3. Изменения в организме под влиянием мышечной деятельности

Запросы энергии для поддержания мышечной работы тем вы­ше, чем выше энергозатраты. Как видно, здесь имеет место пря­мая зависимость. Для поддержания высокого расхода энергии включаются, как минимум, три системы - обмен веществ, крово­обращение и дыхание. Хотя надо сказать, что было бы неверно делать упор только на эти системы. Организм - это единая биоло­гическая система, и его ответная реакция затрагивает все функ­циональные структуры, в том числе эндокринную, пищеваритель­ную, выделительную, терморегуляции и др. Все изменения, проис­ходящие в организме в процессе мышечной деятельности, нахо­дятся под непосредственным регулирующим влиянием централь­ной нервной системы. В этот момент наблюдается состояние воз­буждения многих участков коры головного мозга, но прежде все­го ее двигательной зоны. У разных людей одна и та же физическая работа вызывает совершенно неодинаковую реакцию организма и наблюдаемые физиологические сдвиги по сравнению с нормаль­ным состоянием, которые зависят от уровня физического разви­тия, функционального состояния отдельных систем и организма в целом. Другими словами, они зависят от уровня тренированности человека, которая в конечном счете определяет мощность и объем выполняемой работы и предел мобилизации физиологических функций.

Показателем энергозатрат при выполнении какой-либо физи­ческой работы является избыточное потребление кислорода по сравнению с уровнем его потребления в состоянии покоя. Следует также учесть количество кислорода, которое идет на ликвидацию кислородного долга в восстановительном периоде. Эти показате­ли напрямую зависят от интенсивности выполняемой работы. В определенном интервале наблюдается прямая зависимость: чем выше интенсивность работы, тем выше кислородный долг и по­требление кислорода. Увеличение газообмена или легочной вен­тиляции происходит параллельно с усилением кровообращения. Максимальное потребление кислорода, а следовательно, макси­мальный расход энергии (у каждого человека он разный) могут быть достигнуты только при одновременном увеличении легоч­ной вентиляции, коэффициента использования кислорода в лег­ких (утилизации), частоты сердечных сокращений, ударного объ­ема сердца (т. е. объема крови, который выбрасывает сердце в кровеносное русло за одно сокращение, в состоянии покоя оно составляет величину, равную 60-70 мл), а также разницы между содержанием кислорода в артериальных и венозных сосудах.

Достижение максимального уровня физической работы обес­печивается объединением усилий (функциональных возможно стей) многих физиологических процессов. При этом максимально возможный уровень физической работы дает более объективное представление о состоянии организма по сравнению с состоянием покоя. Максимальное потребление кислорода (МПК) детермини­ровано способностью организма обеспечивать аэробную произво­дительность во время работы. Однако более точный показатель ра­ботоспособности организма, по-видимому, может быть выражен величиной кислородного долга и уровнем содержания молочной кислоты в крови в момент максимально возможной работы.

В период работы - от ее начала до завершения - в организме наблюдается несколько периодов изменений, протекающих в оп­ределенной последовательности. Во-первых, достижение рабочего уровня деятельности происходит постепенно. При этом вегетатив­ное обеспечение несколько запаздывает от физической активности. Так, например, при беге максимальная частота движений достига­ется через 4-5 секунд от начала старта, но в то же время минутный объем сердца и газообмен достигнут максимального уровня только через несколько минут. Во-вторых, чем больше временная разница, тем выше дефицит кислорода в организме, тем интенсивнее ана­эробные процессы обмена веществ (они происходят без участия ки­слорода), а следовательно, выше кислородный долг.

В начальный период работы (период врабатывания) происхо­дит значительная перестройка функций организма, обеспечиваю­щих работоспособность, но прежде всего это относится к нервной системе. Рабочее возбуждение постепенно достигает оптимального уровня. Координация деятельности всех систем организма достига­ет оптимально возможного уровня - это второй период работоспо­собности. Вместе с тем включение различных систем в работу в на­чальный период происходит неодновременно (гетерохронно). В спортивной практике это создает определенные трудности для спортсмена, которые выражаются в невозможности показать мак­симальный результат. Их удается преодолеть с помощью разминки и постепенного увеличения интенсивности выполняемой нагрузки.

