Живые организмы существуют в постоянно изменяющихся условиях окружающей среды. Иногда эти условия являются крайне неблагоприятными (высокая и низкая температура, гипоксия , физические нагрузки), их действие иногда кратковременно, а иногда весьма длительно. Живые организмы вынуждены постоянно приспосабливаться (адаптироваться) к этим условиям.

В этом плане «Адаптация физиологическая — совокупность физиологических реакций, лежащая в основе приспособления организма к изменению окружающих условий и направленная к сохранению относительного постоянства его внутренней сре-ды — гомеостаза ».

Нас прежде всего будет интересовать адаптация к физическим нагрузкам.

Приспособление (адаптация) организма к физическим нагрузкам представляет собой реакцию целого организма, направленную на обеспечение мышечной деятельности и поддержание или восстановление постоянства внутренней среды организма - гомеостаза.

Это достигается путем мобилизации специфической функциональной системы, ответственной за выполнение мышечной работы, и реализации неспецифической стресс-реакции организма.

Эти процессы запускаются и регулируются центральным управляющим механизмом, имеющим два звена - нейрогенное и гормональное.

Принято различать четыре основные стадии адаптации к физическим нагрузкам. Кратко рассмотрим эти стадии в том виде как они на настоящий момент общепризнаны (Ф.З. Меерсон):

1. «Срочная адаптация» - начальная «аварийная» стадия процесса приспособления к физической нагрузке, характеризуется мобилизацией функциональной системы, ответственной за адаптацию, до предельно достижимого уровня и выраженной стресс-реакцией. Реакция организма отличается «несовершенством» - главным образом, вследствие несовершенства управляющей, регулирующей системы.

Главными результатами стресс-реакции являются:

Мобилизация энергетических ресурсов организма и их перераспределение в органы и ткани функциональной системы адаптации;

Потенция работы самой этой системы;

Формирование структурной основы долговременной адаптации.

2. Вторая, переходная, стадия долговременной адаптации к физическим нагрузкам заключается в избирательном росте определенных структур в клетках органов функциональной системы, активации синтеза нуклеиновых кислот и белков. За счет этого расширяются звенья, лимитирующие интенсивность и длительность двигательной реакции на этапе срочной адаптации и уменьшается стресс-реакция.

В эту стадию Происходит формирование системного структурного «следа» - комплекса структурных изменений, развивающихся в системе, отвественной за адаптацию.

При этом формирование системного структурного «следа» обеспечивает:

Увеличение физиологических возможностей доминирующей системы за счет избирательного роста именно тех клеточных структур, которые лимитируют функцию доминирующей системы;

Повышение экономичности функционирования системы, ответственной за адаптацию

3. Третья стадия «устойчивой адаптации» характеризуется завершением формирования системного структурного «следа».

Выделяют три основные черты сформированного структурного «следа»:

1. Изменение аппарата нейрогормональной регуляции на всех уровнях, которое выражается в формировании устойчивого условнорефлекторного динамического стереотипа и увеличения фонда двигательных навыков.

2. Увеличение мощности и повышение экономичности функционирования двигательного аппарата.

3. Увеличение мощности и экономичности функционированияя аппарата внешнего дыхания и кровообращения.

4. Четвертая стадия - «изнашивания» системы, ответственной за адаптацию (эта фаза не является обязательной). [Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова, 1988]

Адаптация является одной из наиболее существенных физиологических основ тренировоч-ной деятельности спортсменов. Весь тренировочный процесс направлен на формирование адаптации к специфической мышечной деятельности. В этом плане процесс адаптации к физическим нагрузкам А.С. Солодков рассматривает более конкретно и выделяет стадии, в своей основе согласующиеся с вышеобозначенными, но несколько различающиеся по названию.

В динамике адаптационных изменений у спортсменов А.С. Солодков выделяет четыре стадии:

1. Стадия физиологического напряжения.

2. Стадия адаптированности организма в значительной мере тождественна состоянию его тренированности.

3. Стадия дизадаптации организма развивается в результате перенапряжения адаптационных механизмов и включения компенсаторных реакций вследствие интенсивных тренировочных и соревновательных нагрузок и недостаточного отдыха между ними.

4. Стадия реадаптации возникает после длительного перерыва в систематических тренировках или их прекращения совсем и характеризуется приобретением некоторых исходных свойств и качеств организма.

Основными, имеющими принци-пиальное значение в спорте, следует считать две первые ста-дии.

При всем разнообразии индивидуальной фенотипической адаптации развитие ее у человека характеризуется некоторыми общими чертами. Среди таких черт при приспособлении орга-низма к любым факторам среды следует выделять два вида адаптации — срочную, но несовершенную, и долговременную, совершенную.

Срочная адаптация возникает непосредственно после нача-ла действия раздражителя и может реализоваться на основе готовых, ранее сформировавшихся физиологических механиз-мов и программ.

Долговременная адаптация возникает постепенно, в резуль-тате длительного или многократного действия на организм факторов среды. Принципиальной особенностью такой адапта-ции является то, что она возникает не на основе готовых фи-зиологических механизмов, а на базе вновь сформированных программ гомеостатического регулирования.

Она развивается на основе многократной реализации «сроч-ной» адаптации и характеризуется тем, что в итоге по-степенного количественного накопления каких-то изме-нений организм приобретает новое качество — из не-адаптированного превращается в адаптированный.

В процессе формирования долговременной адаптации к фи-зическим нагрузкам прежде всего происходит перестройка ап-парата гуморальной регуляции функциональной системы, ответственной за адаптацию.

В этом случае происходит:

Повышение экономичности функциониро-вания гуморального звена и

Повышение его мощности.

Физическая работоспособность и факторы ее определяющие

Уровень физической работоспособности является результатом процесса адаптации организма к физическим нагрузкам.

Физическая работоспособность спортсменов является важнейшим условием для развития всех основных физических качеств, основой способности организма к перенесению высоких специфических нагрузок, возможности реализовать функциональные потенциалы к интенсивному протеканию восстановления во всех видах спорта и во многом определяет спортивный результат практически на всех основных этапах многолетней тренировки.

Знание и учет основных факторов, обусловливающих и лимитирующих физическую работоспособность спортсменов, основных закономерностей ее динамики в различные периоды выполнения мышечной нагрузки - необходимое условие рационального планирования тренировочного процесса и оптимальной реализации тренировочной программы, обеспечения эффективного восстановления организма после физических нагрузок.

Понятие «физическая работоспособность» до сих пор не имеет однозначного толкования, и разные авторы вкладывают в него довольно различное содержание.

Мы будем понимать, что физическая работоспособность - потенциальная способность человека выполнять работу определенного характера и вида в заданных режимах внешних условий.

Физическая работоспособность проявляется в раз-личных формах мышечной деятельности, поэтому говорят, что «Физическая работоспособность» - это потенциальная способность че-ловека реализовать максимум физического усилия в статической, ди-намической или смешанной работе.

Физическая работоспособность спортсменов - это тот предел и диапазон мощности физической нагрузки, в рамках которых спортсмен в данное время способен выполнять ее, сохраняя оптимальные усло-вия функционирования - экономичность и стабильность основных па-раметров физиологических систем.

В общем виде величина физической работоспособности прямо пропорциональна количеству внешней механической работы, которую человек способен выполнить с высокой интенсивностью.

Различают понятия «общей» и «специальной» физической рабо-тоспособности.

Общая физическая работоспособность - это уровень развития физических качеств и способностей, не свойственных данному виду спорта, но прямо или косвенно влияющих на достижения в избранном виде спорта.

Специальная физическая работоспособность - это уровень раз-вития физических способностей, соответствующих специальным требо-ваниям избранной спортивной специализации. Под специальной работоспособностью понимаются реальные функ-циональные возможности организма человека к эффективному выполне-нию конкретной мышечной деятельности.

В основе приобретения и повышения физической работоспособ-ности лежит механизм долговременной адаптации организма спортсме-на к условиям тренировочной и соревновательной деятельности, что внешне выражается в его морфофункциональной специализации.

Уровень физической работоспособности выступает интегральным показателем функционального состояния и функциональной подготовленности спортсменов.

Факторы, обусловливающие физическую работоспособность спортсменов

Физическая работоспособность - многокомпонентное свойство ор-ганизма.

