в физической культуре России. На ранних этапах его употребляли для оценки физической подготовленности занимающихся. В процессе эволюции значение слова «фитнес» изменилось. Его стали использовать в оценке качества жизни как символ социальной успешности. Сегодня оно обозначает различные виды двигательной активности, сбалансированное питание, косметические процедуры и диагностику физического состояния [30, 35, 49].
В биологии термин «фитнес» означает индивидуальное совершенство особи, выражающееся в успехе передачи генетической информации потомкам. Биологический фитнес определяется как врожденными характеристиками особи, так и ее физическим состоянием и особенностями поведения в конкретных условиях окружающей среды.
В узком смысле фитнес – это оздоровительная методика, позволяющая изменить формы тела и его массу и надолго закрепить достигнутый результат. Она включает в себя физические тренировки в сочетании с правильно подобранной диетой. И упражнения, и диета в фитнесе подбираются индивидуально – в зависимости от противопоказаний, возраста, состояния здоровья, строения и особенностей фигуры.
Таким образом, фитнес относится к разновидности физической рекреации, направленной на осуществление активного отдыха с помощью физических упражнений, а также видов спорта в упрощенных формах.
Целью фитнеса является поддержание хорошей физической подготовленности, работоспособности, уменьшение риска нарушений здоровья и создание основы для физического здоровья.
Существуют различные виды фитнеса. Их классификация основывается на:
а) одном виде двигательной активности (например, аэробике, оздоровительном беге, плавании и др.);
б) сочетании нескольких видов двигательной активности (например, аэробики и бодибилдинга; аэробики и стретчинга; оздоровительного плавания и бега и др.);
в) сочетании одного или нескольких видов двигательной активности и различных факторов здорового образа жизни (например, аэробики и закаливания; бодибилдинга и массажа; оздоровительного плавания и комплекса водолечебных восстановительных процедур и др.).
В свою очередь, фитнес, основанный на одном виде двигательной активности, может быть разделен на программы, в основу которых положены:
• виды двигательной активности аэробной направленности (с потреблением большого количества кислорода);
• оздоровительные виды гимнастики;
• виды двигательной активности силовой направленности;
• виды двигательной активности в воде;
• рекреативные виды двигательной активности (развлекательные);
• средства психоэмоциональной регуляции.
Кроме того, выделяют обобщенные программы, ориентированные на специальные группы населения для:
• детей;
• пожилых людей;
• женщин;
• лиц с высоким риском заболеваний или имеющих заболевания;
• программы коррекции массы тела.
В последние годы интенсивно развиваются компьютерные фитнес-программы.
Такое многообразие программ по фитнесу определяется стремлением удовлетворить различные физкультурно-спортивные и оздоровительные интересы широких слоев населения. Учитывая, что в содержание понятия «фитнес» входят многофакторные компоненты (планирование жизненной карьеры, гигиена тела, физическая подготовленность, рациональное питание, профилактика заболеваний, социальная активность, психоэмоциональная регуляция, в том числе борьба со стрессами и другие факторы здорового образа жизни), количество создаваемых фитнес-программ практически не ограничено.
Многообразие программ по фитнесу не означает произвольность их построения – в различных видах двигательной активности должны присутствовать следующие части (компоненты):
1) разминка (подготовка организма занимающегося к упражнениям);
2) аэробная часть (нагрузки, которые увеличивают частоту дыхания и сердечных сокращений);
3) кардиореспираторный компонент (часть программы, ориентированная на развитие сердечно-сосудистой и дыхательной систем организма);
4) силовая часть;
5) компонент развития гибкости (стретчинг – снижает чрезмерное нервно-психическое напряжение, ликвидирует синдром отсроченной боли в мышцах после нагрузок, служит профилактикой травматизма);
6) заключительная (восстановительная) часть (восстановление после занятий, снятие напряжения и расслабление).
Тренировочный процесс также следует строить в соответствии со следующими принципами (правилами) [30, 34 и др.]:
Принцип доступности. Применяемые программы должны быть доступны для занимающихся.
Принцип биологической целесообразности. Выбор тренирующих воздействий и их организация по конкретному виду двигательной активности, знаний функциональных и адаптационных возможностей организма.
Программно-целевой принцип. При программировании тренировки вначале формируются конкретные целевые задачи, затем определяются объективно необходимые для их реализации содержание, объем и организация тренировочной нагрузки.
Принцип интеграции. Использование при разработке программ по фитнесу знаний, накопленных в спорте высших достижений и других областях науки.
Принцип индивидуализации. Разработка программ с учетом не только физиологических, но и психологических особенностей занимающихся.
Принципы возрастных изменений в организме. Построение работы с занимающимися с учетом их возраста, физической работоспособности и подготовленности.
Принцип красоты и эстетической целесообразности. Решение задач по улучшению здоровья и телосложения, а также развитию эстетики движений.
Принцип биоритмической структуры. Построение занятий с целью получения максимального оздоровительного эффекта при меньшей затрате сил с учетом индивидуального хронотипа, характера суточного ритма бодрствования и сна. Полное описание принципов построения тренировочного процесса дано в главе 3.2. Принципы построения тренировки в оздоровительной физической культуре.
Основным средством воздействия на организм в фитнесе являются физические упражнения. Это – целенаправленно повторяемые двигательные действия для освоения двигательных умений и навыков, развития физических качеств и механизмов энергообеспечения. Активно используя разнообразные физические упражнения, занимающиеся улучшают свое физическое состояние и подготовленность, физически совершенствуются. Не менее важны природные факторы: солнце, воздух, вода, а также гигиенические факторы: распорядок дня, режим отдыха и питания [30].
Фитнес принято рассматривать в разных аспектах:
• как кондиционную тренировку, обеспечивающую гармоничное развитие физических качеств;
• как социальное явление, затрагивающее разные стороны жизнедеятельности человека;
• как форму организации досуговой сферы;
• как систему физкультурного образования.
Сегодня фитнес – это динамично развивающаяся сфера физкультурной отрасли как во всем мире, так и в Российской Федерации, в которой появляются новые виды и типы здоровьесберегающих технологий. Этому способствовало интенсивное развитие фитнес-индустрии, появление нового оборудования, интересных видов двигательной активности [30].
Рынок фитнес-услуг очень динамичен. Оздоровительные системы постоянно эволюционируют. Исследователи выделяют [30]:
• системы, построенные на основе традиционных представлений; они эволюционируют в направлении неоязычества (например, система Порфирия Иванова, целительство);
• системы естественного оздоровления, которые трансформируются в концепцию рационального образа жизни в реальных условиях современного города;
• системы, построенные в форме оздоровительных технологий, постоянно обогащающиеся научными данными и эволюционирующие в респектабельные продукты фитнес-услуг.
Таким образом, фитнес – это довольно сложное социальное явление, которое можно рассматривать как процесс и результат улучшения физического совершенствования занимающихся, как совокупность материальных и духовных ценностей, как специфический продукт предоставления занимающимся физической культурой оздоровительных услуг.
? Контрольные вопросы и задания
1. Расскажите о фитнесе как об одной из популярнейших форм ОФК.
2. На чем основываются классификации фитнеса?
3. Назовите основные компоненты программ по фитнесу.
4. Дайте общую характеристику принципам тренировочного процесса в фитнесе.
Глава 2
Анатомо-физиологические основы оздоровительной физической культуры
2.1. Теоретическая и функциональная анатомия скелета
Скелет взрослого человека состоит более чем из 200 отдельных костей (преобладающая часть их – парные), образующих твердую основу тела человека. От особенностей его строения и развития зависит как форма всего тела, так и внутреннее строение организма [44, 59, 78 и др.].
Скелету присущи две основные функции – механическая и биологическая. Проявлением механической функции являются опора, защита, движение. Опорная функция осуществляется прикреплением мягких тканей и органов к разным частям скелета. Защитная функция достигается путем образования отдельными костями скелета полостей, в которых размещены жизненно важные органы. Так, в полости черепа находится головной мозг, в грудной полости расположены легкие и сердце, а в полости таза – мочеполовые органы.
Функция движения обусловлена подвижным соединением костей, выполняющих роль рычагов и приводимых в движение мышцами.
Проявлением биологической функции скелета является его участие в обмене веществ, особенно минеральных солей и кроветворной функции.
Скелет человека подразделяют на основные части: череп, позвоночник, грудную клетку, верхние (включая плечевой пояс) и нижние (включая тазовый пояс) конечности (рис. 1).
