Особливості адаптації організму при циклічних фізичних навантаженнях

[Введите текст].

ЗМІСТ.

ВСТУП.

РОЗДІЛ 1. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДИЧНІ ОСНОВИ ДОСЛІДЖЕННЯ АДАПТАЦІЇ ОРГАНІЗМУ ПРИ ЦИКЛІЧНИХ ФІЗИЧНИХ НАВАНТАЖЕННЯХ.

1.1 Сутність адаптації організму до фізичних навантажень.

1.2 Поняття циклічних фізичних навантажень у системність фізичного виховання.

1.3 Функціональні зміни в організмі при циклічних навантаженнях.

РОЗДІЛ 2. МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ.

2.1 Об'єкти дослідження.

2.2 Методи дослідження РОЗДІЛ 3. ФУНКЦІОНАЛЬНІ ОСОБЛИВОСТІ І АДАПТАЦІЯ ОРГАНІЗМУ ЮНАКІВ ТА МОЛОДІ ПРИ ЦИКЛІЧНИХ ФІЗИЧНИХ НАВАНТАЖЕННЯХ.

3.1 Особливості фізичного розвитку та фізичної працездатності людей молодого віку при циклічних фізичних навантаженнях.

3.2 Адаптаційні реакції серцево-судинної системи на фізичні навантаження за даними електрокардіографії.

3.3 Ехокардіографічні дослідження центральної гемодинаміки та морфометричних показників серця при циклічних фізичних навантаженнях РОЗДІЛ 4. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ ВИСНОВКИ.

CПИCОК ВИКОРИCТАНОЇ ЛІТEРАТУРИ.

ВСТУП.

Актуальність дослідження. Проблеми адаптації до важких фізичних навантажень інтенсивно вивчаються протягом останніх десятиріч. Сучасний спорт є унікальною ареною дослідження адаптаційних можливостей організму людини, де з’ясувалося, що прояви адаптації при різних фізичних навантаженнях досить різноманітні. Особливістю адаптації при цьому є різноманітність дії умов зовнішнього середовища, які по різному впливають на людину і постійно ускладнюються. Кожний черговий етап фізичного вдосконалення пред’являє особливі вимоги до організму.

Дослідження в спортивній фізіології довели, що адекватна рухова діяльність сприяє розвитку фізичного здоров’я, розширює функціональну здатність організму, а фізичні вправи мають велике значення при знятті втоми, лікуванні та фізичній реабілітації.

Постійні фізичні навантаження суттєво впливають на серцево-судинну систему (ССС) людини. Контроль над адаптивними реакціями організму при важких фізичних навантаженнях дозволяє раціонально організувати тренувальний процес, уникнути порушень і перевантажень в діяльності серцево-судинної системи.

Дослідження фізіологічних характеристик організму молоді при дозованих фізичних навантаженнях важливі для визначення ступеня готовності організму до даних навантажень з різним ступенем важкості і є дуже актуальними. Такі фізіологічні характеристики можуть бути використані при направленому відборі осіб з певними їх значеннями для циклічних видів спорту. Крім того, відповідні фізіологічні характеристики можна використати, як показники, які підходять до оцінки ступеня впливу фізичних навантажень на функціональний стан організму та здоров’я підлітків, а також як зворотний зв’язок, що треба враховувати при визначенні оптимальних фізичних навантажень для осіб з певними індивідуальними, функціональними, статевими та віковими особливостями. Віковий діапазон 14−22 роки, це період інтенсивного розвитку функцій серця та становлення від новачків до спортсменів високих розрядів в циклічних видах спорту, тренувальний процес в яких направлений на витривалість. Межа між фізіологічними адаптивними морфо-функціональними та патологічними змінами в діяльності серця при великих фізичних навантаженнях є не чіткою тому дослідження вікових особливостей цих змін було і залишається актуальною проблемою.

Об'єкт дослідження — адаптація організму при циклічних навантаженнях.

Предмет дослідження — є внутрішні і зовнішні чинники, механізми, способи і методи адаптації організму при циклічних фізичних навантаженнях.

Головною метою дипломної роботи є комплексне виявлення особливостей адаптації, а також факторів та чинників, що впливають на організм людини при фізичних навантаженнях.

Для досягнення зазначеної мети були поставлені наступні завдання:

— розкрити сутність адаптації організму до фізичних навантажень;

— визначити поняття циклічних фізичних навантажень у системі фізичного виховання;

— виділити функціональні зміни в організмі при циклічних навантаженнях;

— з'ясувати основні положення сучасної теорії адаптації;

— проаналізувати дослідження фізіологічних змін в організмі при надмірних навантаженнях;

— зробити відповідні висновки.

Теоретичною базою дослідження є наукові праці відомих українських та закордонних вчених: Волков В. М., Філін В.П., Йорданська Ф. А., Юдинцева М. С., Велитченков В. К., Граєвська Н.Д., Меєрсон Ф.З., Пшенічнікова М.Г., Апанасенко Г. Л., Платонов В. Н., Солодков А. С., Кисельов Л. В., Амосов Н.М.

Методи дослідження:

— порівняльний;

— статичний;

— метод аналізу і синтезу;

— прогнозування;

— контроль за динамікою частоти серцевих скорочень;

— артеріального тиску;

— електрокардіографія (ЕКГ) в стані спокою та при фізичних навантаженнях;

— ехокардіографія (ЕхоЕКГ) в стані спокою.

Практичне значення Практичне значення дослідження полягає в тому, що основні положення і висновки роботи можуть мати практичну значимість при підготовці до семінарських занять з фізичної реабілітації, гімнастики, аеробіки, спортивної морфології, вікової фізіології та гігієна, фізіології людини, фізичної реабілітації при захворювання серцево-судинної системи, біомеханіки, спортивної медицини, дипломатичної практики, також матеріали можуть використовувати при підготовці до конференцій на різні теми.