Длительная и интенсивная физическая работа неизбежно при­водит к снижению работоспособности. Эмоционально это ощу­щается как утомление. Это совершенно нормальное физиологиче­ское явление (процесс), которое отражает третий период. Он ха­рактеризуется рассогласованием всех функций организма, увели­чением элементарных ошибок, снижением быстроты реакции. Бы­строта развития утомления детерминирована множеством физио­логических явлений: нарушаются обменные процессы в мышце сердца, в мышцах и крови накапливается значительное количест­во молочной кислоты и кислых продуктов обмена веществ, понижается уровень углеводов в крови и др.

В развитии утомления выделяют две стадии. Начальная характеризуется запредельным усилением физиологических сдвигов для поддержания или сохранения работоспособности. Однако продолжение работы на прежнем уровне неизбежно приводит к сни­жению работоспособности. Это вторая стадия. Если подобная ситуация происходит каждый день в течение сравнительно продол­жительного времени, то это приводит к перенапряжению орга­низма, к поломке адаптационно-компенсаторных механизмов и в итоге " к развитию заболевания. Особенно опасная ситуация воз­никает, когда чрезмерно интенсивная работа происходит на фоне эмоционального возбуждения. Это приводит к перенапряжению сердечной мышцы, недостаточности надпочечников с развитием недостаточности эндокринной функции, нарушению мозгового кровообращения.

После завершения работы наблюдается восстановление рабо­тоспособности. Закономерности восстановительных процессов в этот период одинаковы и не зависят от вида предшествующей ра­боты. Они проявляются в следующем: рабочее напряжение снижа­ется постепенно, а следовательно, также постепенно снижается послерабочий уровень газообмена, кровообращения и дыхания. Продолжительность этих изменений во многом зависит от уровня кислородного долга, который развивается всегда, когда работа полностью или частично протекает в анаэробных условиях при дефиците кислорода. Восстановление разных физиологических функций происходит неодновременно и зависит от разной степени вовлеченности в работу, сложности регуляторных механизмов и неодинаковой инертности.

Восстановительный период, особенно после интенсивной фи­зической работы, близкой к максимальной, протекает волнооб­разно в течение нескольких дней.

Восстановление работоспособности до исходного состояния не прекращается, но, напротив, продолжает усиливаться в сторону повышения работоспособности. Это состояние называют суперкомпенсацией, т.е. состоянием избыточного восстановления сверх уровня покоя. В этот момент обнаруживается увеличение силы мышц, газообмена и количества гликогена в мышцах. Весь организм в этот период становится более подготовленным к ра­боте, чем до ее начала. К этому надо добавить, что последующая работа происходит при уменьшенном кислородном запросе и ки­слородном долге.

Момент наступления повышенной работоспособности связан с интенсивностью предшествовавшей работы. Чем интенсивнее и длительнее нагрузки, чем больше выражено после них утомле­ние, тем больше времени требуется для восстановления и тем позднее наступает период повышенной работоспособности. Вот почему относительно небольшие нагрузки могут быть повсе­дневными. В то же время нагрузки, близкие к максимальной ра­ботоспособности (на уровне 80% от возможной), могут потребо­вать более продолжительного времени восстановления, а следо­вательно, и более сдвинутого во времени момента наступления повышенной работоспособности (суперкомпенсации). Из этого следует, что физическую работу (тренировку) целесообразно проводить через такие промежутки времени, чтобы она прихо­дилась как раз на момент повышенной работоспособности (суперкомпенсации). Другими словами, необходимо установить такую продолжительность отдыха во время физической работы или промежутки времени между работой, которые обеспечивали бы повышение работоспособности. Если перерывы не будут фи­зиологически оптимальными (обоснованными) и не будут обес­печивать восстановительного отдыха, то явления утомления бу­дут нарастать и приведут к переутомлению, что с неизбежно­стью ведет к развитию заболевания. В начальный момент это сопровождается появлением признаком функционального расстролйства – нервной системы, функций эндокринной системы и вегетативными нарушениями. Таким образом, соблюдение определенного режима (чередования) периодов физической работы и отдыха есть необходимое условие сохранения здоровья и активного долголетия.