Рис 1. Скелет человека (вид спереди):
1 – череп; 2 – позвоночный столб; 3 – ключица; 4 – ребро; 5 – грудина; 6 – плечевая кость; 7 – лучевая кость; 8 – локтевая кость; 9 – кости запястья; 10 – кости пясти; 11 – фаланги пальцев руки; 12 – седалищная кость; 13 – кости плюсны; 14 – кости предплюсны; 15 – большеберцовая кость; 16 – малоберцовая кость; 17 – надколенник; 18 – бедренная кость; 19 – лобковая кость; 20 – подвздошная кость
Череп состоит из неподвижно сочлененных костей (исключение составляет височно-нижнечелюстной сустав). Череп образует полость, которая представляет как бы конечное расширение позвоночного канала и заключает в себе головной мозг с его оболочками и сосудами.
Позвоночный столб составляется из позвонков и межпозвоночных хрящей со связочным и суставным аппаратом.
Движения между отдельными позвонками малы, но, суммируясь, они сообщают позвоночному столбу значительные перемещения. Возможны следующие движения позвоночного столба:
1) вокруг фронтальной оси – сгибание и разгибание;
2) вокруг сагиттальной оси – сгибание в сторону (иначе – отведение позвоночника от срединной плоскости);
3) вокруг вертикальной оси – повороты (скручивание);
4) пружинное вращение, при котором измеряют величину кривизны позвоночника (например, при прыжках).
Большей подвижностью отличаются верхний поясничный и шейный отделы позвоночника.
Позвоночный столб состоит из 33–34 позвонков и делится на пять отделов: шейный, который включает 7 позвонков, грудной -12 позвонков, поясничный – 5 позвонков, крестцовый – 5 позвонков и копчиковый – 4–5 позвонков. Крестцовые и копчиковые позвонки срастаются, образуя крестец и копчик.
Функциональное значение позвоночника велико. Он поддерживает голову, служит гибкой осью туловища, принимает участие в образовании стенок грудной и брюшной полостей и таза. В позвоночном канале помещается спинной мозг, его оболочки и сосуды.
Опорно-двигательная функция позвоночника во многом определяется структурными и механическими свойствами межпозвоночных дисков, соединяющих тела соседних позвонков, а также связок, соединяющих тела, дуги и отростки позвонков.
Позвоночный столб имеет S-образные изгибы, амортизирует толчки, возникающие при ходьбе, прыжках и беге. Изгибы вперед – лордозы – расположены в шейном и поясничном отделах. Изгибы назад – кифозы – находятся в грудном и крестцовом отделах. Изгибы позвоночника возникают у человека в связи с вертикальным положением тела.
Грудную клетку образуют 12 грудных позвонков, 12 пар ребер с их хрящами, грудная кость и сложный связочный аппарат. Форму грудной клетки сравнивают с усеченным конусом, основание которого обращено книзу. Через верхнее отверстие грудной полости проходят: дыхательное горло, пищевод, кровеносные сосуды и нервы. Нижнее отверстие закрыто грудобрюшной преградой – диафрагмой – тонкой мускульно-сухожильной пластинкой, отделяющей грудную полость от брюшной. Полость грудной клетки содержит сердце и легкие с их серозными оболочками. Благодаря движениям грудной клетки осуществляется вдох и выдох.
Скелет конечностей разделяется на пояс и свободный отдел. Пояс расположен в пределах туловища. Он является для конечностей опорой и соединяет их свободный отдел со скелетом туловища.
Пояс верхней конечности состоит из двух отдельных парных костей – ключицы и лопатки. Свободный отдел состоит из трех частей: проксимальной (плеча), средней (предплечья) и дистальной (кисти).
Пояс нижней конечности образован с каждой стороны одной тазовой костью. Тазовая кость сочленяется с крестцом и ближайшей костью свободного отдела конечности (бедренной). Свободный отдел состоит из трех частей: проксимальной (бедра), средней (голени) и дистальной (стопы).
Кости соединяются между собой по типу: 1) непрерывных соединений посредством соединительной ткани (синдесмозы) и хряща (синхондрозы); 2) полусуставов (где соединение осуществляется посредством хряща); 3) прерывных соединений, обеспечивающих высокую подвижность всего тела (суставов).
Суставы различаются по форме суставных поверхностей и степени подвижности сочленяющихся костей (цилиндрические, блоковидные, мыщелковые, эллипсоидные, седловидные, шаровые, плоские). Сустав называют простым, если в его образовании участвуют две кости, и сложным, – если его образуют три кости и более.
В анатомо-физиологической практике принята классификация движений в суставах по их связи с осями плоскостей в теле человека (рис. 2).
Различают движения: 1) вокруг фронтальной оси (сгибание-разгибание); 2) вокруг саггитальной оси (отведение-приведение); 3) вокруг продольной оси (вращение внутрь и вперед, вращение наружу). Круговое движение совершается при переходе движения с одной оси на другую. При анализе движений в суставе необходимо учитывать ограничения на эти движения [73].
Рис. 2. Схема осей и плоскостей в теле человека:
а – сагиттальная ось; b – фронтальная ось; с – вертикальная (продольная) ось;А, В, С, D – сагиттальная плоскость;E, F, G, H – фронтальная плоскость;K, L, M, N – горизонтальная плоскость
? Контрольные вопросы и задания
1. Расскажите о структуре скелета человека.
2. Каковы функции скелета?
3. Дайте общую характеристику прерывному типу соединения костей скелета (суставу).
4. Раскройте классификацию движений в суставах.
2.2. Теоретическая и функциональная анатомия мышечной системы
В организме человека аппарат движения представлен костями, их соединениями и скелетными поперечно-полосатыми мышцами. Но только мышцы являются тем живым звеном в динамической цепи движения, которое, действуя на костные рычаги, изменяет положение тела человека или его частей.
Рассмотрим строение и функции мышц [44, 59, 78]. В организме человека различают гладкие мышцы, скелетные мышцы и сердечную мышцу.
Гладкие мышцы входят в состав внутренних органов, например, в состав стенок кровеносных сосудов, желудочно-кишечного тракта, бронхов. Гладкие мышцы работают медленно и почти непрерывно, осуществляя однообразные движения. Ими нельзя управлять силой воли.
Скелетные мышцы (поперечно-полосатые) удерживают тело в равновесии и осуществляют движения. Мышцы соединены с костями при помощи сухожилий. Если мышцы сокращаются, то части скелета через суставы приближаются или удаляются друг от друга. Работой скелетных мышц можно управлять произвольно.
Сердечная мышца занимает как бы промежуточное положение между гладкими и скелетными мышцами. Так же, как и гладкие мышцы, она практически не поддается воздействию нашей воли и имеет высокую сопротивляемость утомлению. Так же, как и скелетные мышцы, она может быстро сокращаться и интенсивно работать.
Активную часть аппарата движения составляют скелетные мышцы. Сокращение этих мышц подчинено воле человека, поэтому они называются произвольными. Общее количество скелетных мышц более 400, и их вес (масса) у взрослого человека достигает 40 % и более от общего веса (массы). Мышца, как и все другие органы, имеет сложное строение. В ее состав входят несколько тканей. Основу скелетной мышцы составляет поперечно-полосатая мышечная ткань, обусловливающая свойство мышцы сокращаться.
Основным элементом скелетной мышцы является мышечная клетка. В связи с тем, что мышечная клетка по отношению к своему поперечному сечению (0,05-0,11 мм) относительно длинна (волокна бицепса имеют длину до 15 см), ее называют также мышечным волокном. Скелетная мышца состоит из большого числа этих структурных элементов, составляющих 85–90 % от ее общей массы. Так, например, в состав бицепса входит более 1 млн волокон. Между мышечными волокнами расположена тонкая сеть мелких кровеносных сосудов (капилляров) и нервов (около 10 % от общей массы мышцы). От 10 до 50 волокон соединяются в пучок. Пучки мышечных волокон и образуют скелетную мышцу. Мышечные волокна, пучки мышечных волокон и мышцы окутаны соединительной тканью.
В каждой мышце различают сокращающуюся часть – мышечное брюшко, или тело, и несокращающуюся часть – сухожилие. Как правило, мышца имеет два сухожилия, которыми она прикрепляется к костям.
Мышечное брюшко состоит из множества поперечно-полосатых мышечных волокон, образующих пучки разной толщины. В каждом пучке мышечные волокна связаны друг с другом рыхлой волокнистой соединительной тканью в виде тонкой сети, называемой эндомизием. Пучки мышечных волокон также соединены между собой прослойками соединительной ткани, а вся мышца покрыта снаружи соединительнотканной оболочкой – перимизием. Мышечное брюшко имеет красно-бурый цвет.