РОЗДІЛ 1. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДИЧНІ ОСНОВИ ДОСЛІДЖЕННЯ АДАПТАЦІЇ ОРГАНІЗМУ ПРИ ЦИКЛІЧНИХ ФІЗИЧНИХ НАВАНТАЖЕННЯХ.

1.1 Сутність адаптації організму до фізичних навантажень.

фізичний навантаження працездатність організм Заняття фізичними вправами та спортом є сильним фактором, який впливає на біологічну й соціальну природу людини. Невміле використання цього корисного фактора, який поліпшує фізичний розвиток людини і сприяє формуванню таких якостей, як сміливість, спритність, сила, витривалість, гнучкість може перетворити його в фактор, що завдає шкоди. У зв’язку з цим потрібно вивчити закономірності в організмі людини, які виникають під впливом занять фізичними вправами.

Для пояснення морфо-функціональних змін в організмі під впливом м’язової діяльності існує на перший погляд простий причинно-наслідковий зв’язок: фізичне навантаження > робоча гіпертрофія > збільшення м’язової маси.

Увага вчителів фізичної культури та тренерів іноді спрямована лише на досягнення кінцевого результату: нарощування м’язової маси у своїх вихованців, а разом із нею і силових якостей. При цьому не враховується той факт, що в перебудову втягується не тільки м’язова система, але й усі інші органи й системи в організмі людини. Фактично між причиною (фізичне навантаження) і наслідком (нарощування м’язової маси) стоїть складний ланцюг послідовних взаємних пристосувань різних систем організму до функціональних умов, які змінюються [4, c.96].

Під впливом занять фізичними вправами у м’язовій, кістковій, серцево-судинній та інших системах відбуваються функціональні зміни, що забезпечують пристосування організму до високих тренувальних і змагальних навантажень. Будь які зміни в одному органі або групі органів, що виникли під впливом занять фізичними вправами, викликають збалансовану і морфо-функціональну перебудову в усіх інших органах і системах організму. Ця взаємообумовленість морфологічних змін в організмі людини відображає сутність біологічного пристосування до фізичних навантажень. Детальніше адаптаційні зміни у функціонуванні систем організму під час фізичного навантаження представлено у наступних розділах [22, c.77].

Важливою властивістю будь-якого організму є підтримання постійності його внутрішнього середовища, яке дістало назву гомеостаз. Не дивлячись на те, що всі клітини й тканини постійно поновлюються у процесі життя, тканинний склад внутрішніх органів залишається стабільним. Для забезпечення цієї стабільності еволюція вибрала принцип надлишкової організації. Це виявляється в характерному для організму дублюванні органів і процесів. Парність органів заслуговує особливої уваги, так як у нормальних умовах для обслуговування організму достатньо одного з них. Людина може обійтися однією ниркою, однією легенею. Надлишковість організації страхує організм від випадковостей. Але з цього можна зробити й інший висновок, що стійкість організму набагато більша, ніж йому потрібна. Тому межа фізичних можливостей організму не вичерпується у звичайних ситуаціях, а розрахована ще й на межові навантаження.

Здатність реагувати на екзогенні (зовнішні) фактори й підтримувати постійність внутрішнього середовища є еволюційно виробленим механізмом адаптації живих систем. Пристосування організму до зовнішнього середовища здійснюється тонкою і збалансованою діяльністю багатьох систем організму, які координуються нейрогуморальними механізмами [16, С.116−117].

У найбільш загальному вигляді під адаптацією (від лат. пристосування) розуміють здатність усього живого пристосовуватися до умов зовнішнього середовища.

Виділяють фенотипічну адаптацію.

Фенотипічна адаптація, яка лежить в основі еволюції, являє собою процес пристосування до умов середовища популяцій (сукупності осіб одного виду) шляхом спадкових змін і природного відбору.

Фенотипічна адаптація — це пристосувальний процес, який розвивається в окремої особи протягом життя у відповідь на дію різних факторів зовнішнього середовища. Саме цей вид адаптації є предметом численних досліджень, які проводяться в останні десятиліття в різних галузях практичної та наукової діяльності людини [25, c.111].

При визначенні адаптації потрібно враховувати, що вона розуміється і як процес, і як результат:

* адаптація використовується для визначення процесу, при якому організм пристосовується до факторів зовнішнього або внутрішнього середовища;

* адаптація використовується для визначення відносної рівноваги, яка встановлюється між організмом і середовищем;

* під адаптацією розуміють результат пристосувального процесу.

При розгляді адаптації необхідно відмітити два важливих фактори:

* адаптація виникає під впливом подразника, який діє протягом деякого періоду часу: від декількох хвилин до багатьох поколінь;

* адаптація характеризується адекватністю зрушень в організмі (включаючи й морфологічні) змінам зовнішнього середовища [26, c.200].

Прийнято розрізняти дві стадії адаптації:

перша — функціональна адаптація, яка характеризується розвитком таких адаптаційних реакцій у системах організму, коли пристосування йде на функціональному рівні, а морфологічні зміни незначні й мають поліморфний характер;

друга — морфо-функціональна адаптація, яка відповідає такому стану систем, коли поряд із гіперфункцією має місце виражена морфологічна перебудова органів.

Взаємозв'язок між функцією і генетичним апаратом клітини є ключовою ланкою формування всіх довготривалих адаптаційних реакцій. Усі структурні зміни в органах і тканинах, які є наслідком довготривалої адаптації до фізичного навантаження (від гіпертрофії рухових нейронів до гіпертрофії міокарда та м’язів), протікають за однаковим принципом шляхом активації синтезу нуклеїнових кислот і білків у клітинах систем організму, які відповідають за адаптацію.

Ефективне функціонування органів і систем організму можливе лише при своєчасному посиленні синтезу структурних і ферментних білків. Пластичне забезпечення функцій безпосередньо пов’язане пластичним резервом клітин і всього організму та полягає в оновленні енергоутворюючих, транспортних і опорних структур клітин. Пластичний резерв клітин визначається стабільністю структурно-організованих білків клітини і можливостями клітини синтезувати нові молекули білків. Можливості синтезу у свою чергу залежать від функції генетичного апарату клітини, а також від забезпечення його енергією та амінокислотам. [14, С.121−123].