В этом смысле работоспособность зави-сит от телосложения и антропометрических показателей, мощности, емкости и эффективности механизмов энергопродукции, силы и вынос-ливости мышц, нейромышечной координации, состояния опорно-двига-тельного аппарата и др.

Физическая работоспособность определяется следующими основными факторами:

1. Энергетическим потенциалом человека,

2. Экономичностью движений,

3. Степенью исчерпания энергетических ресурсов,

4. Устойчивостью организма к изменениям во внутренней среде.

Проявлению высокой физической работоспособности в реальных условиях спортивной деятельности способствуют психологические факторы - мотивация, волевые качества, личностные и другие осо-бенности спортсмена. Характер (вид) нагрузки, ее интенсивность и дли-тельность определяют значение отдельных факторов для успешного завершения работы в каждом конкретном случае.

Уровень развития отдельных компонентов физичес-кой работоспособности у разных людей различен. Он зависит от внешних условий — профессии, характера физической активности и вида спорта. Несомненное влияние на ос-тальные показатели и работоспособность в целом имеет состояние здоровья.

Отмечается, что многие факторы, определяющие физическую рабо-тоспособность наследственно обусловлены.

Комплекс функциональных резервов организма, определяющих уровень работоспособности включает в себя следующие составляющие:

1. Предельная мощность функционирования организма связана с уровнем энергетического обмена, активностью гормональной и фер-ментативной деятельности, морфофункциональным развитием сенсорных и эффекторных систем - кардиореспираторной, мышечной. Мощность функционирования систем организма зависит от запасов источников энергии и активности развития аэробных и анаэробных механизмов энергообразования.

2. Экономичность функционирования систем определяет функцио-нальную и метаболическую «цену» данных уровней работы, транспорта газов и потребления кислорода и общую экономичность преобразова-ния энергии (В.С.Мищенко, 1980, 1990).

3. Большой рабочий диапазон функционирования физиологических систем определяется способностью организма мобилизовать свои ре-сурсы при наличии низкого уровня оперативного покоя. Этот фактор объединяет высокую экономичность и высокую мобилизующую способ-ность организма.

4. Подвижность функционирования систем , определяемая ско-ростью развертывания функциональных и метаболических реакций при переменах интенсивности работы.

В ходе многолетней тренировки повышение уровня физической работоспособности спортсмена характеризуется линейной связью со спортивным результатом. Динамика же разных функциональных показа-телей обнаруживает различные тенденции.

Для одних функциональных показателей, оказывающих существенное влияние на повышение спор-тивных достижений лишь на начальном этапе тренировки, характерен замедляющийся темп прироста.

Для ряда других показателей типичен ускоренный прирост на среднем уровне мастерства и затем некоторое его замедление.

Третья группа функциональных показателей обнару-живает ускоренный прирост и имеет высокую корреляцию со спортив-ным результатом на этапе высшего мастерства. Наконец, часть функ-циональных показателей повышается относительно равномерно и нез-начительно, как следствие целостной приспособительной реакции ор-ганизма (Ю.В. Верхошанский, 1988).

Специально проведенные нами исследования (А.И. Шамардин, И.Н. Солопов, Е.Э. Червякова, 2000), показали, что физическая работоспособность, обусловливается на разных этапах многолетней подготовки спортсменов включением различных категорий факторов.

На начальном этапе физическая работоспособность в основном обусловливается высоким уровнем факторов, образующих категорию «морфофункциональной мощности».

На промежуточном этапе (спортивного совершенствования или углубленной специализации) наряду с факторами категории «мощности», в обеспечение физической работоспособности достоверное значение приобретают факторы «предельной мощности функционирования». В это же время подключаются и факторы «экономичности».

На заключительном этапе многолетней подготовки, этапе высшего спортивного мастерства, ведущее значение уже имеют факторы «экономичности» при сохранении высокого уровня значимости факторов «предельной мощности функционирования».

Методы определения физической работоспособности.

Тестирование физической работоспособности является важнейшей составной частью комплексного контроля спортсменов, так как с его помощью определяются функциональные возможности организма, выявляются слабые звенья адаптации к нагрузкам и факторы, ее лимитирующие.

Различают эргометрические и физиологические показатели физической работоспособности.

Для оценки работоспособности при двигательном тестировании используется совокупность этих показателей - результат проделанной работы и уровень адаптации организма к данной нагрузке (И.В. Аулик, 1979).

Индекс гарвардского стептеста (ИГСТ) используется для определения реакции сердечно-сосудистой системы на тяжелую физическую нагрузку. ИГСТ может определяться у здоровых, физически подготовленных людей.

Для тестирования необходимо иметь: ступеньки различной высоты (или регулируемый степэргометр), электрический или механический метроном, секундомер.

Высота ступеньки и время восхождения выбирается в зави-симости от пола и возраста обследуемого.

Темп восхождения равняется 30 циклам в 1 мин. После заверше-ния работы обследуемый в течение первых 30 с — со 2-й и 3-й и 4-й минут восстановления троекрат-но подсчитывают ЧСС.

ИГСТ рассчитывают по формуле:

ИГСТ = (f 2 + f 3 + f 4) . 2

где t — время восхождения (с), f 2 , f 3 , f 4 — количество ударов пульса за 30 с на 2-й, 3-й и 4-й минутах восстановления соот-ветственно.

Физическая подготовленность оценивается по зна-чению полученного индекса. При ИГСТ меньше 55 физическая подготовленность оценивается как слабая, при 55-64 — ниже средней, при 65-79 — как средняя, при 80-89 — как хорошая и больше 80 — как отличная.

Тест PWC 170 . Функциональную пробу, основанную на определении мощности мышечной нагруаки, при которой ЧСС повы-шается до 170 уд/мин, обозначают как пробу Sjostrand (T.Sjostrand, 1947) или как тест PWC 170 (от первых букв английского обозначения термина «физическая работоспособность» — Physical Working Capacity).

Испытуемому предлагается последовательно выпол-нить на велоэргометре лишь две нагрузки умеренной интенсивности (например, 500 и 1000 кГм/мин) с часто-той вращения педалей 60-75 об/мин, разделенные 3-минутным интервалом отдыха. Каждая нагрузка про-должается 5 мин, в конце ее в течение 30 с сосчитыва-ется ЧСС аускультативным методом (стетофонендоскопом) или регистрируется (для тех же целей) ЭКГ.

Наиболее рационально расчеты PWC 170 вести не гра-фическим способом, а путем подстановки эксперимен-тальных значений ЧСС и мощности работы в следующую формулу:

(170 - f 1)

PWС 170 = W 1 + (W 2 - W 1) .

f 2 - f 1

Это уравнение позволяет легко найти величину PWC 170 , если известны мощность 1-й (W 1) и 2-й {W 2 } нагрузок и ЧСС в конце 1-й (fi) и 2-й (f2) нагрузок.

Исследование физической работоспособности с по-мощью велоэргометрических нагрузок получило широкое распространение в практике. Однако, при тестировании работоспособности в конкретных видах спорта, целесообразно использовать мышечные нагрузки специфического характера.

Для оценки реакции функциональных систем организма на физические нагрузки определяется целый ряд показателей (ЧСС, АД, ДО, рН и др.).

Динамика работоспособности в различные периоды выполнения физической нагрузки.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОСТОЯНИЙ.

При выполнении тренировочного или соревновательного упраж-нения в функциональном состоянии спортсмена происходят значи-тельные изменения.

В непрерывной динамике этих изменений можно выделить три основных периода:

1. Предстартовый,

2. Основной (рабо-чий)

3. Восстановительный.

ПРЕДСТАРТОВОЕ СОСТОЯНИЕ

Еще до начала выполнения мышечной работы, в процессе ее ожидания, происходит целый ряд изменений в разных функциях организма. Значение этих изменений состоит в подготовке организма к успешному выполнению предстоящей деятельности.

Предстартовое изменение функций может происходить — за несколько минут, часов или даже дней (если речь идет об ответственном соревновании) до начала мышечной работы.

По своей природе предстар-товые изменения функций яв-ляются условнорефлекторными нервными и гормональными реакциями.

