Структурные предпосылки адаптации должны каждый раз создаваться заново. Адаптивные изменения специфичны и определяются характером тренирующих воздействий. Так, при нагрузке силовой и скоростно-силовой направленности увеличивается физиологический поперечник мышечных волокон, появляются новые ферменты, накапливаются энергетические субстраты (гликоген, фосфагены). При работе взрывного характера в первую очередь гипертрофируются быстрые мышечные волокна. В них повышается активность АТФ-фазы и мощность системы транспорта Са к сократительным элементам. При этом перестраивается метаболизм и медленных волокнах: в них активируются анаэробные механизмы ресинтеза АТФ.
Тема 6.2. Тренируемость. Генетические предпосылки тренируемости. Способность к прогрессивному изменению функциональных свойств систем и органов в процессе тренировки – тренируемость имеет врожденные, генетические предпосылки. К ним следует отнести соотношение быстрых и медленных волокон в скелетных мышцах, уровень МПК, сердечный ритм и АД в условиях покоя, устойчивость к гипоксии и др. Генетические задатки предопределяют темпы адаптации к физическим нагрузкам на выносливость (например, медленное нарастание с высоким конечным эффектом) к скоростным и скоростно-силовым нагрузкам (например, быстрое нарастание скоростно-силовых качеств и достижение высоких конечных значений). При плохой тренируемости несмотря на длительные и напряженные тренировки, уровень тренированности остается низким.
Раздел 7. Утомление и восстановление при мышечной работе.
Тема 7.1. Физиологическое содержание утомления.Процесс утомления – совокупность изменений, происходящих в различных органах, системах и организме в целом, в период выполнения физической работы и приводящих в конце концов к невозможности ее продолжения.
Биологическая роль утомления – защита организма от истощения при длительной или напряженной мышечной работе. Физиологические сдвиги при резко выраженном утомлении носят черты стрессовой реакции, сопровождающейся нарушением гомеостаза. В то же время повторное утомление, не доводимое до чрезмерного, является средством повышения функциональных возможностей организма.
По локализации утомления выделяют: 1) регулирующие системы – центральная нервная система, вегетативная нервная система и гормонально-гуморальная система; 2) система вегетативного обеспечения мышечной деятельности – системы дыхания, крови и кровообращения; 3) исполнительная система – двигательный (периферический нервно-мышечный) аппарат.
В результате мощного потока проприоцептивных и хеморецептивных импульсов в ЦНС развивается запредельное торможение. Чрезмерная частота нервных импульсов к исполнительным приборам истощает и генерирующие их нервные клетки – падает лабильность нервных центров, снижается и скорость выполнения упражнений.
Изменения в гуморальной системе регуляции могут стать ведущими факторами утомления при напряженной мышечной работе, связанной с эмоциональным стрессом. При длительной истощающей работе наряду с предельными затратами энергии продолжение работы может лимитировать и утомление системы гипоталамус – гипофиз – надпочечники. Изменения в деятельности этих систем могут вести к нарушениям в регуляции вегетативных функций, прежде всего дыхательной и сердечно-сосудистой систем.
Мышечное утомление является результатом изменений, возникающих либо в самом сократительном аппарате мышечных волокон, либо в нервно-мышечных синапсах, либо в системе электромеханической связи мышечных волокон. При любой из этих локализаций мышечное утомление проявляется в снижении сократительной способности мышц.
Тема 7.2. Перетренировка. Психологическое напряжение и перенапряжение в тренировочном процессе. Прогрессирующее развитие переутомления при спортивных напряжениях – перетренировка сопровождается комплексом расстройств, затрагивающих преимущественно центральный аппарат регуляции двигательных и вегетативных функций. Ранними признаками перетренировки являются расстройство сна, боязнь физических напряжений, страх перед выполнением сложных упражнений. Если же тренировки продолжаются, то появляются объективными расстройствами физиологических функций. Вначале ухудшаются нейрогуморальные регуляторные влияния на внутренние органы и двигательный аппарат, затем происходят диффузные и очаговые изменения в сердечной мышце. Изменяется сердечный ритм, при физических нагрузках появляются боли в области сердца.