Формування довготривалих адаптаційних реакцій проходить чотири стадії:

— Перша стадія пов’язана з мобілізацією функціональних ресурсів організму людини в процесі виконання тренувальних програм певної спрямованості з метою стимуляції механізмів довготривалої адаптації на основі підсумування ефектів багаторазової повторюваної термінової адаптації.

— У другій стадії на фоні зростаючих і систематичних навантажень, які повторюються, відбуваються структурні й функціональні перетворення в органах і тканинах відповідної функціональної системи. У кінці цієї стадії спостерігається необхідна гіпертрофія органів, збалансованість діяльності різних ланцюгів і механізмів, які забезпечують ефективну діяльність функціональної системи в нових умовах.

— Третя стадія характеризується стійкою довготривалою адаптацією, виявляється в наявності необхідного резерву для забезпечення нового рівня функціонування системи, стабільності функціональних структур, тісним взаємозв'язком регуляторних і виконавчих органів.

— Четверта стадія настає при нераціонально побудованому, переважно надмірно напруженому тренуванні, неповноцінному харчуванні, неповному відновленні й характеризується виснаженням окремих компонентів функціональної системи (порушуються процеси оновлення структур, загибель окремих клітин і заміщення їх сполучною тканиною, що в результаті призводить до більш або менш вираженої функціональної недостатності). Подібні явища можуть спостерігатися при компенсаторній гіпертрофії серця, печінки, гіперфункції нервових центрів системи, при використанні навантажень, що виходять за межі адаптаційних ресурсів організму [25, c.188].

Природно, що раціонально побудований тренувальний процес передбачає перші три стадії адаптації. При цьому варто вказати на те, що протікання адаптаційних реакцій у межах зазначених стадій може відноситися до різних компонентів структури підготовленості спортсмена і змагальної діяльності в цілому. Зокрема, за таким шляхом протікає адаптація як окремих органів (наприклад, серця), функціональних систем (наприклад, системи, що забезпечує рівень аеробної продуктивності), так і формується підготовленість спортсмена у цілому, що виявляється у здатності до досягнення спортивного результату, запланованого на даному етапі спортивного удосконалення.

Ефективний розвиток довготривалої адаптації пов’язаний із систематичним навантаженням, яке висуває високі вимоги до адаптаційної системи. Інтенсивність розвитку довготривалих адаптаційних реакцій визначається величиною однократних навантажень, частотою їх використання і загальною тривалістю тренування. Найбільш ефективно довготривала адаптація розвивається при частому використанні великих і значних навантажень, які висувають високі вимоги до функціональних систем організму [20, С.114−115].

Важливим елементом довготривалої адаптації є формування в корі головного мозку економічних і стабільних зв’язків. В осіб, добре адаптованих, на відміну від неадаптованих, ці системи не руйнуються при дії різних відволікаючих факторів (високої психічної та емоційної напруги, зовнішніх перешкод, розвитку втоми) [30, c.70].

Довготривала адаптація характеризується збільшенням функціональних резервів, які є наслідком структурних перебудов органів і тканин, значною економізацією функцій, підвищенням рухомості та стійкості в діяльності функціональних систем, налагоджуванням раціональних і гнучких взаємозв'язків рухової та вегетативної функцій.

Таким чином, адаптація організму до систематичних фізичних навантажень полягає в метаболічних, функціональних змінах в органах і тканинах організму, у вдосконаленні механізмів нейрогуморальної регуляції функцій. Кінцевим результатом цих змін є функціональні ефекти тренування, які проявляються у підвищенні натренованості організму [31, c.42].

При ефективному пристосуванні до певних навантажень, які мають конкретні характеристики, нервові центри, окремі органи й функціональні механізми, які належать до різних анатомічних структур організму, об'єднуються в єдиний комплекс, що і є тією основою, на якій формуються термінові й довготривалі пристосувальні реакції.

Специфічність термінової і довготривалої адаптації чітко виявляється навіть у використанні навантажень, які характеризуються однаковою спрямованістю, тривалістю, інтенсивністю, а відрізняються тільки характером вправ. При специфічному навантаженні спортсмени показують більш високі функціональні можливості порівняно з неспецифічними навантаженнями.

1.2 Поняття циклічних фізичних навантажень у системі фізичного виховання.

Принцип безперервності і поступовості зумовлений умовно-рефлекторними закономірностями розвитку тренованості. Коли юні спортсмени систематично повторюються фізичні вправи, то тимчасові зв’язки закріплюються, а рухові якості і рухові навички при цьому стають постійними і міцними. Тривалі перерви в тренуваннях призводять до згасання тимчасових зв’язків і ослаблення рухових навичок і рухових якостей. Раніше інших згасають ті тимчасові зв’язки, які утворилися пізніше і тонко спеціалізовані. Інтервал відпочинку між фізичними вправами або двома заняттями повинні бути такими, щоб на «сліди» попередньої роботи накладався ефект наступної. Як правило, повторну роботу потрібно проводити у відновному періоді в фазі підвищеної працездатності (фаза суперкомпенсації), але для розвитку всіх видів витривалості повторне виконання фізичних вправ слід проводити в фазі неповного відновлення працездатності. Це забезпечує адаптацію організму до діяльності в умовах змінного внутрішнього середовища (кисневе голодування, зміни крові, підвищена температура тіла та ін.) [36, c. 301].

Сама назва передбачає безперервну діяльність без інтервалів відпочинку. Це може бути високо інтенсивна безперервна діяльність середньої тривалості або тренувального навантаження невеликої інтенсивності протягом часу. Розглянемо два види [24, c.55].

Інтенсивність роботи при такому тренуванні складає 85−95% максимальної ЧСС спортсмена. Наприклад, бігун на лижах на середні дистанції може пробігти 8 км (5миль) зі швидкістю 1 км за 3 хв. при середній ЧСС 180 уд./хв. (допустивши, що макс. ЧСС = 200 уд/хв.).