Уровень и характер предстартовых сдвигов, часто соответствует особенностям тех функциональных изменений, которые происходят во время выполнения самого упражнения.

Выделяют три формы предстартового состояния:

Состояние готовности — проявление умеренного эмоционального возбуждения, которое способствует повышению спортивного результата;

Состояние так называемой стартовой и лихорадки — резко выраженное возбуждение, под влиянием которого возможно как повышение, так и понижение спортивной работоспособности;

Слишком сильное и длительное предстартовое возбуждение, которое в ряде случаев сменяется угнетением и де-прессией — стартовой апатией, ведущей к снижению спортивного результата.

BPAБАТЫВАНИЕ, «мертвая ТОЧКА», «ВТОРОЕ ДЫХАНИЕ».

Врабатывание — это первая фаза функциональных изменений» происходящих во время работы. Процесс врабатывания характерен для любой мышечной деятельности и является биологической закономерностью.

Тесно связаны с процессом врабатывания явления «мертвой точки» и «второго дыхания».

Врабатывание происходит в начальный период работы, на протяжении которого быстро усиливается деятельность функциональных систем, обеспечивающих выполнение данной работы.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕЧЕНИЯ ВРАБАТЫВАНИЯ:

Первая особенность врабатывания — относительная замед-ленность в усилении вегетативных процессов, инертность в развертывании вегетативных функций, что в значительной мере связано с характером нервной и гуморальной регуляции этих про-цессов в данный период.

Вторая особенность врабатывания — гетерохронизм, т. е. нёодновременность, в усилении отдельных функций организма. Врабатывание двигательного аппарата протекает быстрее, чем вегетативных систем. С неодинаковой скоростью изменяются разные показатели, деятельности вегетативных систем, концентрация мета-болических веществ в мышцах и крови.

Третьей особенностью врабатывания является наличие прямой зависимости между интенсивностью (мощностью) выполняемой работы и скоростью изменения физиологических функций: чем интенсивнее выполняемая работа, тем быстрее происходит началь-ное усиление функций организма, непосредственно связанных с ее выполнением. Поэтому длительность периода врабатывания нахо-дится в обратной зависимости от интенсивности (мощности) упраж-нения.

Четвертая особенность врабатывания состоит в том, что оно протекает при выполнении одного и того же упражнения тем быст-рее, чем выше уровень тренированности спортсмена.

Через несколько минут после начала напряженной и продолжи-тельной работы у нетренированного человека часто возникает осо-бое состояние, называемое «мертвой точкой» (иногда оно отмечает-ся и у тренированных спортсменов). Чрезмерно интенсивное начало работы повышает вероятность появления этого состояния.

Оно характеризуется тяжелыми субъективными ощущениями, среди которых главное—ощущение одышки. Кроме того, человек испы-тывает чувство стеснения в груди, головокружение, ощущение пульсации сосудов головного мозга, иногда боли в мышцах, жела-ние прекратить работу.

Объективными признаками состояния «мертвой точки» служат частое и относительно поверхностное дыхание, повышенное потребление O 2 и увеличенное выделение СО2 с выдыхаемым воздухом, большой вентиляционный эквивалент кислорода, высокая ЧСС, повышенное содержание СО 2 в крови и альвеолярном воздухе, сниженное рН крови, значительное потоот-деление.

Общая причина наступления «мертвой точки» состоит, вероятно, в возникающем в процессе врабатывания несоответствии между высокими потребностями рабочих мышц в кислороде и недостаточ-ным уровнем функционирования кислородтранспортной системы, призванной обеспечивать организм кислородом. В результате в мыш-цах и крови накапливаются продукты анаэробного метаболизма, и прежде всего молочная кислота. Это касается и дыхательных мышц, которые могут испытывать состояние относительной гипо-ксии из-за медленного перераспределения сердечного выброса в начале работы между активными и неактивными органами и тканя-ми тела.

Преодоление временного состояния «мертвой точки» требует больших волевых усилий. Если работа продолжается, то появляется чувство внезапного облегчения, которое чаще всего проявляется в появлении нормального («комфортного») дыхания. Поэтому состояние, сменяющее «мертвую точку», называют «вто-рым дыханием».

С наступлением этого состояния ЛВ обычно умень-шается, частота дыхания замедляется, а глубина увеличивается, ЧСС также может несколько снижаться. Потребление О 2 и выделе-ние СО 2 с выдыхаемым воздухом уменьшаются, рН крови растет. Потоотделение становится очень заметным. Состояние «второго дыхания» показывает, что организм достаточно мобилизован для удовлетворения рабочие запросов. Чем интенсивнее работа, тем раньше наступает «второе дыхание».

УСТОЙЧИВОЕ СОСТОЯНИЕ

При выполнении упражнений постоянной аэробной мощности вслед за периодом быстрых изменений функций организма (врабатыванием) следует период, который был назван (А. Хиллом) периодом устойчивого состояния (англ. steady—state).

В это время достигается согласо-ванная деятельность двигательной и вегетативных функций. Состояние устойчивой работоспособности на-рушается вследствие развития процесса утомления, характеризующегося возрастанием напряженности деятельности функциональных систем при относи-тельно стабильном уровне работоспособности, а затем и ее снижением.

При выполнении упражнений небольшой мощности на протяжении периода устойчивого состояния имеется количественное соответствие между потребностью организма в кислороде (кислородным запросом) и ее удовлетворением. Поэтому такие упражнения А. Хилл отнес к упражнениям с истинно устойчивым состоянием. Кислородный долг после непродолжительного их выполнения практически равен лишь кислородному дефициту, возникающему в начале работы.

При более интенсивных нагрузках — средней, субмаксимальной и околомаксимальной аэробной мощности — вслед за периодом быстрого увеличения скорости потребления О 2 (врабатывания) следует период, на протяжении которого она хотя и очень мало, но постепенно повышается. Поэтому второй рабочий период в этих упражнениях можно обозначить только как условно устойчивое состояние. В аэробных упражнениях большой мощности уже пет полного равновесия между кислородным запросом и его удовлетворением во время самой работы. Поэтому после них регистрируется кислородный долг, который тем больше, чем больше мощность работы и ее продолжительность.

В упражнениях максимальной аэробной мощности после короткого периода врабатывания потребление О 2 достигает уровня МПК. (кислородного потолка) и потому больше увеличиваться не может. Далее оно поддерживается на этом уровне, иногда снижаясь лишь ближе к концу упражнения. Поэтому второй рабочий период в упражнениях максимальной аэробной мощности называют периодом ложного устойчивого состояния.

В упражнениях анаэробной мощности вообще нельзя выделить второй рабочий период, так как на протяжении всего времени их выполнения быстро повышается скорость потребления О 2 (и проис-ходят изменения других физиологических функций). В этом смысле можно сказать, что в упражнениях анаэробной мощности есть только период врабатывания.

При выполнении упражнений любой аэробной мощности на про-тяжении второго периода (с истинно, условно или ложно устойчи-вым состоянием, определяемым пo скорости потребления O 2) многие ведущие физиологические показатели медленно изменяются. Эти относительно медленные функциональные изменения получили название «дрейфа». Чем больше мощность упражнения, тем выше скорость «дрейфа» функциональных показателей, и наоборот, чем ниже мощность упражнения (чем оно продолжительнее), тем ниже скорость «дрейфа».

Таким образом, во всех упражнениях аэробной мощности с уровнем потребления О 2 более 50% от МПК, как и во всех упражнени-ях анаэробной мощности, нельзя выделить рабочий период с истинно устойчивым, неизменным состоянием функций ни по скорости по-требления О 2 , ни тем более по другим показателям. Для упражне-ний такой большой аэробной мощности основной рабочий период можно обозначить кик псевдо (квази) устойчивое состояние или как период с медленными функциональными измене-ниями («дрейфом»). Большинство этих изменений отражает слож-ную динамику адаптации организма к выполнению данной нагрузки в условиях развивающегося на протяжении работы процесса утомления.

не всегда соответствует выполненной механической работе. Наряду с динамическим компонентом (движение, перемещение в пространстве тела или его частей), в реализации которого участвуют концентрические и эксцентрические , обычно выполняется также статический компонент (поддержание позы) с изометрическими сокращениями. Хотя в последнем случае нет видимого укорочения мышцы (т. е. с точки зрения физики механическая работа не производится), в мышечных клетках тем не менее происходит постоянное движение актиновых и миозиновых миофиламентов и, следовательно, выполняется . Таким образом, необходимо различать механическую работ) и тот физиологический эффект, который она оказывает на организм.