Сухожилие мышцы построено из плотной оформленной соединительной ткани и отличается от брюшка своей блестящей светло-золотистой окраской. Коллагеновые волокна сухожилия проникают в мышечное брюшко и там вокруг концов поперечнополосатых мышечных волокон образуют несколько слоев, прочно соединяющих мышечное брюшко с сухожилием.
Мышца, как и все органы, снабжена нервами и сосудами. Место их вхождения в мышцу принято называть воротами. В составе нервов проходят двигательные (эфферентные), чувствительные (афферентные) и симпатические волокна. Нервные импульсы, передаваемые по двигательным волокнам из мозга в мышцу, вызывают ее сокращение. По чувствительным двигательным волокнам поступает в мозг информация из мышечных рецепторов, сигнализирующая о состоянии мышцы. Через симпатические волокна ЦНС оказывает влияние на трофику (обменные процессы) мышцы. Как орган с интенсивным обменом веществ мышца имеет богатое кровоснабжение. Многочисленные ветвления подходящих к мышце сосудов проходят внутри мышцы в прослойках соединительной ткани.
По форме различают три основные вида мышц – длинные, короткие и широкие. Длинные мышцы располагаются преимущественно на конечностях. Они имеют веретенообразную форму. Их сухожилия уже мышечного брюшка и напоминают узкую ленту. Некоторые длинные мышцы начинаются несколькими головками на разных костях или в разных местах одной кости, затем эти головки соединяются и на другом конце мышцы переходят в общее сухожилие. Соответственно числу головок такие мышцы называются двуглавыми, трехглавыми и четырехглавыми. Иногда мышца на всем своем протяжении имеет сухожильные перемычки – след того, что она в процессе развития образовалась из нескольких мышц (прямая мышца живота).
Короткие мышцы находятся между отдельными позвонками и ребрами; здесь сохранилось частично сегментированное расположение мышц.
Широкие мышцы лежат преимущественно на туловище и имеют форму пластов различной толщины. Сухожилия таких мышц представляют собой широкие пластинки и называются апоневрозами.
В разных мышцах направление мышечных волокон неодинаково; оно может быть прямым (продольным), косым и круговым (сфинктерами). Некоторые мышцы с косым направлением мышечных волокон называются одноперистыми (волокна присоединены к сухожилию с одной стороны) и двуперистыми (с двух сторон).
Каждая мышца имеет собственное название. Эти названия разнообразны, и в основе их лежат разные принципы. Одни мышцы называются по их функции – сгибатель, разгибатель, приводящая и др. В названии других мышц отражена их форма: трапециевидная, ромбовидная, круглая, квадратная мышца и др. Третьи мышцы названы по особенности их строения: полусухожильная мышца, двуглавая и др. В названии некоторых мышц отражены одновременно их положение и форма или положение и функция: наружная косая мышца живота, длинный сгибатель пальцев (рис. 3).
Скелетные мышцы перебрасываются через один, иногда через два и даже несколько суставов и прикрепляются своими концами к разным костям. В соответствии с этим в каждой мышце принято различать ее начало и место прикрепления. Они при сокращении приближаются друг к другу, а сами мышцы при этом выполняют определенную работу. Поэтому тело человека или его части при сокращении соответствующих мышц изменяют свое положение, приходят в движение, преодолевают сопротивление силы тяжести. В других случаях при сокращении мышц тело удерживается в определенном положении без выполнения движения. Исходя из этого различают работу динамическую и статическую.
Динамическая работа осуществляется в изотоническом режиме, при этом поочередно сокращаются различные группы мышц, что дает возможность человеку длительное время совершать работу. Статическая работа – это форма деятельности, при которой мышечные волокна развивают напряжение, но почти не укорачиваются, т. е. работа совершается в изометрическом режиме. К статическим усилиям относятся стояние, держание головы в вертикальном положении, сидение и т. д. [59].
Мышцы также могут выполнять преодолевающую, уступающую и удерживающую работу [38, 51, 80].
При преодолевающей работе мышца преодолевает тяжесть данного звена тела или какое-либо сопротивление, когда момент силы мышцы или группы мышц больше момента силы[1] тяжести.
При уступающей работе мышца, оставаясь напряженной, постепенно расслабляется, уступая действию силы тяжести или действию сопротивления; момент силы мышцы при этом меньше момента силы тяжести или сопротивления.
При удерживающей работе мышцы происходит уравновешивание действия сопротивления, моменты сил равны, в результате чего движение отсутствует.
При перемещении тела в пространстве в разных суставах происходит смена одних движений другими: сгибание-разгибание, отведение-приведение, супинация-пронация. В осуществлении каждого движения участвует обычно несколько групп мышц, причем мышцы одной группы сокращаются, а мышцы противоположной группы в это время расслабляются. Благодаря одновременному сокращению и расслаблению противоположных групп мышц обеспечивается плавность движения.
Рис. 3. Мышцы человека:
а – вид спереди:
1 – лобная мышца; 2 – круговая мышца глаза;3 – круговая мышца рта; 4 – жевательная мышца; 5 – подкожная мышца шеи; 6 – грудино-ключично-сосцевидная мышца; 7 – дельтовидная мышца; 8 – большая грудная мышца; 9 – двуглавая мышца плеча;10 – прямая брюшная мышца; 11 – наружная косая мышца живота;12 – внутренняя и широкая мышцы; 13 – икроножная мышца;14 – трехглавая мышца плеча; 15 – широчайшая мышца спины;16 – передняя зубчатая мышца; 17 – портняжная мышца;18 – четырехглавая мышца бедра; 19 – наружная широкая мышца;20 – сухожилие четырехглавой мышцы бедра;21 – передняя большеберцовая мышца;
б – вид сзади.
1 и 2 – разгибатели предплечья; 3 – трапециевидная мышца; 4 – широчайшая мышца спины; 5 – наружная косая мышца живота; 6 – большая ягодичная мышца; 7 – полусухожильная и полуперепончатая мышца; 8 – двуглавая мышца бедра; 9 – икроножная мышца; 10 – ременная мышца шеи; 11 – дельтовидная мышца; 12 – трехглавая мышца плеча; 13 – ахиллово сухожилие
Мышцы, производящие одну и ту же работу (одно и то же движение в данном суставе), называются синергистами, а мышцы, действующие в противоположном направлении, – антагонистами. Так, все мышцы, вызывающие сгибание в плечевом суставе, будут между собой синергисты, разгибатели этого сустава по отношению друг к другу также синергисты. Но две эти группы мышц – сгибатели и разгибатели – одна по отношению к другой являются антагонистами.
В Приложении 1 представлены основные группы мышц, их функции и развивающие упражнения.
? Контрольные вопросы и задания
1. Расскажите о строении и функциях мышц человека.
2. Какие мышцы составляют активную часть аппарата движения?
3. Дайте общую характеристику видам мышц человека.
4. Расскажите о видах работы мышц.
2.3. Общая характеристика мышечной деятельности
Специфическими элементами мышечного волокна являются миофибриллы (тонкие нити, которые тянутся от одного поперечно-полосатого волокна мышцы к другому), системы продольных трубочек – саркоплазматическая сеть (саркоплазматический ретикулум) и система поперечных трубочек – Т-система (она представляет собой выпячивание поверхностной мембраны мышечного волокна внутрь его) [38, 44].
Диаметр миофибрилл составляет 0,5–2 мкм. Поперечная исчерченность образована чередующимися светлыми и темными дисками; оба диска образуют саркомер – функциональную единицу сократительного аппарата мышечного волокна. Внутри каждого саркомера тонкие нити не доходят друг до друга, т. е. концы их не соединяются, оставляя пространство, называемое Н-зона. Между двумя рядами тонких миофибрилл находятся толстые миофибриллы, занимающие среднее положение в саркомере. Они скреплены сетевидной структурой, представленной темной полоской – М-линией. Толстые нити состоят из белка миозина, а тонкие – из актина. Между актиновыми и миозиновы-ми нитями расположены поперечные мостики [44, 59].
В основе мышечного сокращения лежит перемещение нитей актина относительно нитей миозина (рис. 4). Нити актина двигаются, как по туннелю, между миозиновыми фибриллами, за счет чего укорачивается ширина Н-полоски. Такое вклинивание актиновых нитей между миозиновыми приводит к уменьшению длины мышцы (изотоническое сокращение). При изометрическом сокращении одни саркомеры сокращаются, другие растягиваются, что обеспечивает отсутствие изменения длины волокна. В процессе скольжения нитей каждый мостик может сцепиться с одним актиновым участком, продвинуть нить актина на какое-то расстояние, затем отсоединиться от него и войти в контакт со следующим мостиком.