Таблиця 1.1 — Характеристика деяких аспектів високо інтенсивного безперервного тренувального процесу.

Високо інтенсивне безперервне тренування дуже ефективне для підготовки спортсменів, які займаються видами спорту, що вимагають витривалості при виконанні невеликого обсягу роботи. Тренування з постійною, близькою до змагань інтенсивністю підвищує спроможність спортсмена підтримувати однаковий темп під час забігу і, як правило веде до покращення результату. Крім того, регулярні тренувальні навантаження або забіги з інтенсивністю, близькою до змагальної, підвищують швидкість ніг, їх силу і м’язову витривалість. Але така тренувальна програма висуває спортсмену екстраординарні вимоги, особливо якщо вона розрахована на декілька тижнів або місяців. Рекомендується періодично вводити варіанти з нижчою інтенсивністю (1 -2 рази на тиждень), щоб дати можливість спортсмену відпочити після виснажливих високо інтенсивних безперервних тренувань [11, с. 85].

Довготривалі тренування низької інтенсивності. Цей вид тренувань став дуже популярним в кінці 60-их років XX століття. Спортсмени тренуються з відносно низькою інтенсивністю (60 — 80% ЧСС). Частота СС рідко перевищує 160 уд./хв. у молодих спортсменів і 140 уд./хв. — у доросліших. Головна мета тренування не швидкість, а дистанція. Спортсмени, які займаються видами спорту, що вимагають витривалості, можуть пробігати 24 — 48 км (15 — 30 миль) щодня, що складає за тиждень 160 — 320 км (100 — 200 миль). Швидкість бігу при цьому набагато нижча максимальної, яку може підтримувати спортсмен. Наприклад, якщо спортсмен може пробігти із швидкістю 1 км за 3 хвилини, то він повинен тренуватись із швидкістю 1 км за 4−5 хвилин. Цей метод тренування значно легший, ніж метод високо інтенсивного безперервного тренування, оскільки дає значно менше навантаження на серцево-судинну і респіраторну системи. Разом з тим, про бігання великих дистанцій може викликати значний дискомфорт у м’язах і суглобах.

Цей метод тренування найчастіше використовується для розвитку витривалості тими, хто хоче «бути у формі», а також спортсменами, які займаються командними видами спорту і використовують тренування на розвиток витривалості для загально фізичної підготовки і бажаючими зберегти високий рівень витривалості в між змагальному періоді [1, c.90].

Для цих цілей рівень інтенсивності зберігається в легенях 60−80% ЧСС, а дистанція скорочується. Наприклад, лижники можуть скоротити дистанцію до 5 км (3 миль).

Слід зазначити, щоденний метод дуже ефективний для розвитку загальної витривалості, оскільки дозволяє виконати роботу з найбільшою інтенсивністю. Для людей середнього і старшого віку, які хочуть досягти і зберегти рівень фізичної підготовки, цей метод найкращий і безпечний.

Вправи високої інтенсивності потенційно небезпечні для людей старшого віку, їм також не рекомендується займатись спринтерськими або «взривними» видами фізичної діяльності.

Поступове наростання тренувальних занять, їх динаміка. Оптимальні інтервали відпочинку між фізичними вправами повинні визначатися завданнями даного періоду тренування, розвитком загальної і спеціальної фізичної підготовки, віком спортсмена тощо [5, c. 33].

Щоб уникнути перетренування та перенапруження організму в спортивній практиці, необхідно систематично дотримуватись поступовості в підвищенні фізичних навантажень. Це стосується як одного тренувального заняття, так і тренувальних мікро і макроциклів.

Якщо тренувальні навантаження не будуть збільшуватись поступово, то виконувана робота стає звичною для людини, і реакції організму на них не змінюються. Оскільки в цих умовах не забезпечується суперкомпенсація енергетичних ресурсів і розширення функціональних можливостей, то розвиток тренованості при цьому припиняється [8, c.161].

Максимальні навантаження застосовуються тоді, коли діти добре адаптовані до середніх і великих навантажень і коли останні не викликають у центральній нервовій системі гальмування. Максимальні навантаження, при яких спортсмен досягає межі своїх функціональних можливостей, сприяють росту його тренованості, адаптації його організму до рухової діяльності при змінних умовах внутрішнього середовища і забезпечують розвиток всіх систем організму.

Залежно від чергування фізичних вправ і інтервалів відпочинку між ними в спортивному тренуванні використовують ряд методів.

Повторний метод характеризується багаторазовим повторенням вправи без зміни інтенсивності, темпу і структури її виконання. Використовується цей метод в усіх видах спорту для вдосконалення рухових навичок і розвитку фізичних якостей спортсмена [3, c. 188].

Перемінний метод тренування — це такий метод, коли при багаторазовому застосуванні вправи змінюється або її інтенсивність, або тривалість, або структура. Цей метод є одним із основних для підвищення функціональних можливостей організму.

Інтервальний метод характеризується поступовим скороченням інтервалів відпочинку між виконуваними вправами. У малотренованих осіб інтервали відпочинку повинні забезпечити початок наступної роботи в фазі суперкомпенсації, тобто фазі підвищеної працездатності. У міру росту тренованості організму інтервали відпочинку скорочуються, і наступна робота повинна розпочинатися в фазі зниженої працездатності, тобто в фазі недовідновлення. Це сприяє адаптації організму до рухової діяльності тіри значному накопиченні в організмі продуктів метаболізму. Цей метод тренування є сильним стимулом анаеробної працездатності організму, а тому він широко застосовується для виховання швидкісної витривалості.

Тренування з короткочасними (1−1,5 хв.) стандартними інтервалами відпочинку після напруженої фізичної роботи (в межах 80% від максимальної), яка виконується при частоті серцевих скорочень 160−180 за хвилину, сприяє підвищенню працездатності серця і збільшенню споживання кисню тканинами завдяки посиленню об'єму кровоточу [23, c. 69].