Физическая работоспособность - это способность человека к выполнению физической работы, о чем судят прежде всего на основании реакций его физиологических систем. При этом определяющими факторами являются тренированность и врожденные способности. Кроме этого, на работоспособность влияют возраст, пол, общее состояние здоровья, конституция и мышечная масса, а также влияние окружающей среды [например, время дня (циркадианные ритмы), температура, содержание кислорода в воздухе].

Границы физической работоспособности определяются по тому, как долго может выполняться определенная мышечная работа и насколько хорошо регулируются физиологические функции, ответственные за снабжение мускулатуры кислородом и питательными веществами. Умеренная работа может выполняться неопределенно долго. В этом случае сохраняется достаточное . Таким образом, одним из лимитирующих факторов при такой нагрузке является реакция кровеносных сосудов на продукты .

Повышению физической работоспособности способствуют:

Морфофункциональная и метаболическая характеристика физической работоспособности

В обычных условиях жизни и профессиональной деятельности человек использует лишь небольшую часть возможностей своей физической работоспособности (ФР). Более полно она проявляется в спорте, борьбе за жизнь, в случаях и др. (Булич, Муравов, 2003; Левушкин, 2001; Чумаков, 1999).

Физическая работоспособность является интегральным выражением функциональных возможностей организма человека, входит в понятие здоровья и характеризуется рядом объективных факторов, таких как состав тела и антропометрические показатели; мощность, емкость и эффективность механизмов ; функциональные возможности мышц и вегетативных систем; состояние , и др.

Уровень физической работоспособности в значительной степени индивидуален и зависит от наследственных, а также других факторов пола, возраста, состояния здоровья, двигательной активности, спортивной специализации.

Методы оценки анаэробной и аэробной физической работоспособности

Количественной мерой оценки физической работоспособности являются единицы работы (эргометрические показатели): килограммометры (кгм), ватты (Вт), джоули (Дж), ньютон (Н). Для непрямой оценки используют функциональные показатели вегетативных систем (Втмор, Косттл, 2003; Белоцерковский, 2005; Солодков, Сологуб, 2005).

Поскольку энергообеспечение механической работы происходит одновременно и анаэробным путями, ФР, по преимущественному вкладу различных механизмов ресинтеза , разделяют на три вида:

• физическую работоспособность аэробную (ФРа);

• физическую работоспособность анаэробную (ФРан);

• физическую работоспособность со смешанным типом энергообеспечения (ФРсм).

Физическая работоспособность аэробная - это способность человека выполнять длительную циклическую глобальную работу, требующую значительного напряжения аэробных окислительных процессов. Показателями ФРа являются объем, мощность или предельное время выполняемой работы (в спорте - спортивный результат).

Вклад аэробного механизма энергообеспечения можно измерять путем регистрации V02max. Этот показатель для нетренированных женщин зрелого возраста составляет в среднем 2,8 л-мин -1 (49 мл-кг -1 -мин -1), а для мужчин - 4,0 л-мин -1 (57 мл-кг -1 -мин -1). Максимальные значения V02max наблюдаются прежде всего у представителей лыжного спорта (гонки) - 5-6 л-мин -1 (до 90 мл-кг -1 мин -1) и более.

В достижении высокого уровня ФРа важную роль играют возможности функциональных звеньев системы транспорта кислорода в организме и его утилизации. Высокая ФРа обеспечивается увеличением газообмена в 20-25 раз, при этом J1B возрастает до 120 л-мин -1 , увеличивается ЧД до 50-60 дыханий за 1 мин и глубина дыхания. Усиление диффузионной способности легких позволяет большему количеству кислорода поступать в кровь. Повышение концентрации гемоглобина, наблюдаемое при этом, способствует увеличению кислородной емкости крови.

ФРа обеспечивается усилением центрального кровообращения: ЧСС до 170 уд-мин -1 , СО - до 120 мл и МОК - до 22 л; возрастает кровоток в работающих мышцах до 100-150 мл-мин -1 на 100 г массы мышц. Увеличение этих показателей способствует поступлению в мышцы большего количества кислорода. В тканях организма, прежде всего в мышечной, расширяются возможности аэробного ресинтеза АТФ за счет увеличения количества и размера митохондрий, количества миоглобина, активности ферментов аэробного окисления, накопления гликогена и внутриклеточных липидов.

Физическая работоспособность анаэробная - это способность человека выполнять кратковременную работу с максимально мощным сокращением мышц, что требует максимального напряжения алактатного и лактатного механизмов энергопродукции. В связи с этим различают два вида ФРан:

• алактатная анаэробная, фосфагенная (обеспечивается за счет энергии распада АТФ и КФ);

• лактатная анаэробная, гликолитическая (обеспечивается за счет энергии, образующейся в процессе анаэробного гликолиза).

Проявляется ФРан в скоростно-силовых возможностях, ее показателями являются предельная скорость выполнения движений, а также уровень максимальной скорости освобождения энергии во время анаэробных реакций (для лиц зрелого возраста она равняется 50 ккал-кг -1 -мин -1). Более распространенной является оценка вклада анаэробного механизма в процесс энергообеспечения физической работы по количеству кислорода, потребляемого после работы сверх уровня потребления в состоянии покоя (кислородный долг). Этот показатель можно определить только с использованием газоанализатора и измерить быстрый компонент кислородного долга (алактатный) и медленный (лактатный), которые, соответственно, характеризуют вклад обоих анаэробных механизмов в энергообеспечение работы (Дубровский, 2005).

Также распространенным показателем, отражающим вклад анаэробного гликолиза в энергообеспечение физической работы, является максимальный уровень молочной кислоты в крови, что характеризует максимальную мощность гликолитического механизма. Для определения этого показателя на третьей и седьмой минутах после окончания физической нагрузки берут кровь из пальца и с помощью фотометров измеряют содержание молочной кислоты в крови. Этот показатель может достигать 26 ммоль-л -1 .

Обеспечение высокого уровня ФРан осуществляется, в основном, благодаря высоким возможностям центральной нервной регуляции мышечной деятельности, высокой способности мышц к скоростно-силовым проявлениям, емкости и мощности фосфагенной энергетической системы работающих мышц. Аэробные механизмы, нуждающиеся в некотором времени для своей реализации, а также системы обеспечения поступления кислорода не успевают выйти на высокий уровень функционирования и потому доля их участия в энергообеспечении - около 5 %.

Физическая работоспособность со смешанным типом энергообеспечения - это способность человека выполнять физическую работу в режимах деятельности двигательного аппарата, приближенных к максимальным. Механизмы энергообеспечения работают в максимальных (аэробные и гликолитические) и близких к максимальным (алактатный) режимах.

Показателями ФРсм являются близкие к максимальным уровни мощности усилий мышц и скорости движения, максимально возможные уровни молочной кислоты в крови (до 26 ммоль-л -1), величины кислородного долга (КД)-до 20 л и более.

Высокий уровень ФРсм возможен при значительном усилении функций организма и обусловлен проявлением скоростной выносливости. Выполнение нагрузки сопровождается максимально возможным напряжением функции внешнего дыхания и кровообращения, что обеспечивает максимально возможное поступление кислорода к работающим мышцам. V02 увеличивается до максимальных величин, но кислородный запрос полностью не удовлетворяется и потому растет КД. Высокая мощность такой нагрузки нуждается в интенсификации анаэробного энергообеспечения, при этом особенно повышаются требования к гликолитическому процессу.

Работоспособность ограничивается накоплением молочной кислоты и потому важное значение имеют два фактора: емкость буферных систем и увеличение количества малочувствительных к снижению pH изоферментов (Буланов, 2002; Henricsson, 1992; Williams, 1990).