Рис. 4. Механизм мышечного сокращения:
А-диск – нити миозина; I-диск – нити актина;
Z-линия – линия тонкой мембраны, сквозь которую проходят миофибриллы; М-линия – сетевидная структура соединения миофибрилл
Сокращение мышечных волокон происходит со значительным потреблением энергии [38, 44, 59]. Энергию для перемещения нитей дает аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) при ее расщеплении в присутствии ионов кальция (Са2+). Ферментом, расщепляющим АТФ в мышцах, является миозин, активность которого резко возрастает при соединении с актином и при образовании белка актомиозина в присутствии Са2+. В состоянии покоя сокращение мышцы не возникает, это связано с тем, что Са2+ находится внутри саркоплазматического ретикулума. Сокращение мышечных волокон и мышц возникает по причине прихода нервных импульсов из ЦНС, и в нервно-мышечном синапсе происходит выделение ацетилхолина, который вызывает деполяризацию мембраны мышечного волокна. Возникающий вследствие этого импульс распространяется по мембранам саркоплазматического ретикулума. Изменение потенциала мембраны сопровождается увеличением ее проницаемости для Са2+ и выходом его в межфибриллярное пространство. Кальций способствует образованию актомиозина, под влиянием которого расщепляется АТФ. Освобождаемая при этом энергия используется для скольжения нитей. Эта теория получила название теории «скользящих нитей». Вслед за распадом АТФ происходит расщепление ряда других, богатых энергией фосфатных соединений. Освобождаемая энергия в значительной степени используется для восстановления уровня АТФ. Распад фосфатных соединений осуществляется без доступа кислорода, поэтому эта фаза получила название «анаэробная фаза». Энергия высвобождается в результате следующей реакции:
1. АТФмиозин→ Энергия + АДФ + H3PO4 + 10 ккал → Мышечное сокращение
Расщепление АТФ происходит с большой скоростью. АТФ дефосфорилируется благодаря ферментативному действию миозина и превращается в аденозиндифосфорную кислоту (АДФ), а затем при потере еще одной группы фосфорной кислоты – в адениловую кислоту. Энергия расходуется для сокращения мышц. Так как АТФ расходуется, то длительная мышечная работа невозможна без восстановления (ресинтеза) АТФ.
Ресинтез АТФ происходит за счет энергии, которая освобождается при втором, более медленном процессе дефосфорилирования креатинфосфорной кислоты на креатин и фосфорную кислоту:
2. Креатинфосфат → креатин + Н3РO4 + 10, 5 тыс. ккал → ресинтез АТФ
За счет этой энергии могут быть выполнены интенсивные, но не продолжительные нагрузки – от 20–30 с до 1–2 мин (бег на 100 м). При более длительных нагрузках происходит расщепление углеводов:
3. Гликолиз → глюкозофосфат → 2 молекулы молочной кислоты + Q (гликогемолиз)
В результате этой реакции происходит распад глюкозы и расщепление глюкозофосфата до молочной кислоты с выделением энергии, которая идет на ресинтез АТФ и креатинфосфата.
Для дальнейших реакций необходимо наличие кислорода – начинается аэробная фаза, во время которой происходит распад молочной кислоты до углекислого газа (СО2) и воды (Н2О):
4. Молочная кислота → СО2 + H2O + 700 ккал
Освободившаяся энергия идет на ресинтез молочной кислоты до глюкозы и гликогена, а также – на восстановление АТФ и креатинфосфорной кислоты.
Запас АТФ в скелетных мышцах обеспечивает всего лишь 10 одиночных сокращений. При максимальном мышечном сокращении имеющихся в тканях запасов АТФ достаточно только на одну секунду. Энергия креатинфосфата, концентрация которого в 3–8 раз больше, чем АТФ, может поддержать такое сокращение в течение еще нескольких секунд. При максимальном сокращении на протяжении нескольких секунд абсолютно необходим анаэробный гликолиз, в котором используются запасы гликогена. Ресинтез гликогена из образующейся при этом молочной кислоты возможен лишь в аэробных условиях, поэтому при работе мышц так необходим кислород. При его отсутствии нарушается ресинтез гликогена и запасы углеводов быстро истощаются. Процесс расслабления мышцы связан с обратным поступлением Са2+ в саркоплазматический ретикулум [59].
Таким образом, механизм мышечного сокращения сопряжен с расходованием энергетических ресурсов. Истощение данных ресурсов приводит к проявлению ряда специфических физиологических состояний организма, о чем речь пойдет далее.
? Контрольные вопросы и задания
1. Расскажите о строении сократительного аппарата мышц.
2. Раскройте механизм мышечного сокращения.
3. Дайте общую характеристику механизмам потребления энергии при мышечном сокращении.
2.4. Физиологические состояния при занятиях физическими упражнениями
В тренировочной деятельности можно выделить три основные периода: предстартовый, основной (рабочий) и восстановительный [38, 51, 80 и др.].
Предстартовое состояние характеризуется функциональными изменениями, предшествующими началу работы (выполнению физических упражнений). Различают раннее предстартовое состояние, собственно, стартовое состояние и разминку. По своей природе предстартовое состояние – это условно-рефлекторные реакции, готовящие организм к предстоящей работе, ускоряющие процессы врабатывания. Данные изменения связаны с активацией лимбической и симпатоадреналовой систем, повышением в крови катехоламинов (адреналина и норадреналина), глюкозы крови. Кислородтранспортная система (КТС) в этот период приходит в динамику в результате второсигнальных раздражителей, эмоциональных реакций.
В зависимости от поставленной задачи, изменений физиологических функций и эмоционального статуса предстартовое состояние проявляется в трех видах: предстартовой готовности (умеренном эмоциональном возбуждении), лихорадке (возбуждении) и апатии (угнетении) [51, 80].
Занятиям физической культурой должна предшествовать разминка (общая или специальная), т. е. физические упражнения, которые являются вводными к тренировкам и соревнованиям и оптимизируют функциональное состояние организма. Они усиливают возбудимость сенсорных, моторных и вегетативных нервных центров, деятельность желез внутренней секреции; всех звеньев КТС; обеспечивают повышение температуры тела, снижение вязкости мышц, повышение скорости их сокращения, усиление диссоциации оксигемоглобина. В отличие от общей разминки, сопровождающейся перечисленными эффектами, специальная разминка по своему характеру ближе к предстоящей тренировочной деятельности.
В рабочем периоде различают быстрые изменения функционального состояния организма, определяемые как состояние врабатывания и следующий за ним относительно устойчивый период (устойчивое состояние), характеризующийся медленными изменениями основных физиологических функций.
Врабатывание – это начальный период работы, связанный с настройкой нервной и эндокринной систем, достижением требуемого уровня вегетативных функций, формированием стереотипа движений. Особенностями врабатывания являются замедленность и неодновременность (гетерохронизм) «включения» систем и органов в работу. Присутствует прямая зависимость между интенсивностью работы и скоростью изменения физиологических функций в условиях кислородного дефицита.
При интенсивной работе для начального периода врабатывания характерно состояние «мертвой точки» (тошнота, одышка, головокружение, ощущение пульсации сосудов головного мозга, боли в мышцах), которое сменяется при наличии волевых усилий появлением чувства облегчения, «второго дыхания» [51].
После врабатывания при выполнении упражнений большой и умеренной мощности в организме занимающегося возникает устойчивое состояние, которое продолжается от момента завершения врабатывания до начала утомления.
Выделяют два вида устойчивого состояния:
1) ложное устойчивое состояние (при выполнении работ большой и субмаксимальной мощности), когда занимающийся достигает уровня максимального потребления кислорода (МПК), но это потребление не покрывает высокого кислородного запроса и образуется значительный кислородный долг;
2) истинное устойчивое состояние, которое возникает при выполнении работ умеренной мощности, когда потребление кислорода соответствует кислородному запросу и кислородный долг почти не образуется [51].
При выполнении анаэробных упражнений максимальной мощности рабочий период нельзя выделить, упражнения выполняются в состоянии врабатывания. От особенностей рабочего периода зависит скорость и глубина наступления утомления и процессов восстановления.
В процессе тренировочной деятельности возникает утомление – функциональное состояние организма, вызванное физической или умственной нагрузкой, проявляющееся в снижении работоспособности, невозможности выполнять дальнейшую работу на требуемом уровне интенсивности, что ведет к чувству усталости и полному отказу от работы. Главными признаками утомления являются снижение работоспособности, изменение функций организма и субъективные симптомы, чувство усталости (общая слабость, вялость в мышцах, тяжесть в голове, недомогание, боли в конечностях, мышцах и др.). Утомление рассматривается как нормальное физиологическое состояние организма в процессе труда, препятствующее истощению организма.