На розвиток аеробної і анаеробної працездатності великий вплив справляє інтенсивність фізичних вправ. Аеробна працездатність найбільше зростає при роботі серця з частотою 150−175 скорочень за хвилину, а анаеробна — при 180. При цій частоті серцевих скорочень МСК досягає максимальних величин, хоч порогом активізації анаеробного обміну вважається частота 165 скорочень за хвилину. Споживання кисню при цій частоті може досягати 70−80% від максимального.

Циклічність занять. Тренувальний процес не є постійним. Він повинен бути різновидним і спеціально спрямованим. Зміст тренувального процесу і його структура повинні періодично змінюватись. Це зумовлено фазовим (циклічним) характером розвитку тренованості (періодичні підйоми і спади працездатності) [13, c. 220].

Виявлено три фази тренованості. В першу фазу проходить підвищення її до оптимального рівня. В другу фазу тренованість підтримується на високому і відносно постійному рівні. При цьому спортивні результати високі і стабільні, повинна бути повністю сформована спортивна форма. Спортивною формою прийнято називати стан оптимальної готовності спортсмена до досягнення максимального результату в обраному виді спорту. Спортивна форма зумовлена оптимальними взаємовідношеннями в діяльності соматичних і вегетативних систем організму. Для учнів, які знаходяться в стані спортивної форми, характерна економізація фізіологічних процесів як в стані спокою, так і під час дозованої роботи, а також вдосконалена координація фізіологічних процесів. Крім того, для спортивної форми характерні низький рівень енергетичних витрат на одиницю роботи, прискорена робота і відновлення, стабільність рухових навичок та висока технічна і тактична майстерність. В третю фазу настає тимчасове зниження працездатності. Відповідно до цих трьох фаз спортивне тренування складається із трьох періодів: підготовчого, основного (загального) і перехідного.

Підготовчий період включає в себе два етапи. На першому етапі досягається висока загальна фізична підготовка спортсменів. У мало тренованих учнів у цей період потрібно підвищувати рівень фізичних якостей і формування рухової навички, а у тренованих необхідно їх вдосконалювати. Численні досліди показують, що чим різнобічнішу підготовленість має учень, тим ефективніше підвищується його спортивна майстерність [33, c. 45].

На другому етапі підготовчого періоду основна увага приділяється розвитку фізичних якостей і рухових навичок, необхідних для досягнення високих результатів у даному виді спорту. На кінець цього етапу повинна бути сформована спортивна форма і учні повинні показувати високі спортивні результати. Обов’язковою умовою цього етапу тренування є застосування максимальних навантажень, що досягається за допомогою участі дітей в прикидках і контрольних змаганнях. Цей період залежно від специфіки виду спорту і рівня загальної спеціальної підготовки учнів може тривати 3−4 місяці.

Основний період характеризується участю учнів у відповідальних змаганнях. В інтервалах між змаганнями проводяться тренувальні заняття. В зв’язку з тим, що в цей період фізичні навантаження дуже великі, необхідно весь режим навчальної і тренувальної роботи спрямовувати на збереження і навіть підвищення ступеня тренованості. Засоби, які застосовуються в цьому періоді, найрізноманітніші і повинні сприяти не тільки підвищенню працездатності учнів, а й забезпечувати активний їх відпочинок. Тривалість основного періоду 4−5 місяців, оскільки спортивну форму можна підтримувати на одному рівні в межах цього часу [24, c.221].

В перехідному періоді учні, які займаються спортивними тренуваннями, в змаганнях участі не беруть, тренувальні навантаження зменшуються і змінюється їх характер. У цей період їм частіше, ніж в інших тренувальних періодах, надається відпочинок, у зв’язку з чим тренованість організму дещо знижується. Тривалість перехідного періоду не більше 4 — 6 тижнів.

Циклічність характерна не тільки для цілорічного тренування, а й для тижневого. Це пов’язано з тим, що працездатність спортсмена неоднакова на початку, в середині і в кінці тижня. Найвищою вона є серед тижня, найнижчою в останні дні тижня. Ось чому виконання тяжких фізичних навантажень в ці дні нерідко призводить до зниження працездатності організму, розвитку втоми. Це зумовлено змінами багатьох функцій організму і зменшенням його енергетичних запасів, що важливо враховувати при плануванні тренувальних занять і змагань [12, c.173].

При круговому тренуванні спортсмен виконує серію обраних вправ у послідовності, яка називається кругом. Круг має бути із 6 — 10 тренажерів. На кожному тренажері спортсмен виконує конкретне завдання, наприклад віджимання або згинання рук, а потім переходить на інший тренажер. Потрібно кожну вправу виконувати в швидкому темпі. Показником покращення результатів роботи є виконання великого обсягу роботи на кожному тренажері. Крім того, оскільки спортсмен бігає між тренажерами, у міру збільшення відстані між ними покращується і діяльність серцево-судинної системи [6, c. 30].

1.3 Функціональні зміни в організмі при фізичних навантаженнях.

В поняттях адаптація, з одного боку і тренування, з іншого боку багато спільних рис, головною з яких є досягнення нового рівня працездатності. Адаптація організму до фізичних навантажень полягає в мобілізації та використанні функціональних резервів організму вдосконалення наявних фізіологічних механізмів регуляції. Ніяких нових функціональних явищ і механізмів в процесі адаптації не спостерігається, просто вже наявні механізми починають працювати досконаліше, інтенсивніше і економічніше (уражень серцебиття, поглиблення дихання та ін).

Процес адаптації пов’язаний зі змінами в діяльності всього комплексу функціональних систем організму: серцево-судинної, дихальної, нервової, ендокринної, травної, сенсомоторної та ін. Різні види фізичних вправ пред’являють різні вимоги до окремих органів і систем організму. Правильно організований процес виконання фізичних вправ створює умови для вдосконалення механізмів, що підтримують гомеостаз. В результаті цього зрушення, що відбуваються у внутрішньому середовищі організму, швидше компенсуються, клітини і тканини стають менш чутливими до накопичення продуктів обміну речовин [29, c.91 ].