Способность человека совершать длительное время физическую (мышечную) работу называют физической работоспособностью. Величи­на физической работоспособности человека зависит от возраста, пола, трени­рованности, факторов окружающей среды (температуры, времени суток, со­держания в воздухе кислорода и т.д.) и функционального состояния организ­ма. Для сравнительной характеристики физической работоспособности раз­личных людей рассчитывают общее количество произведенной работы за 1 минуту, делят его на массу тела (кг) и получают относительную физиче­скую работоспособность (кг*м/мин на 1кг массы тела). В среднем уровень физической работоспособности юноши 20 лет составляет 15,5 кг*м/мин на 1кг массы тела, а у юноши-спортсмена того же возраста он достигает 25. В последние годы определение уровня физической работоспособности широко используют для оценки общего физического развития и состояния здоровья детей и подростков.

Длительные и интенсивные физические нагрузки приводят к вре­менному снижению физической работоспособности организма. Это фи­зиологическое состояние называют утомлением. В настоящее время пока­зано, что процесс утомления затрагивает, прежде всего, ЦНС, затем нерв­но-мышечный синапс и, в последнюю очередь - мышцу. Впервые значение нервной системы в развитии процессов утомления в организме было отмече­но И.М.Сеченовым. Доказательством справедливости этого заключения мож­но рассматривать обстоятельство, что интересная работа долго не вызывает утомления, а неинтересная - весьма быстро, хотя мышечные нагрузки в пер­вом случае могут даже превосходить работу, совершаемую тем же самым че­ловеком во втором случае.

Утомление представляет собой нормальный физиологический про­цесс, выработанный эволюционно для защиты систем организма от сис­тематического переутомления, которое является патологическим процессом и характеризуется расстройством деятельности нервной системы и других физиологических систем организма.

7.2.5. Возрастные особенности мышечной системы

Мышечная система в процессе онтогенеза претерпевает значительные структурные и функциональные изменения. Формирование мышечных клеток и образование мышц как структурных единиц мышечной системы происходит гетерохронно, т.е. сначала образуются те скелетные мышцы, которые необходимы для нормальной жизнедеятельности организма ребенка в данном возрастном этапе. Процесс "чернового" формирования мышц заканчивается к 7-8 неделе пренатального развития. После рождения процесс формирования мышечной системы продолжается. В частности, интенсивный рост мышечных волокон наблюдается до 7 лет и в пубертатный период. К 14 -16 годам микроструктура скелетной мышечной ткани практически полностью созревает, но утолщение мышечных волоков (со­вершенствование их сократительного аппарата) может продолжаться до 30 -35 лет.

Развитие мышц верхних конечностей опережает развитие мышц нижних конечностей. У годовалого ребенка мышцы плечевого пояса и рук развиты значительно лучше, чем мышцы таза и ног. Более крупные мышцы формируются всегда раньше мелких. Например, мышцы предплечья фор­мируются раньше мелких мышц кисти. Особенно интенсивно мышцы рук развиваются в 6 - 7 лет. Очень быстро общая масса мышц нарастает в пе­риод полового созревания: у мальчиков - в 13-14 лет, а у девочек - в 11- 12 лет. Ниже приведены данные, характеризующие массу скелетных мышц в процессе постнатального онтогенеза.

Значительно меняются в процессе онтогенеза и функциональные свойства мышц. Увеличивается возбудимость и лабильность мышечной ткани. Изменяется мышечный тонус. У новорожденного отмечается повы­шенный мышечный тонус, а мышцы-сгибатели конечностей преобладают над мышцами-разгибателями. В результате руки и ноги грудных детей находятся чаще в согнутом состоянии. У них плохо выражена способность мышц к расслаблению (с этим связана некоторая скованность движений детей), кото­рая с возрастом улучшается. Только после 13 - 15 лет движения становятся более пластичными. Именно в этом возрасте заканчивается формирование всех отделов двигательного анализатора.

В процессе развития опорно-двигательного аппарата изменяются двигательные качества мышц: быстрота, сила, ловкость и выносли­вость. Их развитие происходит неравномерно. Прежде всего, развиваются быстрота и ловкость.

Быстрота (скорость) движений характеризуется числом движений, которое ребенок в состоянии произвести за единицу времени. Она определя­ется тремя показателями:

1) скоростью одиночного движения,

2) временем двигательной реакции и

3) частотой движений.

Скорость одиночного движения значительно возрастает у детей с 4 -5 лет и к 13-15 годам достигает уровня взрослого. К этому же возрасту уровня взрослого достигает и время простой двигательной реакции, которое обу­словлено скоростью физиологических процессов в нервно-мышечном ап­парате. Максимальная произвольная частота движений увеличивается с 7 до 13 лет, причем у мальчиков в 7 -10 лет она выше, чем у девочек, а с 13 - 14 лет частота движений девочек превышает этот показатель у мальчиков. Наконец, максимальная частота движений в заданном ритме также резко уве­личивается в 7 - 9 лет. В целом, скорость движений максимально развивается к 16-17 годам.

До 13- 14 лет завершается в основном развитие ловкости, которая свя­зана со способностью детей и подростков осуществлять точные, координиро­ванные движения. Следовательно, ловкость связана:

1) с пространственной точностью движений,

2) с временной точностью движений,

3) с быстротой решения сложных двигательных задач.

Наиболее важен для развития ловкости дошкольный и младший школь­ный период. Наибольший прирост точности движений наблюдается с 4 - 5 до 7 - 8 лет. Интересно, что спортивная тренировка оказывает благотворное влияние на развитие ловкости и у 15 - 16 летних спортсменов точность дви­жений в два раза выше, чем у нетренированных подростков того же возраста. Таким образом, до 6 - 7 лет дети не в состоянии совершать тонкие точные движения в предельно короткое время. Затем постепенно развивается про­странственная точность движений, а за ней и временная. Наконец, в послед­нюю очередь совершенствуется способность быстро решать двигатель­ные задачи в различных ситуациях. Ловкость продолжает улучшаться до 17-18 лет.

Наибольший прирост силы наблюдается в среднем и старшем школь­ном возрасте, особенно интенсивно сила увеличивается с 10 - 12 лет до 16 -17 лет. У девочек прирост силы активируется несколько раньше, с 10 - 12 лет, а у мальчиков - с 13 - 14 лет. Тем не менее, мальчики по этому показателю во всех возрастных группах превосходят девочек.

Позже других двигательных качеств развивается выносливость, характеризующаяся тем временем, в течение которого сохраняется достаточ­ный уровень работоспособности организма. Существуют возрастные, поло­вые и индивидуальные отличия в выносливости. Выносливость детей до­школьного возраста находится на низком уровне, особенно к статической работе. Интенсивный прирост выносливости к динамической работе наблюдается с 11 - 12 лет Так, если принять объем динамической работы детей 7 лет за 100%, то у10-летних он составит 150%, а у 14-15-летних - более 400%. Так же интенсивно с 11-12 лет у детей нарастает выносливость к статическим нагрузкам. В целом, к 17-19 годам выносливость составляет около 85% от уровня взрослого. Своего максимального уровня она достигает к 25 - 30 го­дам.

Развитие движений и механизмов их координации наиболее интен­сивно идет в первые годы жизни и в подростковый период. У новорожденно­го координация движений очень несовершенна, а сами, движения имеют толь­ко бузусловно-рефлекторную основу. Особый интерес вызывает плаватель­ный рефлекс, максимальное проявление которого наблюдается примерно к 40 дню после рождения. В этом возрасте ребенок способен совершать в воде плавательные движения и держаться на ней до 1 5 минут. Естественно, что го­лова ребенка должна поддерживаться, так как его собственные мышцы шеи еще очень слабы. В дальнейшем рефлекс плавания и другие безусловные рефлексы постепенно угасают, а им на смену формируются двигательные на­выки. Все основные естественные движения, свойственные человеку (ходь­ба, лазанье, бег, прыжки и т.д.) и их координация формируются у ребенка в основном до 3 - 5 лет. При этом большое значение для нормального развития движений имеют первые недели жизни. Естественно, что и в дошкольном возрасте координационные механизмы еще очень несовершенны. Несмотря на это, дети способны овладевать относительно сложными движениями. В ча­стности, именно в этом возрасте они учатся орудийным движениям, т.е. дви­гательным умениям и навыкам пользоваться инструментом (молотком, ключом, ножницами). С 6 - 7 лет дети овладевают письмом и другими дви­жениями, требующими тонкой координации. К началу подросткового перио­да формирование координационных механизмов в целом завершается, и все виды движений становятся доступными для подростков. Конечно, совер­шенствование движений и их координации при систематических упражнени­ях возможно и в зрелом возрасте (например, у спортсменов, музыкантов и др.).