Главные причины утомления – физическая или умственная нагрузка, а также дополнительные факторы, к которым можно отнести факторы внешней среды (температуру, влажность, атмосферное давление, скорость движения воздуха, солнечную радиацию и др.); несоблюдение санитарно-гигиенических факторов, нарушение процессов труда и отдыха, суточных биоритмов человека, социальные и другие факторы [38, 51 и др.].
Симптомы утомления разделяются на субъективные (чувство усталости) и объективные (изменение функций организма, которые могут носить различный характер). В начале утомления клинико-физиологические и психофизиологические показатели носят неустойчивый характер, но находятся в пределах существующих нормативов, а затем наблюдается однонаправленное их изменение со значительным снижением функций органов и систем организма и профессиональной деятельности. Изменения происходят в первую очередь в тех органах и системах, которые осуществляют и обеспечивают спортивную деятельность (нервно-мышечном аппарате, кислородтранспортной системе дыхания, системе кровообращения). Вместе с тем ведущее значение в развитии явлений утомления имеет ЦНС, обеспечивающая интеграцию систем организма.
Утомлению предшествует предутомление, под которым подразумевают существенное снижение функциональной активности со стороны некоторых органов и систем организма, но компенсированное за счет других функций, вследствие чего общая работоспособность почти не меняется. Данную стадию утомления называют компенсированной, за которой следует стадия декомпенсированного утомления. При длительной физической или умственной нагрузке при нарушении режима труда и отдыха проявления усталости суммируются, переходя в хроническое утомление – состояние, пограничное с патологическим, когда очередной трудовой цикл характеризуется устойчивыми симптомами усталости, для ликвидации которых требуется дополнительный отдых. При его отсутствии развивается переутомление – патологическое состояние организма, характеризующееся постоянным ощущением усталости, вялостью, нарушением сна и аппетита, болями в области сердца и другими симптомами, для ликвидации которых дополнительного отдыха недостаточно, а требуется специальное лечение. Основным проявлением переутомления является снижение спортивных достижений, автоматизма, координированности движений, появление грубых ошибок при выполнении специальных физических упражнений.
После прекращения упражнений происходят обратные изменения в деятельности тех функциональных систем, которые обеспечивали выполнение данного упражнения. Вся совокупность изменений (физиологических, биохимических и структурных), обеспечивающих переход организма от рабочего состояния к уровню покоя, объединяется понятием восстановления, т. е. возврата организма к исходному гомеостатическому уровню. Время, необходимое для этого, называется периодом восстановления, во время которого происходит смещение обмена веществ от катаболических процессов к процессам анаболизма. То есть в процессе мышечной работы расходуются кислородный запас организма, фосфагены (АТФ и креатинфосфаты), углеводы (гликоген мышц и печени, глюкоза крови) и жиры. После работы происходит их восстановление. Исключение составляют жиры, восстановления которых может и не быть [51].
Основные процессы восстановительного периода исследователи выделяют следующие: 1) ликвидация кислородного долга;
2) восстановление запасов кислорода; 3) восстановление фос-фагенов; 4) восстановление гликогена; 5) устранение молочной кислоты [38, 51, 80 и др.].
1. Ликвидация кислородного долга. Восстановительные процессы, происходящие в организме после работы, находят свое энергетическое отражение в повышенном (по сравнению с предрабочим состоянием) потреблении кислорода – кислородном долге. Кислородный долг – это избыточное потребление кислорода сверх предрабочего уровня покоя, которое обеспечивает энергией организм для восстановления до предрабочего состояния, включая восстановление израсходованных во время работы запасов энергии и устранение молочной кислоты. Скорость потребления кислорода после работы снижается на протяжении первых 2–3 мин очень быстро (быстрый, или алактатньй, компонент кислородного долга), а затем более медленно (медленный, или лактатный, компонент кислородного долга), пока не достигает (через 3060 мин) постоянной величины, близкой к предрабочей.
Быстрый (алактатный) компонент кислородного долга связан главным образом с использованием кислорода на быстрое восстановление израсходованных за время работы высокоэнергетических фосфагенов в рабочих мышцах.
Медленный (лактатный) компонент кислородного долга связан в большой мере с послерабочим устранением лактата (молочной кислоты) из крови и тканевых жидкостей. Кислород в этом случае используется в окислительных реакциях, обеспечивающих ресинтез гликогена из лактата крови (главным образом, в печени и отчасти в почках) и окисление лактата в сердечной и скелетных мышцах. Кроме того, длительное повышение потребления кислорода связано с необходимостью поддерживать усиленную деятельность дыхательной и сердечно-сосудистой систем, обмена веществ в период восстановления [38, 51].
2. Восстановление запасов кислорода. Кислород находится в мышцах в форме химической связи с миоглобином. Эти запасы очень невелики: каждый килограмм мышечной массы содержит около 11 мл кислорода. Следовательно, общие запасы «мышечного» кислорода (из расчета на 40 кг мышечной массы у спортсменов) не превышают 0,5 л. В процессе мышечной работы он может быстро расходоваться, а после работы быстро восстанавливаться. Скорость восстановления запасов кислорода зависит лишь от доставки его к мышцам. Сразу после прекращения работы артериальная кровь, проходящая через мышцы, имеет высокое парциальное напряжение (содержание) кислорода, так что восстановление кислорода, связанного с миоглобином, происходит, вероятно, за несколько секунд. Таким образом, уже через несколько секунд после прекращения работы кислородные запасы в мышцах и крови восстанавливаются [51].
3. Восстановление фосфагенов. Фосфагены, особенно АТФ, восстанавливаются очень быстро: до 70 % израсходованных фос-фагенов уже на протяжении первых 30 с после прекращения работы. А их полное восполнение заканчивается за несколько минут, причем почти исключительно за счет энергии аэробного метаболизма, т. е. благодаря кислороду, потребляемому в быструю фазу кислородного долга. Соответственно, чем больше расход фосфагенов за время работы, тем больше требуется кислорода для их восстановления (для восстановления 1 моля АТФ необходимо 3,45 л кислорода) [38, 51].
4. Восстановление гликогена. Израсходованный за время работы гликоген ресинтезируется из молочной кислоты на протяжении 1–2 ч после работы. Расходуемый в этот период восстановления кислород определяет вторую, медленную, или лактатную, фракцию кислородного долга. Однако полное восстановление гликогена в мышцах может длиться до 2–3 дней. Скорость восстановления гликогена и количество его восстанавливаемых запасов в мышцах и печени зависят от двух основных факторов: степени расходования гликогена в процессе работы и характера пищевого рациона в период восстановления. После очень значительного (более 3/4 исходного содержания), вплоть до полного, истощения гликогена в рабочих мышцах его восстановление в первые часы при обычном питании идет очень медленно и для достижения предрабочего уровня требуется до 2 суток. При пищевом рационе с высоким содержанием углеводов (более 70 % суточного калоража) этот процесс ускоряется – уже за первые 10 ч в рабочих мышцах восстанавливается более половины гликогена, к концу суток происходит его полное восстановление, а в печени содержание гликогена значительно превышает обычное. В дальнейшем количество гликогена в рабочих мышцах и печени продолжает увеличиваться и через 2–3 суток после «истощающей» нагрузки может превышать предрабочее в 1,5–3 раза – феномен суперкомпенсации [51].
5. Устранение молочной кислоты. В период восстановления происходит устранение молочной кислоты из рабочих мышц, крови и тканевой жидкости, причем тем быстрее, чем меньше образовалось молочной кислоты во время работы. Важную роль играет послерабочий режим. Так, после максимальной нагрузки для полного устранения накопившейся молочной кислоты требуется 60–90 мин в условиях полного покоя (пассивное восстановление). Однако если после такой нагрузки выполняется легкая работа (активное восстановление), то устранение молочной кислоты происходит значительно быстрее.
Существует четыре основные пути устранения молочной кислоты: 1) окисление до углекислого газа и воды (так устраняется примерно 70 % всей накопленной молочной кислоты); 2) превращение в гликоген (в мышцах и печени) и глюкозу (в печени) – около 20 %; 3) превращение в белки (менее 10 %); 4) удаление с мочой и потом (1–2%). При активном восстановлении доля молочной кислоты, устраняемой аэробным путем, увеличивается. Хотя окисление молочной кислоты может происходить в самых разных органах и тканях (скелетных мышцах, мышце сердца, печени, почках и др.), наибольшая ее часть окисляется в скелетных мышцах, что объясняет, почему легкая работа способствует более быстрому устранению лактата после тяжелых нагрузок [51, 80].