Ухудшается координация движений, повышается кровяное давление, нередко уменьшается вентиляция и жизненная емкость легких. Уменьшение гормонов анаболического действия вследствие истощения гормональной активности приводит к замедлению роста тканей.
Чрезмерная физическая нагрузка без достаточного для восстановления периода отдыха приводит к перенапряжению – преждевременному износу важнейших жизнеобеспечивающих систем организма и к развитию патологических состояний. Перенапряжение возникает как результат несоответствия между запросами к организму, возникающими при мышечной работе, и его функциональными возможностями для их удовлетворения.
Выполнение чрезмерной мышечной работы в условиях волевого преодоления субъективных ощущений утомления является фактором, ускоряющим развитие перенапряжения.
Оно может возникнуть как в отдельных органах (перенапряжение сердца, костей и т. д.), так и одновременно в нескольких. В начальных стадиях перенапряжение отдельных органов может не вызывать никаких жалоб. О нем можно узнать в этот период лишь при использовании объективных методов врачебного контроля. Если не принять своевременно мер, обратимые на начальных стадиях изменения переходят в болезнь того или иного органа.
Тема 7.3. Физиология восстановленных процессов. Вся совокупность изменений после прекращения упражнения объединяется понятием восстановление. На протяжении восстановительного периода удаляются продукты рабочего метаболизма и восполняются энергетические, запасы, пластические вещества и ферменты, израсходованные за время мышечной деятельности. По существу, происходит восстановление нарушенного работой гомеостаза. В этот период происходят также изменения, которые обеспечивают повышение функциональных возможностей организма, т. е. положительный тренировочный эффект.
Общие закономерности восстановления функций после работы: 1) 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; 2) восстановление различных функций протекает с разной скоростью, судить о завершении процесса восстановления в целом следует лишь по возвращению к исходному уровню наиболее медленно восстанавливающегося показателя; 3) работоспособность и многие определяющие ее функции организма на протяжении периода восстановления после интенсивной работы не только достигают предрабочего уровня, но могут и превышать его, проходя через фазу "перевосстановления" (суперкомпенсация).
Планы семинарских и практических занятий
№ 1. Понятие о двигательном аппарате
1. Понятие о двигательном анализаторе.
2. Двигательнный аппарат: определение, строение.
3. Двигательная единица: определение, строение, функциональные особенности.
4. Типы двигательных единиц.
№ 2. Строение и функции мотонейронов
1. Анатомо-физиологические особенности двигательного нейрона.
2. Функциональные различия мотонейронов.
3. Регуляция частоты импульсации мотонейронов.
№ 3. Анатомия и физиология концевой пластинки
1. Строение (макро-, микроструктура) и функции скелетных мышц.
2. Строение концевой пластинки.
3. Механизм нервно-мышечной передачи.
№ 4. Особенности мышечных сокращений
1. Механизм и химизм мышечных сокращений.
2. Одиночные и тетанические сокращения мышечных волокон.
№ 5. Произвольная двигательная деятельность человека
1. Многоуровневая система управления движениями.
2. Безусловные тонические рефлексы в произвольных движениях.
№ 6. Физиологические основы управления произвольными движениями
1. Принцип сенсорных коррекций в управлении движениями.
2. Физиологическая сущность координации.
3. Механизмы координации.
№ 7. Психофизиологические основы управления произвольными движениями
1. Роль вестибулярного, слухового и зрительного анализаторов в управлении движениями.
2. Фазы и стадии формирования двигательного навыка.
3. Учение П. К. Анохина о функциональных системах организма.
№ 8. Психофизиологические закономерности проявления и развития физических качеств
1. Психофизиологическая характеристика физических качеств.
2. Психофизиологические основы проявления и развития физических качеств: силы, быстроты, выносливости, ловкости, гибкости.
3. Возрастные особенности развития физических качеств.
№ 9. Адаптация к физическим нагрузкам
1. Физиологическое содержание адаптации. Адаптация срочная и долговременная.