Совершенствование движений всегда тесно связано с развитием нервной системы ребенка. В подростковом периоде очень часто координа­ция движений вследствие гормональных перестроек несколько нарушается. Обычно к 15 - ] 6 годам это временное ухудшение бесследно исчезает. Общее формирование координационных механизмов заканчивается в конце подро­сткового возраста, а к 18 - 25 годам они полностью достигают уровня взрос­лого человека. Возраст в 18-30 лет считают «золотым» в развитии моторики человека. Это возраст расцвета его двигательных способностей.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ И БЖД

Реферат

на тему «Физические качества человека и способы их развития»

Выполнила Тимошина Л.И.,

УЭФ, 213 группа

1. Основные физические качества. Способы их развития

Под физическими качествами понимают социально обусловленные совокупности биологических и психических свойств человека, выражающие его физическую готовность осуществлять активную и целесообразную двигательную деятельность. К числу основных физических качеств относят силу, выносливость, ловкость, гибкость и т. д.

От других качеств личности физические качества отличаются тем, что могут проявляться только при решении двигательных задач через двигательные действия. Двигательные действия, используемые для решения двигательной задачи, каждым индивидом могут выполняться различно. У одних отмечается более высокий темп выполнения, у других - более высокая точность воспроизведения параметров движения.

Применительно к динамике изменения показателей физических качеств употребляются термины «развитие» и «воспитание». Термин развитие характеризует естественный ход изменений физического качества, а термин воспитание предусматривает активное и направленное воздействие на рост показателей физического качества.

Под физическими способностями понимают относительно устойчивые, врожденные и приобретенные функциональные возможности органов и структур организма, взаимодействие которых обусловливает эффективность выполнения двигательных действий. Развитие физических способностей происходит под действием двух основных факторов: наследственной программы индивидуального развития организма и социально-экологической его адаптации. В силу этого под процессом развития физических способностей понимают единство наследственного и педагогически направляемого изменения функциональных возможностей органов и структур организма.

Отдельно взятая физическая способность не может выразить в полном объеме соответствующее физическое качество. Только относительно постоянно проявляющаяся совокупность физических способностей определяет то или иное физическое качество. Основу двигательных способностей человека составляют физические качества, а форму проявления - двигательные умения и навыки. К двигательным способностям относят силовые, скоростные, скоростно-силовые, двигательно-координационные способности, общую и специфическую выносливость.

1.1 Сила

Сила - это способность человека совершать действия с определенными мышечными напряжениями. Сила тесно связана с выносливостью и быстротой. Обычно, когда говорят о мышечной силе человека, речь идет о максимальной произвольной силе. Осуществление мышечного действия протекает при произвольном усилии и стремлении максимально сократить необходимые мышцы. Максимальная произвольная сила зависит от двух групп факторов, влияющих на ее величину: мышечных и координационных.

Управлять мышцами, когда требуется проявить их силу, - очень сложная задача для центральной нервной системы. Максимальная произвольная сила всегда ниже, чем максимальная сила мышц, которая зависит от числа мышечных волокон и их толщины. Разница между значениями этих параметров силы называется силовым дефицитом. Силовой дефицит тем меньше, чем совершеннее центральное управление мышечным аппаратом.

Расположение тела и его звеньев в пространстве влияет на величину силы действия за счет неодинакового растяжения мышечных волокон при разных исходных позах человека: чем больше растянута мышца, тем больше величина проявляемой силы.

Проявление силы действия человека зависит также от соотношения фаз движения и дыхания. Наибольшая величина силы действия проявляется при натуживании и наименьшая - при вдохе. Различают абсолютную и относительную силы действия. Абсолютная сила определяется максимальными показателями мышечных напряжений без учета массы тела человека, а относительная - отношением величины абсолютной силы к собственной массе тела.

Силовые способности определяются мышечными напряжениями и соответствуют различным формам изменения активного состояния мышц. Мышечные напряжения проявляются в динамическом и статическом режимах сокращения. Первый характеризуется изменением длины мышц и присущ преимущественно скоростно-силовым способностям (прыжок вверх), а второй- постоянством длины мышц при напряжении и является прерогативой собственно силовых способностей (удержание веса штанги на вытянутых руках).

Собственно силовые способности проявляются преимущественно в условиях изометрического напряжения мышц, обеспечивая удержание тела и его звеньев в пространстве, сохранение поз при воздействии на человека внешних сил. Степень проявления силовых способностей человека зависит от количества мышц, вовлеченных в работу, или от особенностей их сократительных свойств. В соответствии с этим различают два метода в развитии силовых способностей: использование упражнений с максимальными усилиями и использование упражнений с непредельными отягощениями. Упражнения с максимальными усилиями предполагают выполнение двигательных действий с предельными или околопредельными(90-95% от максимальной величины) отягощениями. Это обеспечивает максимальную мобилизацию нервно-мышечного аппарата и наибольший прирост силовых способностей. Предельное напряжение мышц требует проявления больших психических напряжений, приводит к перевозбуждению нервных центров, в результате чего в работу дополнительно включаются «лишние» для выполнения данного упражнения мышечные группы, затрудняющие совершенствование техники движений.

Упражнения с непредельными отягощениями характеризуются выполнением двигательных действий с максимальным числом повторений при относительно небольших отягощениях (до 50-60% от предельных). Это позволяет выполнять большой объем работы и обеспечивает ускоренный рост мышечной массы. При этом режиме работы тренировочный эффект достигается в течение длительного времени.

Скоростно-силовые способности проявляются при различных режимах мышечного сокращения и обеспечивают быстрое перемещение тела в пространстве. Для развития скоростно-силовых способностей используют упражнения с преодолением веса собственного тела (например, прыжки) и с внешними отягощениями (например, метание набивных мячей). Наиболее распространенными методами развития скоростно-силовых способностей являются методы повторного выполнения упражнения и круговой тренировки. Метод повторного выполнения упражнения позволяет избирательно развивать определенные группы. Метод круговой тренировки обеспечивает комплексное воздействие на различные группы мышц. Упражнения подбирают таким образом, чтобы каждая последующая серия включала в работу новую мышечную группу, позволяла значительно повысить объем нагрузки при строгом чередовании работы и отдыха. Подобный режим обеспечивает значительный прирост функциональных возможностей систем дыхания, кровообращения и энергообмена.

1.2 Выносливость

Выносливость - это способность человека значительное время выполнять работу без снижения мощности нагрузки ее интенсивности или способность организма противостоять утомлению.

На практике различают общую и специальную выносливость. Общая выносливость - совокупность функциональных возможностей организма, определяющих его способность к продолжительному выполнению любой мышечной работы с высокой эффективностью. Специальная выносливость - способность организма длительное время выполнять специфическую мышечную работу в условиях строго ограниченной дисциплины (бег, плавание) или в течение строго ограниченного времени (футбол, баскетбол, хоккей).

Выносливость как качество проявляется в двух основных формах: в продолжительности работы без признаков утомления на данном уровне мощности и в скорости снижения работоспособности при наступлении утомления.

В зависимости от интенсивности работы и выполняемых упражнений выносливость различают как: силовую, скоростную, скоростно-силовую, координационную и выносливость к статическим усилиям.

Для развития выносливости применяются различные методы.

Равномерный непрерывный метод (дает возможность развитию аэробных способностей организма. Здесь применяются упражнения циклического характера (бег, ходьба), выполняемые с равномерной скоростью малой и средней интенсивности);

Переменный непрерывный метод (заключается в непрерывном движении, но с изменением скорости на отдельных участках движения);

Интервальный метод (дозированное повторное выполнение упражнений небольшой интенсивности и продолжительности со строго определенным временем отдыха, где интервалом отдыха служит обычно ходьба).

1.3 Быстрота

Быстрота - это способность человека совершать двигательные действия в минимальный для данных условий отрезок времени. Она составляет важную основу, необходимую для успеха в большинстве спортивных игр. Залог быстроты находится в зависимости от трех основных компонентов.