Серед фізіологічних чинників, що визначають ступінь адаптації до фізичних навантажень, велике значення мають показники стану систем, що забезпечують транспорт кисню, а саме: система крові та дихальна система.

Кров та кровоносна система. В організмі дорослої людини міститься 5−6 л крові. У стані спокою 40−50% її не циркулює, перебуваючи в так званому депо (селезінка, шкіра, печінка). При м’язовій роботі збільшується кількість циркулюючої крові (за рахунок виходу з «депо»). Відбувається її перерозподіл в організмі: більша частина крові спрямовується до активно працюючим органам: скелетних м’язів, серця, легень. Зміни в складі крові спрямовані на задоволення зростаючої потреби організму в кисні. В результаті збільшення кількості еритроцитів і гемоглобіну підвищується киснева ємність крові, тобто збільшується кількість кисню, що переноситься в 100 мл. крові. При заняттях спортом збільшується маса крові, підвищується кількість гемоглобіну (на 1−3%), збільшується кількість еритроцитів, зростає кількість лейкоцитів і їх активність, що підвищує опірність організму до простудних та інфекційних захворювань. В результаті м’язової діяльності активізується система згортання крові. Це один із проявів термінової адаптації організму до впливу фізичних навантажень і можливим травмам з подальшою кровотечею. Програмуючи «з випередженням» таку ситуацію, організм підвищує захисну функцію системи зсідання крові [18, c. 16].

Рухова діяльність справляє істотний вплив на розвиток і стан всієї системи кровообігу. В першу чергу змінюється саме серце: збільшуються маса серцевого м’яза і розміри серця. У тренованих людей маса серця складає в середньому 500 г, у нетренованих — 300.

Серце людини надзвичайно легко піддається тренуванню. Активна м’язова діяльність сприяє гіпертрофії серцевого м’яза і збільшення порожнин серця. Об'єм серця у спортсменів більший на 30%, ніж у людей, які не займаються спортом. Збільшення об'єму серця, особливо лівого шлуночка супроводжується підвищенням його скоротливої здатності збільшенням систолічного і хвилинного об'ємів. Фізичне навантаження сприяє зміні діяльності не тільки серце, але і кровоносних судин. Активна рухова діяльність викликає розширення кровоносних судин, зниження тонусу їх стінок, підвищення їх еластичності. Все це дозволяє істотно прискорити кровообіг і, отже збільшити надходження поживних речовин і кисню в усі клітини і тканини організму [15, c.19].

Робота серця характеризується безперервною зміною скорочень і розслаблень його м’язових волокон. Скорочення серця називається систул, розслаблення діастул. Кількість скорочень серця за одну хвилину, частота серцевих скорочень (ЧСС). У стані спокою у здорових нетренованих людей ЧСС перебуває у межах 60−80 уд/хв, у спортсменів — 45−55 уд/хв і нижче. Уражень ЧСС у результаті систематичних занять фізичними вправами називається брадикардією.

Дихальна система. Зміни показників дихальної системи при виконанні м’язової діяльності оцінюються за частотою дихання, життєвої місткості легенів, споживання кисню, кисневого боргу та інших більш складних лабораторних досліджень.

Частота дихання (зміна вдиху і видиху та дихальної паузи) — кількість подихів на хвилину. Визначення частоти дихання проводиться за спірограмми або руху грудної клітки. Середня частота у здорових осіб — 16−18 за хвилину, у спортсменів — 8−12.

При фізичному навантаженні частота дихання збільшується в середньому в 2−4 рази і становить 40−60 дихальних циклів у хвилину. З почастішанням дихання неминуче зменшується його глибина. Глибина дихання — це об'єм повітря спокійного вдиху або видиху при одному дихальному циклі. Глибина дихання залежить від росту, ваги, розміру грудної клітки, рівня розвитку дихальних м’язів, функціонального стану та ступеня тренованості людини. ЖЄЛ — найбільший об'єм повітря, яке можна видихнути після максимального вдиху. У жінок ЖЄЛ становить в середньому 2,5−4 л, у чоловіків — 3,5−5 л. Під впливом тренування ЖЕЛ зростає, у добре тренованих спортсменів вона досягає 8 л. МОД характеризує функцію зовнішнього дихання, визначається твором частоти дихання на дихальний об'єм. У спокої МОД становить 5−6 л, при напруженому фізичному навантаженні збільшується до 120−150 л і більше.

При м’язовій роботі тканини, особливо скелетні м’язи, вимагають значно більше кисню, ніж у спокої, і виробляють більше вуглекислого газу. Це призводить до збільшення МОД як за рахунок почастішання дихання, так і внаслідок збільшення дихального обсягу [19, c.40].

Кисневий борг — це кількість кисню, яка необхідна для окислення продуктів обміну речовин, що утворилися при фізичній роботі. При інтенсивних фізичних навантаженнях, як правило, спостерігається метаболічний ацидоз різного ступеня вираженості. Його причиною є закислення крові, тобто накопичення у крові метаболітів обміну речовин. Для ліквідації цих продуктів обміну потрібен кисень — створюється кисневий запит. Коли кисневий запит вище споживання кисню в даний момент, утворюється кисневий борг. Нетреновані люди здатні продовжити роботу при кисневому боргу 6−10 л, спортсмени можуть виконувати таке навантаження, після якого виникає кисневий борг у 16−18 л і більше. Кисневий борг ліквідується після закінчення роботи. Час його ліквідації залежить від тривалості та інтенсивності попередньої роботи (від декількох хвилин до 1,5 год) [17, c.24 ].

