Читайте также:
|
Афферентное звено состоит из рецепторов, а также чувствительных нейронов и совокупностей афферентных нейронов в ЦНС. Все эти элементы нервной системы воспринимают стимулы из внешней и внутренней среды и участвуют в реализации афферентного синтеза. Этот синтез является необходимым этапом в развитии процессов долговременной адаптации. По мнению П. К. Анохина афферентный синтез является результатом взаимодействия мотивации, оперативной и долговременной памяти обстановочной и пусковой афферентации. В одних случаях, (например у бегунов, лыжников, гребцов, гимнастов) афферентный синтез для принятия решений достаточно прост. Это облегчает формирование этого звена и всей функциональной системы в целом. В других же дисциплинах (например, в единоборствах и спортивных играх) афферентный синтез весьма сложен, что затрудняет образования функциональной системы деятельности.
Центральное регуляторное звено функциональной системы представлено нейрогенными и гуморальными механизмами управления адаптивными реакциями. В ответ на афферентные сигналы нейрогенная часть звена включает двигательную реакцию и мобилизирует вегетативные системы. Происходит это благодаря рефлекторному принципу регуляции функций. Афферентная импульсация от рецепторов к КПБ вызывает возникновение положительных (возбудительных) и отрицательных (тормозных) процессов, которые и формируют функциональную систему адаптации.
В адаптированном организме нейрогенная часть звена быстро и четко реагирует на афферентную импульсацию, повышают мышечную активность и мобилизирует вегетативные функции. В неадаптированном организме взаимодействие отсутствует, движение выполняется приблизительно, без должного вегетативного обеспечения.
При поступлении сигнала о начале нагрузки, одновременно с возбудительными и тормозными процессами в КПБ, происходит активация гуморальной части центрального регуляторного звена, ответственного за управление адаптационными процессами. Функциональное значение гуморальных процессов в виде повышенного освобождения гормонов, биологически активных веществ, медиаторов и ферментов, определяется тем, что они путем воздействия на метаболизм органов и тканей обеспечивают более полную мобилизацию функциональной адаптивной системы и ее способность к длительной работе на повышенном уровне.
Эффекторное звено функциональной системы адаптации включает в себя скелетные мышцы, органы дыхания, кровообращения, выделения, кровь и другие вегетативные системы. Интенсивность и длительность физических нагрузок на уровне скелетных мышц определяется тремя основными факторами:
1. числом и типом активируемых моторных единиц;
2. уровнем и характером биохимических процессов в мышечных клетках;
3. особенностями кровоснабжения мышц, от которого зависит приток кислорода, питательных веществ и удаления метаболитов.
Увеличение силы, быстроты и точности движений достигается двумя основными процессами:
1. формированием в ЦНС функциональной системы управлением движениями;
2. морфофункциональными изменениями в мышцах.
Эти изменения выражаются в гипертрофии мышц, увеличении количества миоглобина и митохондрий, уменьшении образования и накопления молочной кислоты, перераспределении кровотока и других подобных трансформациях.
Адаптивные перестройки – это динамический процесс. Поэтому в динамике адаптационных изменений у спортсменов выделяют четыре стадии: 1) физиологического напряжения; 2) адаптации; 3) дизадаптации; 4) реадаптации. Каждой из этих стадий присущи свои собственные структурно-функциональные изменения и регуляторно-энергетические механизмы. Но, в принципе, эти стадии не отличаются от сформулированных Г. Селье в концепции ОАС: 1) стадии тревоги; 2) стадии адаптации; 3) истощения.
Как в спортивной, так и в любой деятельности ведущими в адаптации будут две первые стадии. Третья стадия – дизадаптации, - это срыв механизмов адаптации вследствие чрезмерно мощных и длительных воздействий фактора. По существу – стадия дизадаптации – это предболезнь с развитием тенденций к болезни. Стадия реадаптации, существует не только в спорте. Например, реадаптация к земной гравитации после длительных, в течении года и более космических полетов. В спорте высших достижений происходят такие глубокие морфофункциональные перестройки организма, что стадия реадаптации т.е. возвращения спортсмена к жизни без экстремальных нагрузок крайне необходима. Однако психофизиологического обеспечения этой стадии реадаптации спортсменов не существует.