В периоде восстановления выделяют 4 фазы:
1) быстрого восстановления (характерна для кратковременных нагрузок, длится 5 мин, включает восстановление фосфагенов и ликвидацию кислородного долга);
2) замедленного восстановления (устранение кислородного долга замедляется и продолжается от 0,5 до 6-12 ч, восстанавливается частично уровень гликогена);
3) суперкомпенсации, или перевосстановления (характеризуется высокой активностью ферментативных систем организма после мышечной работы, ведущих к ускоренному образованию АТФ и других биохимических и функциональных показателей; длительность фазы зависит от продолжительности работы и глубины произошедших изменений; удержание данной фазы во многом зависит от уровня анаболических гормонов в организме);
4) длительного (позднего) восстановления (характеризуется окончательным полным восстановлением энергетических и функциональных ресурсов организма; длительность зависит от продолжительности фазы суперкомпенсации).
Общие закономерности восстановления функций после работы состоят в следующем. Во-первых, скорость и длительность восстановления большинства функциональных показателей находятся в прямой зависимости от мощности работы: чем выше мощность работы, тем большие изменения происходят за время работы и (соответственно) тем выше скорость восстановления. Это означает, что чем короче предельная продолжительность упражнения, тем короче период восстановления. Так, продолжительность восстановления большинства функций после максимальной анаэробной работы – несколько минут, а после продолжительной работы (например, после длительного бега) – несколько дней. Ход начального восстановления многих функциональных показателей по своему характеру является зеркальным отражением их изменений в период врабатывания.
Во-вторых, восстановление различных функций протекает с разной скоростью, а в некоторые фазы восстановительного процесса – и с разной направленностью, так что достижение ими уровня покоя происходит неодновременно (гетерохронно). Поэтому о завершении процесса восстановления в целом следует судить не по какому-нибудь одному и даже не по нескольким ограниченным показателям, а лишь по возвращению к исходному (предрабочему) уровню наиболее медленно восстанавливающегося показателя.
В-третьих, работоспособность и многие определяющие ее функции организма на протяжении периода восстановления после интенсивной работы не только достигают предрабочего уровня, но могут и превышать его – суперкомпенсация.
Физиологические мероприятия по ускорению процессов восстановления включают в себя контроль за состоянием функций организма, динамикой работоспособности и утомления в период тренировки, а также мобилизацию и использование функциональных резервов организма для ускорения восстановления. Методы и средства ускорения эффективности восстановления представлены в главе 10.
? Контрольные вопросы и задания
1. Дайте характеристику предстартовому периоду тренировочной деятельности.
2. Дайте характеристику основному периоду тренировочной деятельности.
3. В чем проявляется утомление?
4. Дайте характеристику восстановительному периоду тренировочной деятельности.
5. Охарактеризуйте основные процессы восстановительного периода.
6. Раскройте общие закономерности восстановления функций.
2.5. Общие физиологические закономерности (принципы) занятий оздоровительной физической культурой
Систематические занятия физической культурой (ОФК не является исключением) вызывают адаптацию (специфическое приспособление) организма к физическим нагрузкам, проявляющуюся в морфологических, метаболических и функциональных изменениях в различных органах и тканях и определяющую тренировочные эффекты. Они проявляются в улучшении разнообразных функций организма, обеспечивающих осуществление данной (тренируемой) мышечной деятельности, и, как следствие, в повышении уровня физической подготовленности (тренированности) занимающегося [38, 51, 80].
При анализе факторов, определяющих тренировочные эффекты, выделяются следующие физиологические закономерности:
1) основные функциональные эффекты тренировки;
2) пороговые (критические) нагрузки для возникновения тренировочных эффектов;
3) специфичность тренировочных эффектов;
4) обратимость тренировочных эффектов;
5) тренируемость, определяющую величину тренировочных эффектов.
1. Основные функциональные эффекты тренировки. Систематическое выполнение определенного вида (видов) физических упражнений (тренировка) вызывает два основных положительных функциональных эффекта:
• усиление максимальных функциональных возможностей всего организма в целом и его ведущих систем, обеспечивающих выполнение тренируемого упражнения (например, об эффекте тренировки выносливости свидетельствует повышение максимальных аэробных возможностей организма – максимальной аэробной мощности и максимальной аэробной емкости);
• повышение эффективности (экономичности) деятельности всего организма в целом и его органов и систем при выполнении тренируемого вида мышечной деятельности (например, при выполнении одинаковой нагрузки у тренированного человека по сравнению с нетренированным или у одного и того же человека до и после определенного периода тренировки отмечаются меньшие функциональные сдвиги в ЧСС, легочной вентиляции, количестве и уровне сократительной активности скелетных мышц, температуре тела, концентрации лактата, катехоламинов и других гормонов в крови и др.), а также снижение энергетических расходов при выполнении данной нагрузки, в частности снижение потребления кислорода [51].
2. Пороговые тренирующие нагрузки. Не всякая даже систематическая физическая активность может рассматриваться как тренировка, поскольку повышение функциональных возможностей отдельных органов, систем и всего организма в целом, т. е. тренировочные эффекты, возникает только в том случае, если систематические функциональные тренирующие нагрузки достигают или превышают некоторую пороговую нагрузку. Такая пороговая тренирующая нагрузка должна заведомо превышать обычную (повседневную бытовую, или привычную тренировочную) нагрузку. Поэтому принцип пороговых нагрузок часто обозначают как принцип прогрессивной (нарастающей) сверхнагрузки [51].
Наиболее существенное правило при выборе пороговых тренирующих нагрузок состоит в том, что они должны находиться в определенном соответствии с текущими функциональными возможностями данного человека (его ведущих для данного упражнения систем), – принцип индивидуализации.
По мере повышения функциональных возможностей тренирующегося человека пороговая тренирующая нагрузка должна постепенно увеличиваться – принцип постепенности в повышении нагрузки.
Основными параметрами физической нагрузки являются [51]:
• интенсивность тренировочных нагрузок, которая определяется по ЧСС и анаэробному порогу (АП) при выполнении глобальных циклических упражнений в процессе тренировки выносливости. Так, чем больше аэробная циклическая нагрузка, тем выше ЧСС. При определении интенсивности нагрузки по ЧСС в основном удается получить представление о нагрузке на сердечно-сосудистую систему (и прежде всего на сердце), тогда как АП связан с метаболизмом в рабочих мышцах. Чем ниже уровень функциональной подготовленности (выносливости) человека, тем ниже должна быть интенсивность тренировочной нагрузки;
• длительность тренировочных нагрузок. Чтобы вызвать тренировочный эффект, тренирующая нагрузка должна быть достаточно длительной. Общая продолжительность занятий физической культурой, при которой проявляется заметный тренировочный эффект, составляет для аэробной тренировки (выносливости) 10–16 недель, для анаэробной (скоростно-силовой) – 8-10 недель;
• частота тренировочных нагрузок. Данный показатель находится в сложном взаимодействии с другими параметрами тренировочной нагрузки (интенсивностью и длительностью). Он неодинаков для разных контингентов тренирующихся, целей и видов тренировки. В занятиях физической культурой одинаковый эффект может быть достигнут относительно короткими (интенсивными) ежедневными и продолжительными (но менее интенсивными) тренировками 2–3 раза в неделю. Увеличение частоты занятий физической культурой сверх 3-х раз в неделю не дает дополнительного тренировочного эффекта именно в отношении прироста МПК;
• объем тренировочных нагрузок. Интенсивность, длительность и частота тренировочной нагрузки в совокупности определяют ее объем. Если интенсивность достигает или превышает пороговую величину, то общий объем служит важным фактором повышения тренировочных эффектов. В целом, чем чаще и длительнее тренировочные занятия (объем нагрузки), тем больше их тренировочный эффект.
3. Специфичность тренировочных эффектов. Систематическое выполнение упражнения (тренировка) вызывает специфическую адаптацию организма, обеспечивающую более совершенное выполнение упражнения. Такая адаптация проявляется в специфических тренировочных эффектах – наибольшем повышении результата в упражнении и экономичности его выполнения. Отсюда следует, что тренировочные программы должны составляться так, чтобы развивать специфические физиологические способности, необходимые для выполнения данного упражнения или данного вида физической деятельности (принцип специфичности тренировки). Специфичность тренировочных эффектов определяется как составом, так и объемом активной мышечной массы [51].