Травна система. Систематично виконувані фізичні навантаження підвищують обмін речовин і енергії, збільшують потребу організму в поживних речовин, що стимулюють виділення травних соків, активізують перистальтику кишечника, підвищують ефективність процесів травлення. Однак при напруженій м’язовій діяльності, можуть розвиватися гальмівні процеси в травних центрах, зменшують кровопостачання різних відділів шлунково-кишкового тракту і травних залоз. У той же час сам процес активного переварювання їжі протягом 2−3 год після прийому знижує ефективність м’язової діяльності, так як органи травлення у цій ситуації виявляються як би більш потрібними в посиленому кровообігу. Крім того, наповнений шлунок піднімає діафрагму, тим самим ускладнюючи діяльність органів дихання і кровообігу. Ось чому фізіологічна закономірність вимагає приймати їжу за 2−3 години до початку тренування і через 30−60 хвилин після неї.

Видільна система. При м’язовій діяльності значна роль органів виділення, які виконують функцію збереження внутрішнього середовища організму. Шлунково-кишковий тракт виводить залишки неперетравленої їжі; через легені видаляються газоподібні продукти обміну речовин; сальні залози, виділяючи шкірне сало, утворюють захисний, пом’якшувальний шар на поверхні тіла; слізні залози забезпечують вологу, змочуючи слизову оболонку очного яблука. Однак основна роль у звільненні організму від кінцевих продуктів обміну речовин належить ниркам, потових залоз і легким. Нирки підтримують в організмі необхідну концентрацію води, солей та інших речовин; виводять кінцеві продукти білкового обміну; виробляють гормон ренін, який впливає на тонус кровоносних судин. При великих фізичних навантаженнях потові залози і легені, збільшуючи активність видільної функції, значно допомагають ниркам у виведенні з організму продуктів розпаду, що утворюються при інтенсивно протікають процеси обміну речовин [35, c.10 ].

Нервова система в управлінні рухами. При управлінні рухами ЦНС здійснює дуже складну діяльність. Для виконання чітких цілеспрямованих рухів необхідно безперервне надходження сигналів в ЦНС про функціональний стан м’язів, ступеня їх скорочення і розслаблення, позі тіла, положенні суглобів і кута згину в них. Вся ця інформація передається від рецепторів сенсорних систем і особливо від рецепторів рухової сенсорної системи, розташованих у м’язової тканини, суглобових сумках. Від цих рецепторів за принципом зворотного зв’язку і механізму рефлексу в ЦНС надходить повна інформація про виконання рухової дії і порівнянні її з заданою програмою. При багаторазовому повторенні рухового дії імпульси від рецепторів досягають рухових центрів ЦНС, які відповідним чином змінюють свою імпульсацію, що йде до м’язів, в цілях вдосконалення руху до рівня рухового навику. Руховий навик — форма рухової діяльності, вироблена за механізмом умовного рефлексу в результаті систематичних вправ [21, С.113−114 ].

РОЗДІЛ 2. МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ.

2.1 Об'єкти дослідження.

Для дослідження ми обрали практично здорових людей 14−22 років, спортсменів циклічного виду спорту (веслування на байдарках), тренувальний процес яких направлений перш за все на розвиток витривалості. Крім того, було досліджено контрольну групу, практично здорових осіб цієї ж вікової групи.

Відповідно до мети роботи, яка передбачала вивчення особливостей прояву антропометричних та функціональних показників у підлітків та молоді, крім групи спортсменів веслування на байдарках (ДЮСШ «Колос»), які використовують циклічні фізичні навантаження, направлені на витривалість (n = 45), були сформовані контрольні групи підлітків у загальноосвітніх школах м. Луцька та студентів Луцького інституту розвитку людини Університету «Україна» (n = 50). В експериментальній та контрольній групах був проведений розподіл за статевими ознаками.

2.2 Методи дослідження.

Для вивчення стану і змін серцево-судинної системи при циклічних фізичних навантаженнях використовувалися наступні методи дослідження: динамічний контроль за частотою серцевих скорочень, артеріальним тиском, електрокардіограмою (ЕКГ), ехокардіографія (ЕхоКГ), визначали фізичну працездатність та максимальне споживання кисню.

Реєстрація електрокардіограми (ЕКГ) проводилася за допомогою електрокардіографа ЕКГ «Поли-Спектр-12». Електрокардіограму реєстрували у грудних відведеннях по Небу-Бутченко. Аналізувалися такі показники ЕКГ: інтервали R-R, P-Q, Q-T, S-T, шлуночковий комплекс QRS до та після дозованих навантажень.

Дозовані фізичні навантаження в наших дослідженнях виконувалися на велоергометрі «Corival» в положенні сидячи. Сидіння велоергометра встановлювали на такому рівні, щоб у нижньому положенні педалі нога досліджуваного була повністю випрямлена в колінному суглобі. Виконувалося два навантаження по 5 хв кожне, з інтервалом між ними 3 хв. Частота педалювання контролювалася тахометром і становила 60 об.· хв-1. Розрахунок потужності першого і другого навантажень здійснювали з урахуванням маси тіла. Перше навантаження з розрахунку 1 Вт (6 кгм· хв-1) на 1 кг маси тіла, а друге — 2 Вт (12 кгм · хв-1) на 1 кг маси тіла. У кінці першого і другого навантаження методом електрокардіографії реєструвалася ЧСС, при цьому датчики були розташовані за методом Небо-Бутченко. У кінці п’ятої хвилини при першому навантаженні ЧСС становила 100−120 уд· хв-1, а при другому 140−160 уд· хв-1.

Наступні дослідження проводили за допомогою ехокардіографа Вrjuel&Kjal в М-режимі. Цей режим забезпечує реєстрацію зміни структур серця в реальному часі. Зображення формується з безперервним розгортанням у часі і одночасно з розгортанням за глибиною.

Цим методом ми вивчали наступні показники; кінцево-діастолічний розмір, кінцево-систолічний розмір, кінцево-діастолічний об'єм, кінцево-систолічний об'єм, ударний об'єм, хвилинний об'єм кровотоку, фракцію викиду, ступінь скорочення передньо-заднього розміру лівого шлуночка в систолі, ударний індекс, серцевий індекс, масу міокарда лівого шлуночка, задню стінку лівого шлуночка, між шлункову перетинку в діастолі.