В стадии напряжения организма преобладают процессы возбуждения в КБП. Эти процессы затрагивают подкорковые и нижележащие двигательные и вегетативные центры. В результате – возрастает функция коры надпочечников, вегетативных систем и обмена веществ. На уровне двигательного аппарата происходит увеличения числа активных моторных единиц, дополнительное включение мышечных волокон, увеличение скорости проведения возбуждения через синапсы и его распространения по нервным и мышечным волокнам. В мышцах возрастает содержание гликогена, АТФ и КРФ. Спортивная работоспособность неустойчива. В эндокринном фоне преобладает продукция катехоламинов и глюкокортикоидов (катехоламины – гормоны мозгового слоя надпочечников; медиаторы симпатической нервной системы и ЦНС; глюкокортикоиды – гормоны коры надпочечников – регуляторы углеводного и белкового обмена). Одновременно эти гормоны повышают активность гормоночувствительного фермента – липазы (катализатор расщепления триглицерида на глицерин и жирные кислоты).
Возросший жиромобилизирующий эффект подготавливает следующую метаболическую фазу приспособительных изменений – фазу усиления липидного обмена. Такой обмен соответствует преимущественно стадии адаптированности организма. Физиологическую основу этой стадии составляет новый уровень функционирования различных органов и систем, поддержания гомеостаза в конкретных условиях деятельности. В этот период, в состоянии покоя, функциональные показатели не выходят за рамки физиологических колебаний. Работоспособность спортсменов стабильна с тенденцией к повышению. Следовательно, в процессе долговременной адаптации к мышечным нагрузкам гормоны играют ведущую роль в механизмах переключения энергетического обмена с углеводным на жировой. При этом, если катехоламины (адреналин и норадреналин) подготавливают такое переключение, то глюкокортикоиды (гормоны коры надпочечников – регуляторы углеводного и белкового обмена) его реализуют. В процессе адаптации обмен веществ перестраивается в направлении снижения метаболизма в покое и повышения его мощности при нагрузках. Такая перестройка является общим физиологическим механизмом физиологической адаптации.
Сформировавшийся в результате долговременной адаптации фенотип становится фактором профилактики конкретных болезней или патологических синдромов. В частности, повышенный расход жиров приводит к атрофии жировой ткани, снижению избыточной массы тела и при прочих равных условиях уменьшает развитие атеросклероза. Увеличение емкости и пропускной способности коронарных сосудов, развитии системы анастомозов (соединений) способствует уменьшению вероятности закупорки коронарных артерий и возникновению инфаркта миокарда.
Увеличение потенциальных резервов и мощности сердечной мышцы позволяет организму даже при длительном действии неблагоприятных факторов поддерживать гомеостаз и препятствовать возникновению сердечно-сосудистых заболеваний.
Вместе с тем, при длительном действии на организм интенсивных нагрузок не соответствующих функциональным возможностям спортсменов происходит нарушение нейро-эндокринной регуляции, перенапряжение адаптационных механизмов, включение компенсаторных реакций, уменьшение содержания катехоламинов (адреналина и норадреналина) и глюкокортикоидов (гормоны коры надпочечников – регуляторы углеводного и белкового обмена), снижения уровня энергетического обмена.
Эти негативные перестройки характерны для третьего периода – стадии дизадаптации. Процесс дизадаптации развивается медленнее процесса адаптации. Сроки его наступления и степень выраженности функциональных изменений носят вариабельный характер и определяются индивидуальными особенностями организма спортсмена. Особенно сложно протекает процесс дизадаптации, если негативные изменения нервной, эндокринной и вегетативных систем носят однонаправленный характер.
Для процессов дизадаптации характерны следующие особенности: отсутствие активации нейро- и эндокринной систем, снижение устойчивости к стрессорам любой модальности, эмоциональная и вегетативная неустойчивость, раздражительность, вспыльчивость, головные боли, нарушение сна. В результате этих негативных трансформаций существенно снижается общая и специальная работоспособность спортсменов. У них могут развиваться предболезненные и даже болезненные состояния, связанные с их профессиональной деятельностью.
Фаза дизадаптации – это биосоциальная плата за экстремальные нагрузки не соответствующие потенциальным возможностям спортсмена. В результате, - возможны два варианта:
1) выход из этого состояния, но только в случае функциональных расстройств отдельных систем и органов;
2) усугубление состояния при негативных морфо-функциональных изменениях в организме, переход в состояние болезни, как следствие «срыва» общих и специфических механизмов адаптации к конкретной деятельности.