Подвижность нервных процессов: продолжительность процесса восприятия составляет основу быстроты двигательной реакции. Напряжение воли - достижение максимально возможной скорости в определенной степени зависит от сознательного акта применения усилия над собой. Координационные центрально-нервные факторы в определенной мере влияют на частоту движений.

Если человек способен выполнить всю заданную работу и при этом не понесёт ощутимых физиологических затрат, получив наивысшие результаты, его физическая работоспособность находится в норме. Её можно подразделить на специальную и общую. Последняя - это физическая работоспособность на уровне развития всех без исключения систем организма. Имеется в виду состояние пищеварительной, выделительной, максимального потребления кислорода и других систем, а также всех качеств организма на физическом уровне. Здесь огромное значение имеет уровень подготовленности: чем организм привычнее к нагрузкам, тем более легко удерживает уровень физической работоспособности. Это можно легко проследить по образу жизни спортсменов. Хотя в каждом виде спорта свои нагрузки и свои правила наблюдения за состоянием. А специальная физическая работоспособность - это непосредственно влияющие на результат уровень их развития и их физических качеств.

Усталость

Когда умственная и физическая работоспособность снижается, это говорит об утомлении, которое всегда приходит с ощущением усталости. Такова защитная реакция организма, которая спасает его от переутомления и истощения. Центральная нервная система утомляется при ускорении или учащении импульсов. Усталость бывает периферической, когда утомляются работающие мышцы от недостатка кислорода, от истощения ресурсов энергии или от засорения продуктами распада. Умственная и физическая работоспособность страдает и от неблагоприятных условий внешней среды. Это жара, холод, влажность или условия высокогорья. Утомление - процесс естественный, нормальное состояние организма. Повышение физической работоспособности наступает после непродолжительного отдыха.

Для спортсменов некоторая степень утомления практически всегда является целью каждой тренировки. А вот утомление от умственного труда характеризуется субъективными признаками усталости - это тяжесть в голове, разбитое состояние, вялость в движениях. Повышения физической работоспособности можно достичь, выполняя упражнения, которые уже освоены. Разучивание новых приведёт к ещё большей усталости, поскольку в этом процессе участвует кора головного мозга. Так не восстановится работоспособность. Физическая культура заставляет расти частоту сердечных сокращений, артериальное давление, ударный объём сердца и потребление кислорода организмом. Лёгкая и умеренная мышечная работа, при которой нагрузка постоянна, увеличивает частоту сердечных сокращений и приводит их к постоянному уровню, то есть стационарному состоянию. В этом случае человек практически не утомляется много часов подряд. И нормализуется организм после такой работы быстро, стабилизируется частота сердечных сокращений. Удерживать на должном уровне работоспособность физическая культура поможет лучше любого другого средства.

Большие нагрузки

Если же работа тяжела, наступить не может, развивается утомление и снижение физической работоспособности. Это даже не слишком зависит от характера работы. Есть данные, что дирижёру симфонического оркестра в течение двухчасового концерта приходится тратить такое количество энергии, какое нужно грузчику, чтобы разгрузить в одиночку вагон угля лопатой. Это касается и физической работоспособности студентов, у них нагрузки часто бывают чрезмерными. Или другой пример: кассир большого супермаркета за смену переносит руками 1750 килограммов наших покупок, это почти две тонны! Естественно, после окончания такой работы восстановление длится не один час. Каждый человек обладает собственным пределом утомительной работы. Если в течение восьми часов работа признаков мышечного утомления не вызывает, эта работа лёгкая, ниже предела. Максимальная физическая работоспособность организма - выполнение работы с ограничением по времени.

Процесс, когда функции организма возвращаются к исходному состоянию после окончания работы, называется восстановлением. Постепенно усталость становится ниже, и восстановление физической работоспособности ускоряется. Работа, которая находится выше порога утомления, обязательно должна прерываться для отдыха. И для организма гораздо полезнее сделать много небольших перерывов, чем один или два длинных. Это потому, что даже состояние полного покоя не лишает сердечную мышцу тонуса, она сохраняет напряжение и эластичность долгое время. Мышечный тонус утомлением не сопровождается. Физическая работоспособность организма может повышаться, если человек занимается закаливанием, если проводятся физические процедуры, физиотерапия, акупунктура и другие разнообразные методы оздоровления. Также хорошо действуют в этом направлении и психологические средства - психотерапия, аутогенная тренировка, даже гипноз. Конечно же, повысить физическое развитие, физическую работоспособность можно с помощью специальных диет, БАДов, спортивного питания.

Выносливость

Средствами для повышения умственной и физической работоспособности может являться воздействие на организм педагогическими, психологическими или медико-биологическими методами. Оптимизируется работоспособность и методами воздействия морально-этического плана, психопрофилактикой и психотерапией, фармакологическими средствами, эмоциональным или эстетическим воздействием, общегигиеническими средствами, которые регулируют режимы отдыха и труда, и многим ещё. С активацией психоэмоционального состояния повышается и оценка физической работоспособности, выносливость.

Также расширяются границы возможностей с помощью веществ группы допингов-психоаналептиков: фенамина, первитина и тому подобных, собственно аналептиков, которые имеют выраженный, но не слишком долгий эффект. Поскольку они токсичны уже в средних дозах и при больших нагрузках истощают организм, что грозит инфарктом миокарда и сердечной недостаточностью, их применяют только в самых крайних случаях. Например, спецназ в трудных походах. Спортсмены тоже применяют их, но практика говорит о том, что это делать нельзя - запрещено Олимпийским комитетом.

Физические факторы, благотворно влияющие на здоровье и физическую работоспособность, просты и надёжны, экономичны и более других распространены. Это физические упражнения. Систематическая подготовка с их помощью значительно повышает устойчивость к смене температур, повышается тренированность организма и хорошо поддерживается работоспособность. Также гораздо лучше работают системы функций крови, повышаются бактерицидные свойства тканей и кожи за счёт защитных свойств лейкоцитов. Физкультурники болеют в три раза реже, чем остальное население. Но использование только физических упражнений без поддержки другими способами коррекции систем организма полностью проблему уровня физической работоспособности решить не может. Это подтверждается многочисленными исследованиями специалистов. Нужно закаливание и ультрафиолетовое облучение наряду с постоянными физическими упражнениями.

Фазы

Физиологи утверждают, что физическая работоспособность человека является переменной величиной, что связано с изменениями в физиологических и психических функциях организма, с характеристиками этого процесса. В любой своей деятельности высокой работоспособности можно достичь, если естественная периодичность суточного ритма совпадает с трудовым. Различают как минимум три фазы физической работоспособности. Влияние их смены во время рабочего времени огромно. Существует нарастающая работоспособность, или врабатывание в процесс. Физиологические функции перестраиваются от прежнего вида деятельности к деятельности производственной. Точных временных параметров здесь нет, всё зависит от индивидуальных особенностей организма и от характера труда. Фаза может занимать и пять минут, и полтора часа. Высокая устойчивая работоспособность характеризуется тем, что устанавливает в организме относительную стабильность, даже немного снижается напряжённость физиологических функций.

Такое состояние приводит к прекрасным трудовым показателям - увеличивается выработка, уменьшается брак, снижаются затраты рабочего времени для выполнения операций, сокращаются простои оборудования, исключаются ошибочные действия. Такое состояние зависит от степени тяжести работы, но минимум два с половиной часа эта фаза может продлиться. Очень часто - значительно дольше. Далее идёт накопление усталости, поэтому работоспособность начинает уменьшаться. Не только организма ухудшается, показатели трудовой деятельности изменяются тоже. Динамика работоспособности может быть изображена как кривая, вырастающая в первые часы, затем проходящая на высоком уровне ровно определённое время, затем (к обеденному перерыву) - убывающая. После перерыва фазы работоспособности обычно повторяются, причём врабатывается организм уже значительно быстрее, но устойчивая работоспособность уровень имеет чуть ниже и не так долго длится по сравнению с утренним временем. Так же и снижение работоспособности бывает чуть раньше и гораздо сильнее развивается, потому что утомление к концу рабочей смены более глубокое.