2. Структурные предпосылки адаптации костно-мышечного аппарата.
3. Адаптация кровеносной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем к физическим нагрузкам.
4. Адаптивная роль эндокринной системы.
№ 10. Тренированность как специфическая форма адаптации к физическим нагрузкам
1. Тренировка как физиологический процесс.
2. Физиологические механизмы тренированности.
3. Тренируемость. Генетические предпосылки тренируемости.
№ 11. Утомление при мышечной работе
1. Физиологическое содержание утомления.
2. Факторы утомления.
3. Перетренировка. Перенапряжение.
4. Психологическое напряжение и перенапряжение в тренировочном процессе.
№ 12. Восстановление при мышечной работе
1. Соотношение утомления и восстановления в тренировке.
2. Значение активного отдыха для восстановления работоспособности.
3. Биологические факторы восстановления работоспособности.
Программа самостоятельной работы
1. Выполните рисунок и укажите названия основных элементов:
– строение двигательного аппарата;
– строение двигательного нейрона;
– строение макро– и микроструктуры поперечнополосатой мышцы;
– строение нервно-мышечного синапса;
– расположения нитей актина и миозина при сокращении и растяжении мышечного волокна;
– одиночного и тетанического сокращения мышечных волокон;
2. Используя основную и дополнительную литературу, запишите
– как спинной и головной мозг участвуют в управлении движениями;
– возрастные особенности развития основных физических качеств;
– о влиянии перетренировки и перенапряжения на организм;
– о биологических факторах восстановления работоспособности.
Примерный перечень вопросов к зачету
1. Понятие о двигательном аппарате.
2. Двигательная единица. Типы двигательных единиц.
3. Строение и функции двигательного нейрона.
4. Функциональные различия мотонейронов.
5. Строение и функции мышечных волокон.
6. Одиночное и тетаническое сокращение мышечных волокон ДЕ.
7. Строение концевой пластинки. Механизм нервно-мышечной передачи.
8. Механизм и химизм мышечного сокращения.
9. Многоуровневая система управления движениями.
10. Статические и статокинетические рефлексы.
11. Элементарные двигательные и ритмические рефлексы.
12. Принцип сенсорных коррекций в управлении движениями.
13. Физиологическая сущность координации. Механизмы координации.
14. Роль вестибулярного, слухового и зрительного анализаторов в управлении движениями.
15. Стадии формирования двигательного навыка.
16. Роль афферентного синтеза и акцептора результатов действия в формировании двигательного навыка.
17. Характеристика физических качеств: сила, скорость, выносливость, ловкость и гибкость.
18. Физиологические механизмы срочной и долговременной адаптации.
19. Адаптивные изменения в мышечной и костной системах к физическим нагрузкам.
20. Адаптивные изменения в кровеносной, сердечно-сосудистой, дыхательной системах к физическим нагрузкам.
21. Адаптивная роль эндокринной системы к физическим нагрузкам.
22. Физиологические механизмы тренированности.
23. Специфичность утомления и восстановления при мышечной деятельности.
Дидактические материалы для контроля и самоконтроля усвоения учебного материала
Вариант 1
1. Биологическая роль утомления –
а) повторное утомление, не доводимое до чрезмерного, является средством повышения функциональных возможностей организма;
б) защита организма от истощения;
в) нарушение постоянства внутренней среды организма.
2. Цитоплазматическая мембрана мышечного волокна называется:
а) саркоплазма;
б) сарколемма;
в) саркомер.
3. Хроническое утомление –
а) при физической работе, в которую вовлечены обширные мышечные группы;
б) при относительно кратковременной работе, если ее интенсивность не соответствует уровню физической подготовленности субъекта;
в) результат недовосстановления после работы.
4. Координацию сложных двигательных актов осуществляет:
а) лимбическая система мозга;
б) мозжечок;
в) передние бугры четверохолмия.
5. Мышечная координация –
а) согласованное сочетание движений отдельных звеньев тела;
б) согласованное напряжение и расслабление мышц;
в) сочетание нервных процессов, приводящих к решению двигательных задач.