Стадия реадаптации наступает после длительного перерыва или полного прекращения тренировочных занятий. Для этой стадии характерны, некоторое, далеко не полное, восстановление функций до исходного уровня. Однако, возникшее в ходе спортивной подготовки структурные изменения в миокарде, костях и скелетных мышцах, нарушенный уровень метаболизма, гормональные и ферментативные перестройки, своеобразно закрепленные механизмы регуляции, к исходному уровню, как правило не возвращаются. Это биологическая плата за чрезмерные нагрузки и прекращение этих нагрузок. Эта плата может проявляются в развитии кардиосклероза, ожирении, снижении резистентности клеток и тканей к действию неблагоприятных факторов среды и повышении общей заболеваемости.
Биологическая закономерность состоит в том, что все приспособительные реакции организма к необычным факторам среды обладают лишь относительной целесообразностью. Даже устойчивая адаптация к физическим нагрузкам имеет свою функциональную или структурную цену. Эта цена выражается в двух различных формах: 1) в прямом изнашивании механизмов функциональной системы, реализующей деятельность; 2) в явлениях отрицательной перекрестной адаптации т.е. в нарушении у спортсменов других функциональных систем, не связанных с реализацией нагрузок.
Например, спортсмены высшей квалификации вследствие снижения потенциала иммунной системы, подвержены простудным и инфекционным заболеваниям. У иммунной системы нет потенциала противодействовать этим заболеваниям, так как формирование белковых структур в процессе подготовки спортсменов происходит в звеньях функциональной системы, обеспечивающих специфическую деятельность.
Второй пример, - адаптация к упражнениям аэробного характера (бег 5000 - 10000) снижает устойчивость к холоду. Перестройка организма стайеров идет в направлении совершенствования механизмов противодействия и переносимости эндогенной гипертермии. Отсюда, повышение тепловой устойчивости и понижение устойчивости к холоду. Первый феномен рассматривают как перекрестный «положительный» эффект адаптации к аэробным упражнениям. Положительный эффект повышения устойчивости к гипоксической гипоксии отмечается у бегунов на 800 – 1500 м. Работа субмаксимальной мощности реализуется в условиях тканевой гипоксии.
Прямая функциональная недостаточность может возникнуть в условиях большой нагрузки. В этих условиях возможны прямые повреждения структур сердца, скелетных мышц, нарушения ферментной и гормональной активности. Это стресс–реакция является результатом неадекватной грузки на организм спортсмена, и в общем похожа на реакции нетренированных людей на начальном этапе их спортивной подготовки.
Цена адаптации в значительной мере зависит от модальности (специфичности) физических упражнений. Так, например, у штангистов хорошо тренированных к максимальным силовым нагрузкам, наблюдается снижение выносливости к динамической работе: утомление и снижение выносливости к динамической работе у них выражено более четко и наступает быстрее, в сравнении с нетренированными здоровыми людьми того же возраста. В противоположность стайерам, тренирующим аэробную функцию, у штангистов обнаружено снижение плотности капилляров в скелетных мышцах и отсутствие роста митохондрий. На фоне высокой функциональной готовности, у атлетов и борцов, нередко наблюдается снижение резистентности (сопротивляемости) к действию холода и простудным заболеваниям, нарушениям клеточного и гуморального иммунитета. У высоко тренированных к аэробным упражнениям спортсменов-стайеров отмечается нарушение функций желудочно-кишечного тракта, печени и почек. Это результат резкого, в 15-20 раз, ограничения кровотока в этих органах при длительной мышечной работе.
О системных механизмах адаптации к спортивной деятельности можно судить лишь по совокупности реакций целостного организма: ЦНС, двигательного и гормонального аппарата, кровообращения и дыхания, системы крови, сенсорных систем и механизмов психодинамики (памяти, внимания, мышления). Отсюда вывод – нет и не может быть одного какого-либо показателя, функциональной готовности спортсмена к специфической деятельности. Для этих целей необходим комплекс функциональных показателей. Причем, эти показатели должны быть иерархированны по значимости, т.е. необходимо учитывать важность адаптивных изменений в системах и органах, обеспечивающих конечный спортивный результат на каждом из этапов онтогенеза и подготовки спортсменов.