4. Обратимость тренировочных эффектов. Это свойство проявляется в том, что тренировочные эффекты постепенно уменьшаются при снижении тренировочных нагрузок или вообще исчезают при полном прекращении тренировок (эффект детренировки). После повышения тренировочных нагрузок или возобновления тренировочных занятий вновь возникают положительные тренировочные эффекты. У людей, систематически занимающихся физической культурой, заметное снижение работоспособности отмечается уже через 2 недели детренировки, а через 3–8 мес уровень физической подготовленности снижается до предтренировочного. Особенно быстро уменьшаются тренировочные эффекты в первый период после прекращения тренировок или после резкого снижения тренировочных нагрузок. У занимающихся физической культурой в течение не очень продолжительного времени большинство положительных тренировочных эффектов исчезает за 1–2 мес детренировки [51].
Детренировка приводит к уменьшению числа (плотности) капилляров в ранее тренированных мышцах (декапилляризации), утончению (гипотрофии) мышечных волокон, снижению их окислительного потенциала, особенно в медленных мышечных волокнах.
Свойство обратимости тренировочных эффектов диктует необходимость регулярных занятий физической культурой с достаточной интенсивностью нагрузок – принцип повторности и систематичности занятий.
5. Тренируемость. Будучи свойством живого организма изменять свои функциональные возможности под влиянием систематических занятий физической культурой, тренируемость характеризует восприимчивость человека к регулярному воздействию занятий, его способность повышать свои специфические функциональные возможности под влиянием систематической нагрузки. Количественно тренируемость (степень тренируемости) может оцениваться величиной тренировочных эффектов: чем больше они в ответ на данную тренировку, тем, следовательно, выше тренируемость [38, 51].
Тренируемость значительно отличается у людей разного пола и возраста: одна и та же тренировка вызывает у них неодинаковые эффекты. И даже в пределах одной и той же возрастно-половой группы имеются очень большие индивидуальные вариации в тренируемости. У людей одной возрастно-половой группы степень тренируемости в значительной мере определяется исходным (предтренировочным) уровнем функциональных показателей. Разные показатели, характеризующие функциональные возможности разных органов, систем, механизмов и функциональную подготовленность (тренированность) организма в целом, изменяются неодинаково под влиянием тренировки. Однако общее правило состоит в том, что изменение этих показателей тем больше, чем ниже их исходный (предтренировочный) уровень. Степень тренируемости человека тем выше, чем ниже уровень его тренированности (функциональной подготовленности).
По величине и скорости развития тренировочных эффектов выделяются четыре варианта тренируемости [51]:
Высокая быстрая тренируемость: большие эффекты, которые наиболее быстро нарастают в начальном периоде систематических тренировок, а затем изменяются мало, медленно (асимптотически) приближаясь к «уровню насыщения» (максимально возможным тренировочным эффектам).
Высокая медленная тренируемость: большие тренировочные эффекты, нарастающие постепенно, медленно.
Низкая быстрая тренируемость: небольшие тренировочные эффекты, которые нарастают быстро и проявляются уже после относительно короткого периода систематических тренировок, мало изменяясь в дальнейшем.
Низкая медленная тренируемость: небольшие тренировочные эффекты, которые нарастают медленно в процессе систематических тренировок.
Степень тренируемости в большей мере зависит от исходного уровня физиологических функций организма. Этот уровень определяется образом жизни человека, в частности, степенью физической активности, характером питания, предшествующей тренировкой и наследственностью.
Резюмируя, можно сказать, что тренировочные эффекты во многом определяются физиологическими закономерностями, соблюдение которых позволит обеспечить эффективность и результативность занятий ОФК.
? Контрольные вопросы и задания
1. Расскажите о функциональных эффектах тренировки.
2. Каковы пороговые (критические) нагрузки для возникновения тренировочных эффектов?
3. Объясните специфичность тренировочных эффектов.
4. Расскажите об обратимости тренировочных эффектов.
5. Дайте понятие тренируемости как фактора, определяющего величину тренировочных эффектов.
Глава 3
Теоретико-методологические основы оздоровительной физической культуры
3.1. Цели и задачи оздоровительной физической культуры
ОФК – это специфическая сфера использования средств физической культуры и спорта, направленная на оптимизацию физического состояния человека, восстановление сил, утраченных в процессе труда (учебы), организацию активного досуга и повышение устойчивости организма к действию неблагоприятных факторов производства и окружающей среды [62, 79, 85, 88 и др.]. Основной целью ОФК является укрепление здоровья человека, профилактика заболеваний и восстановление нарушенных функций. Соответственно основными задачами будут являться следующие:
1. Повышение функциональных возможностей организма.
2. Профилактика заболеваний.
3. Индивидуализация оптимальных тренировочных нагрузок в занятиях с оздоровительной направленностью.
4. Использование занятий физическими упражнениями в борьбе с вредными привычками.
5. Приобщение людей различного возраста, пола и состояния здоровья, в том числе инвалидов, к активным физкультурно-оздоровительным занятиям.
6. Внедрение ОФК в повседневную жизнь как неотъемлемого компонента здорового образа жизни.
7. Развитие профессионально важных двигательных качеств, повышение работоспособности.
Основными и наиболее общими принципами применения ОФК следует считать [62, 79, 88]:
• целенаправленность методик ОФК, предопределяемая конкретным функциональным дефицитом в двигательной, чувствительной, вегетативно-трофической сфере, сердечно-сосудистой и дыхательной деятельности;
• дифференцированность методик ОФК в зависимости от типологии функционального дефицита, а также от степени его выраженности;
• адекватность нагрузки ОФК индивидуальным возможностям занимающегося, оцениваемым по общему состоянию, состоянию кардиореспираторной и локомоторной систем, с целью достижения тренирующего эффекта;
• последовательная стимуляция активных воздействий путем расширения средств ОФК, возрастания тренировочных нагрузок и тренирующего воздействия на определенные функции и весь организм занимающегося;
• комплексность применения методик ОФК.
Перечисленные принципы применения средств ОФК являются обязательными при построении тренировочного комплекса.
? Контрольные вопросы и задания
1. Раскройте основную цель и задачи ОФК.
2. Представьте основные и наиболее общие принципы применения ОФК.
3.2. Принципы построения тренировки в оздоровительной физической культуре
Основные закономерности и построенные на них принципы тренировки в ОФК базируются на дидактических принципах, принятых в образовательной педагогике, и принципах спортивной тренировки (направленности к высшим достижениям; углубленной специализации; непрерывности тренировочного процесса; единстве постепенности увеличения нагрузки и тенденции к максимальным нагрузкам; волнообразности и вариативности нагрузок; цикличности процесса подготовки; единстве взаимосвязи структуры соревновательной деятельности и структуры подготовленности) [34, 83, 84, 89 и др.]. Однако, будучи пограничной областью между спортом высших достижений, с одной стороны, и лечебной физической культурой – с другой, специфическая сфера ОФК предполагает своеобразие закономерностей и принципов, а также их взаимосвязи (рис. 5) [34].
Рис. 5. Принципы построения тренировки в ОФК
Принцип доступности. Применяемые программы по ОФК должны быть доступны для занимающихся в координационном и функциональном плане, отвечать духовным и интеллектуальным запросам занимающихся. В связи с этим скрининг состояния здоровья и физической подготовленности необходим для снижения факторов риска, снижения вероятности получения травм. В настоящее время большое внимание уделяется разработке программы тестирования занимающихся по ряду показателей, включающих оценку функционального состояния сердечнососудистой системы, физических качеств, методы ортопедического обследования и др.
Принцип «не навреди». Физические упражнения, применяемые в тренировке ОФК, способны активно воздействовать на все органы и системы организма. Их воздействие в широком аспекте на весь организм определяет показания и противопоказания к использованию ОФК.
В качестве противопоказаний к занятиям ОФК выступают состояния, характеризующиеся наличием ограничений в адаптации к физическим нагрузкам:
• острый период заболевания и его прогрессирующее течение;
• тяжелые органические заболевания ЦНС;
• болезни сердечно-сосудистой системы: аневризма сердца и крупных сердечных сосудов, ишемическая болезнь сердца с частыми приступами стенокардии, перенесенный инфаркт миокарда (до 6 мес), недостаточность кровообращения II–III степени, некоторые нарушения ритма сердца (мерцательная аритмия, полная АВ-блокада), гипертоническая болезнь II–III стадии, тромбофлебит и частые кровотечения любой этиологии;
• болезни органов дыхания: бронхиальная астма с тяжелым течением, тяжелые формы бронхоэктатической болезни;
• заболевания печени и почек с явлениями недостаточности функции;
• болезни эндокринной системы при выраженном нарушении функций;
• болезни опорно-двигательного аппарата с резко выраженными нарушениями функций и болевым синдромом;
• прогрессирующее снижение зрения, глаукома, миопия высокой степени.