Рабочая неделя

Та же самая закономерность характерна и для динамики работоспособности в течение недели. Разное время суток по-разному влияет на организм, а потому и человек по-разному реагирует на нервно-психическую и физическую нагрузку. В суточном цикле наивысшим уровнем работоспособности отмечены часы утренние и дневные - от 8 до 12 и с 14 до 16. Вечером работоспособность естественным образом снижается, уходя на минимум ночью. За недельный период состояние человека тоже стабильной величиной не является, изменения обязательно происходят. С понедельника работоспособность увеличивается обычно постепенно, человек как бы входит в рабочий процесс. На третий день, в среду, достигается наивысший уровень, далее начинается постепенное снижение работоспособности, чтобы в пятницу резко упасть во второй половине дня.

В режимах труда и отдыха должны быть учтены все особенности изменений работоспособности. Благо, когда период наивысшей энергии совпадёт с рабочим временем, тогда человек может выполнить работу по макисмуму и минимально израсходовать свои энергетические запасы, да и утомление будет минимальным. Хотя само по себе утомление является физиологическим состоянием вполне обратимым. Главное - не доводить его до накопления, когда к началу следующего рабочего дня организм восстановиться не успевает. Тогда может случиться переутомление, а это гораздо более стойкое снижение физической работоспособности, которое грозит падением иммунитета и развитием самых разных заболеваний. Также именно утомление и переутомление чаще всего являются причинами производственного травматизма.

Нервная система

Базовые принципы работы нервной системы - процессы, проходящие через возбуждение, торможение, проведение и интеграцию, когда нейронами принимается и обрабатывается информация в виде сигналов, которую они и проводят по всем отросткам, взаимодействуя друг с другом. Такой сигнал, проходящий по отросткам нейронов, называется электрической активностью. Один из самых важных процессов - синаптическая передача, когда клетки обмениваются молекулами-посредниками, своеобразными медиаторами, действующими на активность рецепторов стимулирующе или угнетающе. Такая активность требует вложения большой энергии, которую на клеточном уровне можно раздобыть только посредством дыхания. Питательные вещества окисляются с помощью кислорода, который приносится в ткани с артериальной кровью. Далее происходят сложные процессы окисления, разложения, вывода получившихся продуктов обратно в кровь, и всё это гарантирует получение энергии.

Кроме дыхания, есть множество и других биохимических процессов. Нервная система работает не только на клеточном уровне. Участвуют и группы нейронов, и центры головного мозга, и ретикулярная формация, и эпифиз, и лимбическая система. Всё это влияет на кору головного мозга. А там есть структуры с характеристиками циклической активности, стимулирующие или подавляющие активность соседних и несоседних структур. Вот они и заставляют организм соблюдать циклы, в том числе и суточный. И для процессов восстановления работоспособности важнее их нет. Они дают организму возможность во время отдыха восполнить запасы макроэргических соединений, разнообразных питательных веществ, медиаторов, да и состава самой клетки. Образуются новые нейронные связи, и структурные изменения коснутся даже и самих нейронов.

О стимуляторах

Некоторые люди при крайней усталости применяют стимуляторы, если есть необходимость продолжения неоконченной работы. Часто этим методом пользуются и недобросовестные спортсмены. Нужно помнить, что с применением стимуляторов медленно уничтожаются сами нейроны. Человек просто сжигает свой энергии, даже принимая кофеин. Победить усталость и поддерживать физическую работоспособность можно гораздо более действенно и намного проще. Должен быть естественным и стабильным суточный режим, вот и всё. Именно это является самым эффективным средством сохранения работоспособности на должном уровне. Никакие медикаменты не потребуются. Тем не менее это средство не является популярным. Люди не любят постоянства и потому недооценивают режим суток. А если его нет, и таблетки будут помогать лишь определённое время. Организм привыкает и к ним.

Что же такое стабильный режим суток? Это не просто сон вовремя в течение восьми часов. Организм у каждого человека разный. Кому-то и шести хватает, другому и девяти часов мало. Главное здесь - естественность суточного режима. Для человека такая естественность состоит в том, чтобы проснуться утром, бодрствовать днём, отдыхать вечером и спать ночью. Деление людей на - миф. Когда "совы" привыкают к естественному циклу, у них значительно повышается и настроение, и продуктивность работы. Это проверено многими исследованиями. Есть люди, считающие, что ночью они работают продуктивнее. На самом деле у них просто сложился неестественный суточный цикл, и организм приспособился. Люди разные, даже температура тела у всех слегка отличается, разными являются и частота дыхания, и рисунок сердечного ритма. Однако у каждого из параметров есть норма. Поскольку нормальная температура тела человека - 36,6 градуса, так же точно и нормой суточного режима является "утренний" цикл.

Как нужно отдыхать

На нашей планете всё живое подчиняется суточному циклу, а сформировался этот ритм посредством циклического изменения освещения. Все знают, что даже мелатонин вырабатывается не постоянно, а в режиме. Около семидесяти процентов его секреции - ночь. Именно в темноте эпифиз увеличивает выработку мелатонина. Поэтому важный фактор в сохранении работоспособности - засыпать до полуночи, примерно в 23 часа. А просыпаться нужно примерно в 7.30. Можно сдвинуть эти метки на другое время - чуть-чуть пораньше или чуть-чуть попозже, но главное здесь - стабильность. Никакие "дедлайны", никакие мешать этому режиму не должны.

Есть интересная байка про дровосеков, устроивших соревнование. Один работал безостановочно и торопясь, а другой время от времени переставал работать. Когда второй останавливался, и первый дровосек слышал это, то радовался и принимался рубить ещё скорее. Как же он удивился, когда при подведении итогов оказалось, что отдыхающий дровосек выиграл с разгромным счётом! Как ему удалось нарубить в два раза больше с частым отдыхом, он в секрете не держал. Каждый час он останавливался и точил топор. Эта история ясно показывает, что любой аврал на работе будет побеждён, если топоры работников будут остры.

Во время отдыха идут важные процессы синтеза в организме человека, восстанавливаются запасы нейромедиаторов, энергетических соединений. Много всего малоизученного там происходит. И это случается только во сне. Просыпаться тоже необходимо правильно. Если удалось открыть глаза до того, как прозвенел будильник, досыпать уже не рекомендуется. Организм проснулся, и потому надо вставать. Главное - вовремя принять вертикальное положение, чтобы сонливость исчезла сразу же.

Здоровый сон

Засыпает здоровый организм легко и спит крепко. Если нет никаких патологий, то с привыканием к суточному режиму сон будет приходить быстро. В спальне не должно быть светло, душно или жарко. И всегда необходимо бороться с насморком, именно из-за него человек чаще всего не отдыхает, поскольку просыпается ночью десять и более раз. Утром состояние разбитое, а от чего - человек не понимает, поскольку не помнит, что просыпался.

Тем не менее снотворные использовать не рекомендуется, потому что их действие основано на том, чтобы угнетать нервную систему, причём с нехорошими побочными эффектами. При перестройке организма на "утренний" ритм специалисты иногда советуют принимать "Мелаксен". Это тот же мелатонин, который вырабатывается эпифизом. И то - не более недели, минут за пятнадцать до того, как лечь спать. Запивать водой, как и любые другие лекарства, нужно обязательно. Также перед сном рекомендуют принимать "Глицин", рассасывая таблетку под языком. Но помните, что любые препараты можно пить только после консультации с врачом.

Гиподинамия

Многие люди страдают от гиподинамии, поскольку дефицит движения на сегодняшний день принимает огромные масштабы. Особенно городские жители и более всего - работники сферы IT страдают от этого. Здесь только одна рекомендация - физкультура. Можно совершать утреннюю пробежку, можно использовать велосипед для пути на работу. Для многих это хороший выход - не стоять в пробках, не толкаться в метро, полном неприятных запахов.

И не нужно тратить дополнительное время на фитнес-центр, поскольку норма упражнений уже утром будет выполнена. Выезжать лучше пораньше и не выбирать короткую дорогу. Во-первых, это безопасно, во-вторых - воздух свежее. Утром можно не завтракать, а после велопрогулки аппетит явно улучшится, да и пища будет усваиваться лучше. То, что прибавится бодрости - без сомнений. Если же велосипед недоступен - можно несколько остановок перед работой просто пройти пешком. Это всё отлично влияет на поддержание физической работоспособности на должном уровне.