Следовательно, процесс адаптации связан с неодинаковой биологической значимостью различных анатомо-физиологических систем организма. При экстремальных воздействиях эти системы изменяется в различной степени, в зависимости от того, какую роль играет каждая из них в общей приспособительной реакции. Адаптация основана на согласованных реакциях отдельных органов и систем. Хотя эти органы изменяются и неодинаково, но в целом обеспечивают оптимальное функционирование целостного организма. Именно эта закономерность, обуславливает у стайеров торможение деятельности органов пищеварения и выделения при интенсивной мышечной работе. В результате, - у них (стайеров) сохраняется резервные возможности организма для усиления функции кардиореспираторной системы, непосредственно обеспечивающей организм кислородом.
Адаптивность организма зависит от исходного уровня специфических функций: чем ниже этот уровень, тем быстрее в процессе адаптации идут функциональные перестройки организма. Если у начинающих спортсменов до начала спортивной подготовки, отмечено низкое исходное содержание эритроцитов в периферической крови (4 млн.), они лучше и быстрее адаптируются к физическим нагрузкам; в процессе тренировочного занятия такие показатели как ЧСС, АД, УОК и МОК и скорость кровотока колеблются в пределах ± 10 – 20% физиологической нормы. У других спортсменов, с исходным уровнем эритроцитов в5 млн., адаптационный процесс протекает более медленно и менее эффективно. Физиологические константы в ответ на те же физические нагрузки нарушаются менее существенно и не выходят за рамки физиологических норм. Этот пример лишний раз подтверждает биологическую закономерность адаптации: чем ниже уровень функции, тем больше она изменяется под влиянием тех же стандартных нагрузок.
Физиологические механизмы адаптации к различным экстремальным факторам являются сходными. Ганс Селье, формулируя концепцию ОАС, ведущее место отвел именно неспецифическим реакциям организма. Эти реакции, направленные на поддержание гомеостаза и повышение устойчивости к какому-либо одному фактору внешней среды, - одновременно повышает резистентность к другому. Именно неспецифический компонент стресс-реакции, т.е. активация эндокринной, кардиореспираторной и мышечной систем лежит в основе так называемого, «перекрестного» положительного эффекта спортивной подготовки. Например, физиологические изменения весьма сходны при гипоксической тренировке, беге на 800 – 1500 м и при закаливании. При действии этих факторов в организме возникают приспособительные реакции, направленные в первую очередь на повышение его неспецифической резистентности (сопротивляемости) к недостатку кислорода.
Рассматривая адаптацию, как физиологическую основу достижения спортсменами высокой функциональной готовности к соревнованиям, следует отметить ряд нерешенных физиологией спорта задач. До настоящего времени:
1. не установлены количественные критерии функций организма для различных стадий адаптации;
2. не определены показатели функционального состояния организма спортсмена в процессе адаптации в совокупности с психическими процессами, иммунологической резистентностью и специальной работоспособностью;
3. не выявлена значимость афферентных систем в формировании новых приспособительных двигательных навыков.
Решением этих задач и занимается кафедра физиологии по направлению «психофизиология спортивной деятельности». Без фундаментальных исследований и глубокой разработки теоретических положений практика спорта будет отставать, и уже отстает. Ибо, как сказал, итальянский физик и физиолог Алесандро Вольт, причем еще в 1825 году: «нет ничего практичнее хорошей теории».
Лекция № 1 – 2.
Тема: Адаптация в спорте.
1. Биологические закономерности к мышечной деятельности.
2. Механизмы адаптации.
3. Звенья функциональной системы адаптации: афферентное, центральное регуляторное, эфферентное.
4. Стадии адаптации: физиологического напряжения, адаптированности, дизадаптации и реадаптации.
5. Показатели адаптированности организма спортсменов.
Приспособление человека к любой деятельности и факторам внешней среды – это длительный, сложный и многоуровневый процесс. Этот процесс затрагивает различные функциональные системы организма. В физиологическом отношении – адаптация к мышечной деятельности является системным ответом организма, направленным на достижения высокой функциональной готовности спортсмена к деятельности и минимизацию физиологической цены за это состояние.
Адаптацию к физическим нагрузкам следует рассматривать как динамический процесс, в основе которого лежит формирование новой программы реагирования организма.
Адаптивность – это свойство всех живых систем, которое обеспечивает жизнедеятельность организма в изменяющихся условиях за счет адекватного приспособления его функциональных и структурных элементов. Изучение процессов адаптации в спорте, ее механизмов и закономерностей, позволяет дать правильную оценку таким терминам, как тренированность, здоровье и болезнь, патология и предпатология.