Однако при этом не исключается применение лечебной физической культуры при строгом соблюдении адекватности тренировочных нагрузок состоянию занимающихся и под строгим медицинским контролем.
Принцип биологической целесообразности. Выбор тренирующих воздействий и их организация производятся исходя из моторной специфики конкретного вида двигательной активности, знаний функциональных и адаптационных возможностей организма. Представления о физиологических механизмах и количественно-временных параметрах развития соответствующих приспособительных перестроек в организме являются объективными предпосылками к принятию конкретных решений по определению содержания и организации ОФК.
Рассмотрим ряд феноменов, лежащих в основе принципа биологической целесообразности [34,35].
Феномен сверхнагрузки заключается в том, что если ткань или орган системы вынуждены преодолевать нагрузку, к которой они не адаптировались, то они не повреждаются и не слабеют, а, наоборот, становятся сильнее, начинают лучше функционировать. В частности, диапазон интенсивности нагрузки, вызывающий положительные адаптационные изменения в организме (в первую очередь кардиореспираторной системы), должен составлять максимум 50–80 % от ЧСС. Различают кратковременный адаптационный эффект от нагрузки и долгосрочный. После выполненной физической работы наступает утомление, а через некоторое время после него наблюдается улучшение метаболических процессов и функций работающих органов и систем – фаза суперкомпенсации. Наложение срочных адаптивных процессов (при тренировке в фазе суперкомпенсации) приводит к долгосрочным адаптивным изменениям, что возможно лишь при регулярных занятиях на выносливость. В связи с этим ОФК рекомендуется заниматься 3–5 раз в неделю [34].
Важное значение для построения тренировочных программ ОФК имеет учет специфического воздействия физических упражнений на организм занимающихся, суть которого в том, что наиболее выраженные адаптационные изменения под влиянием физических нагрузок происходят в органах и функциональных системах, которые нагружаются в большей степени, например:
• при занятиях оздоровительным бегом не увеличивается сила мышц верхних конечностей;
• тренировка медленных мышечных волокон не оказывает влияния на быстрые мышечные волокна;
• тренировка на выносливость приводит к увеличению числа сократительных белков, актина и миозина в мышцах, а тренировка на силу – к увеличению митохондрий и капилляров и др.
В связи с этим при планировании тренировок ОФК следует учитывать чередование направленности тренирующего воздействия нагрузок.
При планировании тренировок ОФК нужно брать во внимание факт обратимости адаптационных изменений [38, 51, 80]. При перерыве и прекращении занятий положительные структурные и функциональные сдвиги постепенно снижаются и исчезают.
Программно-целевой принцип. Углубленные знания о физиологических механизмах тренировки, в частности ОФК, позволяют представить процесс как монолитное, многоуровневое целое, дифференцированное на части, содержание и организация которого определяются целевыми задачами и объективными предпосылками, исходящими из закономерностей развития процесса адаптации организма к конкретному режиму мышечной деятельности.
В соответствии с программно-целевым принципом разработки программы тренировки вначале формируются конкретные целевые задачи, затем определяются объективно необходимые для их реализации содержание, объем и организация тренировочной нагрузки [12]. Отсюда процедура программирования – это создание объективно необходимых условий для достижения того конкретного тренировочного эффекта, который выступает в качестве причинной предпосылки к реализации целевых задач тренировки ОФК. На этом основании и принимается решение о подборе соответствующего содержания процесса тренировки и ее организации. На рис. 6 приведена последовательность реализации данного принципа [34].
Рис. 6. Реализация программно-целевого принципа при построении тренировочного процесса в ОФК
Принцип интеграции. Данный принцип предписывает необходимость учета знаний, накопленных в области физической культуры и спорта, и опоры на них. Это – разработки по теории и методике управления процессом тренировки, построению тренировочного занятия [83, 84, 89 и др.], психологии физической культуры [72], лечебной физической культуре [85], физиологии спорта [38, 51, 80].
Взаимосвязь и взаимодействие психических и физических сил человека. Целостность человеческой личности проявляется прежде всего во взаимосвязи психических (сфера эмоций, чувств и мышления) и физических сил организма. Человек реализует себя в обществе только в том случае, если он имеет достаточный уровень психической энергии, определяющей его работоспособность и, в то же время, достаточную пластичность, гармоничность психики, позволяющую адаптироваться к обществу, быть адекватным его требованиям. Для здоровой личности характерна устойчивая «Я-концепция» – позитивная, адекватная, стабильная самооценка [74].
Добиться оздоровительного эффекта при занятиях ОФК можно лишь в том случае, если рассматривать все действия и проявления человека как отражение его единой телесно-психической сущности. Физические нагрузки достаточной продолжительности и интенсивности дают положительные психологические эффекты. В то же время владение простейшими психологическими приемами концентрации внимания, расслабления мышц, релаксации и другими будет способствовать более эффективному положительному воздействию упражнений на организм занимающихся.
Принцип индивидуализации. Соблюдение данного принципа – одно из главных требований тренировки в ОФК. При этом ажно помнить, что нет физической нагрузки большой или малой, есть нагрузка, соответствующая или не соответствующая возможностям организма. Поэтому более рационально дозирование физической нагрузки в тренировке ОФК, основанное на учете физических и функциональных возможностей индивида, что выявляется тестированием физических качеств и определением рабочего уровня ЧСС чаще всего по формуле Карвонена:
ЧССр = [(220 – возраст) – ЧССп] χ ИТН + ЧССп,
где ЧССр – ЧСС рекомендуемая для кардиотренировки; ЧССп – ЧСС в покое; ИТН – заданная интенсивность тренировочной нагрузки – 50–85 % от максимальной ЧСС (0,5; 0,6; 0,7 и т. д.) [45].
Проведение данных исследований позволяет контролировать индивидуальную реакцию организма на предложенную физическую нагрузку. Применение современной аппаратуры с использованием компьютера дает возможность записывать пульсовую кривую занятия как при персональной тренировке, так и при групповых занятиях.
Разработанные педагогические приемы повышения интенсивности занятий за счет амплитуды движений, замены движений высокой интенсивности движениями низкой, темпа выполнения элементов (на каждый счет, через такт и т. п.), перемещения позволяют индивидуализировать процесс даже в условиях групповых занятий [45].
Индивидуальный подход должен учитывать не только физиологическое, но и психологическое состояние человека. Индивидуальные различия, проявляющиеся в психической деятельности и поведении, обусловлены как наследственностью, так и жизненным опытом, приобретенным в результате обучения и воспитания. Таким образом, индивидуальность человека представляет собой единство природного и социального.
Принцип половых различий. При комплектовании групп и составлении программ ОФК следует учитывать анатомо-физиологические различия между мужчинами и женщинами: мужчины обладают большими силовыми возможностями, выносливостью; женщины – лучшей координацией, гибкостью.
Принципы возрастных изменений в организме. В последние годы сформировалась новая научно-технологическая область знаний, изучающая фундаментальные закономерности возрастного развития двигательной деятельности человека [9].
С возрастом увеличиваются общая масса тела, количество ключевых ферментов аэробного и анаэробного обмена в скелетных мышцах, повышаются запасы энергетических веществ в тканях, совершенствуется работа вегетативных систем. Все эти показатели достигают наибольшего развития к 20–25 годам, а после 40 лет показатели физической работоспособности человека постепенно снижаются и к 60 годам становятся примерно в 2 раза меньше, чем в 20 лет [59]. Процесс старения приводит к снижению силовых показателей и гибкости.
При разработке тренировочных программ ОФК учитываются возрастные особенности человека [79, 88 и др.].
Принцип гармонизации всей системы ценностных ориентаций человека. Без понимания человеком высших аспектов бытия (смысла жизни, ее целей, путей самореализации, согласия со своей совестью и т. д.) и разрешения проблем с этих позиций невозможно приближение к оптимальному состоянию здоровья, так как неудовлетворенность (часто неосознаваемая) своей жизнью всегда порождает напряжение и может привести к различного рода заболеваниям. Активная, деятельная позиция в жизни, выбор путей, постановка и достижение цели, позволяющей человеку реализоваться, всегда освобождают дополнительную энергию, мобилизуют ресурсы и тем самым обеспечивают более высокий уровень здоровья.
Конец ознакомительного фрагмента.