6. В процессе долговременной адаптации:
а) усиленная продукция гормонов системы гипоталамус – гипофиз – надпочечники;
б) повышение частоты дыхания при уменьшении его глубины;
в) активируется биосинтез белка.
7. Процесс, который приводит к сокращению мышечного волокна –
а) сокращение нитей актина;
б) сокращение нитей миозина;
в) скольжение нитей миозина и актина относительно друг друга.
8. Физиологические механизмы срочной адаптации аналогичны стадии:
а) истощения;
б) тревоги;
в) резистентности.
9. В результате мышечной деятельности система свертывания крови:
а) активизируется;
б) подавляется;
в) остается без изменения.
10. Третья стадия двигательного навыка характеризуется:
а) завершением формирования автоматизма;
б) иррадиацией нервного процесса и генерализованным внешним ответом;
в) концентрацией возбуждения, улучшением координации и формированием стереотипных движений.
11. Мышечная сила возрастает при тренировке с использованием:
а) только динамической работы;
б) только статической работы;
в) динамической и статической работы.
12. Быстрота – способность человека:
а) совершать действия с определенными мышечными напряжениями;
б) совершать двигательные действия в минимальный для данных условий отрезок времени;
в) быстро овладевать новыми движениями.
13. Статические рефлексы –
а) рефлексы, которые возникают при перемещении тела в пространстве;
б) выпрямительные рефлексы, обеспечивающие сохранение позы при отклонении ее от нормального положения;
в) лифтные рефлексы и рефлексы вращения.
Вариант 2
1. У спортсменов при мышечной работе:
а) наблюдается высокая частота дыхания;
б) увеличивается глубина дыхания;
в) при высокой частоте дыхания растет и глубина дыхания.
2. В основе мышечного утомления – недостаточная функция:
а) надпочечников;
б) поджелудочной железы;
в) гипофиза.
3. Белки, которые участвуют в образовании поперечных мостиков при сокращении мышечного волокна?
а) тропонин – актин;
б) миозин – актин;
в) миозин – тропонин.
4. Подкорковый регулятор мышечного тонуса:
а) черная субстанция среднего мозга;
б) красное ядро среднего мозга;
в) ядра продолговатого мозга.
5. Нервная координация –
а) согласованное сочетание движений отдельных звеньев тела;
б) согласованное напряжение и расслабление мышц;
в) сочетание нервных процессов, приводящих к решению двигательных задач.
6. Физиологические механизмы долговременной адаптации аналогичны механизмам стадии:
а) истощения;
б) тревоги;
в) резистентности.
7. Свойство, которое имеется у гладких мышц и отсутствует у скелетных:
а) возбудимость;
б) сократимость;
в) автоматия.
8. Верховная роль в управлении движениями принадлежит:
а) первой соматосенсорной зоне коры БП;
б) второй соматосенсорной зоне коры БП;
в) моторным зонам коры БП.
9. Быстрота – способность человека:
а) совершать действия с определенными мышечными напряжениями;
б) совершать двигательные действия в минимальный для данных условий отрезок времени;
в) быстро овладевать новыми движениями.
10. Вторая стадия двигательного навыка характеризуется:
а) завершением формирования автоматизма;
б) иррадиацией нервного процесса и генерализованным внешним ответом;
в) концентрацией возбуждения, улучшением координации и формированием стереотипных движений.
11. Ловкость – способность человека:
а) совершать действия с определенными мышечными напряжениями;
б) совершать двигательные действия в минимальный для данных условий отрезок времени;
в) быстро овладевать новыми движениями.
12. Решающая роль в нарастании объёма легочной вентиляции в начале мышечной работы принадлежит:
а) нейрогенным механизмам;
б) гуморальным механизмам;
в) нервные и гуморальные механизмы действуют взаимосвязано.
13. Общее утомление –
а) при относительно кратковременной работе, если ее интенсивность не соответствует уровню физической подготовленности субъекта;
б) результат недовосстановления после работы;
в) при физической работе, в которую вовлечены обширные мышечные группы.