Физические нагрузки – самый естественный и древний фактор, действующий на человека. Этот фактор обусловлен самой природой земной гравитации. Он всегда сопровождает человека, а повышенная двигательная активность является важным звеном его приспособления к окружающему миру. Одним из непременных условий развития адаптации к физическим нагрузкам является мобилизация и использование физиологических резервов организма.
С позиции физиологии, - ведущими факторами при адаптации спортсменов к нагрузкам является их повторяемость и увеличение мощности и длительности. Благодаря обратным биологическим связям, на основе механизмов саморегуляции происходит совершенствование анатомо-физиологических систем организма. По существу, спортивная подготовка сводится к активизации механизмов адаптации, причем на всех уровнях - от организменного до клеточного. Благодаря подключению физиологических резервов организм быстрее и легче адаптируется к повышенным двигательным нагрузкам, более эффективно трансформирует двигательные способности и психофизиологические свойства организма. В результате этих перестроек спортсмен достигает такого уровня функциональной готовности, когда совершенным механизмом нервной регуляции соответствует повышенные уровни энергетики. Отсюда, - его высокая физическая работоспособность. Повышенные уровни специальной работоспособности спортсменов формируются на основе образования в организме специальной адаптивной функциональной системы с отдельным уровнем физиологических констант. Следовательно, все функциональные и структурные (морфологические) перестройки организма относятся к биологическим категориям и составляют предмет исследований медиков и физиологов.
Адаптация организма к физическим нагрузкам любой модальности заключается в мобилизации функциональных резервов организма и совершенствовании нервной регуляции. Никаких новых функциональных явлений и механизмов в процессе адаптации не наблюдается. Просто имеющиеся уже механизмы начинают работать совершеннее, интенсивнее и экономичнее. В основе адаптации к физическим нагрузкам лежа нейро-гуморальные механизмы. Они включают в деятельность и совершенствуют двигательные единицы, мышцы и мышечные группы. При адаптации происходит усиление деятельности ряда функциональных систем за счет мобилизации их резервов. Системообразующим фактором при этом является полезный приспособительный результат в виде конечного спортивного достижения. Отсутствие результата или низкий его уровень могут не только стимулировать формирование данного комплекса, но и разрушать этот комплекс. Последнее зависит от величины и характера физиологических резервов, воли, мотивации и других факторов. Следовательно, адаптация к мышечной деятельности представляет собой системный ответ организма, направленный на достижение высокой функциональной готовности к специфической деятельности. Долговременная адаптация обязательно сопровождается следующими процесами:
1. перестройкой регуляторных организмов
2. мобилизацией физиологических резервов организма
3. формированием специальной функциональной системы адаптации к конкретной спортивной деятельности
Эти три доминирующих механизма являются главными и основными движетелями процесса адаптации. Общебиологическая закономерность таких адаптивных перестроек относится к любой деятельности человека. В достижении устойчивой и совершенной адаптации большую роль играет перестройка регуляторных приспособительных организмов и мобилизация функциональны резервов. Вначале, - включаются обычные физиологические реакции и лишь затем – реакции напряжения механизмов адаптации, требующие значительных энерготрат с использованием резервных возможностей организма.
В конечном итоге, это приводит к формированию специальной функциональной системы адаптации. Такая функциональная система представляет собой вновь сформированные взаимоотношения нервных центров, гормональных, вегетативных и исполнительных органов. Эти новые взаимоотношения обеспечивают адаптивность организма спортсменов к специфическим нагрузкам. Формирование функциональной системы адаптации с вовлечением в этот процесс различных морфофункциональных структур организма составляют принципиальную основу долговременной адаптации. Реализуется этот потенциал через повышения эффективности деятельности различных анатомо–физиологических систем и организма в целом. Отсюда вывод – зная закономерность формирования функциональной системы можно различными способами влиять на отдельные ее звенья, ускоряя приспособления организма спортсмена той или иной специфической деятельности
Дата добавления: 2014-12-15; просмотров: 23 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Функциональная система адаптации к физическим нагрузкам включает в себя три звена: афферентное, центральное регуляторное и эффекторное. | | | ПРОБЛЕМЫ ЖЕНСКОГО СПОРТА С ПОЗИЦИИ БИОЛОГИИ |