Статистичну обробку даних здійснювали методами варіаційної статистики за допомогою комп’ютерної програми STATISTIKA. Вірогідність різниці між контрольними і піддослідними групами оцінювали за t — критерієм Студента. Вірогідною вважали різницю між порівнюваними серіями досліду при р < 0,05.

РОЗДІЛ 3. ФУНКЦІОНАЛЬНІ ОСОБЛИВОСТІ І АДАПТАЦІЯ ОРГАНІЗМУ ЮНАКІВ ТА МОЛОДІ ПРИ ЦИКЛІЧНИХ ФІЗИЧНИХ НАВАНТАЖЕННЯХ.

3.1 Особливості фізичного розвитку та фізичної працездатності людей молодого віку при циклічних фізичних навантаженнях.

Отримані при проведенні антропометричних досліджень людей молодого віку дані показують, що під впливом фізичних тренувань різної інтенсивності та циклічності суттєво змінюються та поліпшуються функції органів і систем, що найчастіше призводить до виражених позитивних змін у стані фізичного та психічного здоров’я. Наші дослідження антропометричних характеристик молоді при циклічних фізичних навантаженнях багато в чому підтвердили відомі літературні дані, але були відміченні і суттєві особливості (табл. 3.1), які підтвердженні на репрезентативній вибірці. Дослідження проводилися на 45 спортсменах веслувальниках (25 чоловіків та 20 жінок) і в контролі на 50 особах (28 — чоловіки та 22 — жінок), які не займаються спортом.

При цьому ми враховували, що фізичний розвиток дівчат та юнаків має свої особливості. Параметри тіла людини (довжина і маса тіла) в значній мірі генетично детерміновані. Проте раціонально організована фізична активність може впливати на їх вікові зміни у широких межах. За допомогою фізичних вправ в значній мірі можна впливати на масу тіла. Але вага у спортсменів збільшується, в основному, не за рахунок жирового компоненту (табл. 3.1), а у осіб, які не займаються спортом, збільшення ваги з віком відбувається в значній мірі за рахунок збільшення кількості жиру. Варто відмітити, що особливо інтенсивний приріст знежиреної маси відзначається у спортсменіввеслувальників: у хлопчиків у віці 14−15 років (табл. 3.1.) і у дівчаток — в 14−15 років. Інтенсивність збільшення маси стає більш вираженою при збільшенні стажу спортивних тренувань у спортсменів веслувальників на байдарках (табл.3.1). Тренування суттєво впливають на організм і чим старший вік і більший спортивний стаж, тим помітніше наступають кількісні зміни ваги тіла під впливом занять спортом.

Таблиця 3.1 — Вікова динаміка антропометричних показників зросту, ваги, динамометрія у чоловіків і жінок спортсменів та в контролі.

* - р< 0,05; ** - р<0,0І (вірогідність різниці значень між групою спортсменів та в контролі).

При дослідженні антропометричних показників у спортсменів веслувальників та в контролі з’ясували, що ріст, вага та динамометрія правої та лівої руки вірогідно збільшуються, причому закономірно і у віковій динаміці. Достовірна зміна цих значень у спортсменів спостерігається як на перших етапах спортивних навантажень, так і на більш високих рівнях спортивної майстерності. Результати представлених досліджень дозволяють вважати, що більші розміри тіла у спортсменів на відміну від однолітків-неспортсменів спочатку були генетично детерміновані, а потім стали результатом занять спортом і залишалися таким ж внаслідок інтенсивних занять спортом, що підтверджують дані літератури. Як відомо, у пубертатному періоді проходять суттєві зміни фізіологічних функцій, в тому числі і функцій апарату руху і його важливої складової частини — м’язової системи. Максимальний приріст відносної сили (сила на 1 кг маси тіла) відмічається до 14−15 років. Саме в цьому віці показники відносної сили м’язів дівчаток значно поступаються відповідним показникам хлопчиків. Досліджуючи вікові зміни м’язової витривалості у дівчаток, що не займаються спортом, ми знайшли, що в період з 14-І5 до 16, 18 років вони вірогідно посилюються, найвищий показник відмічений у дівчат спортсменок 18, 19−22 років.

В процесі вивчення абсолютних показників динамометрії правої та лівої руки встановлено, що кистьова динамометрія виявляє тенденцію до збільшення силових показників із віком у чоловіків спортсменів більшій мірі, ніж у чоловіків контролю. У спортсменів веслувальників чітко простежується збільшення як показників кистьової динамометрії правої руки, так і лівої руки, на відмінну від чоловіків контролю, які не займаються спортом. Ми спостерігали статистично достовірні більші параметри абсолютних показників кистьової динамометрії правої та лівої кисті у спортсменів — веслувальників по відношенню до контролю, як у чоловіків так і у жінок.

Відомо, що життєва ємність легень (ЖЕЛ), як антропометричний показник, в значній мірі залежить від фізичного розвитку, віку, статі, тренованості людини та ін. Наші дослідження показали, що до початку підліткового віку (14−15 років) у дівчаток резервний об'єм повітря складає 23,3% загальної та 27,7% життєвої ємності легень, а резервний об'єм повітря юнаків 4−15 років складає 47,4% загальної і 52,6% життєвої ємності легень. З віком резервні об'єми видиху та вдиху відносно загальної ємності легень збільшуються, а дихальний і залишковий об'єми зменшується. В пубертатному періоді з’являються суттєві статеві відмінності ЖЄЛ. ЖЄЛ у дівчаток 14 років помітно менша, ніж у юнаків. Природно, що у дівчат і жінок життєва ємність легень менша, ніж у юнаків і чоловіків. Найбільша величина цих показників досягає до 25−30 років.

Визначення фізичної працездатності спортсменів та контролю за допомогою велоергометричного тесту PWC170 показало, що в наших дослідженнях у спортсменів середні показники абсолютної величини навантаження при PWC170 складають 1454 кгм/хв, а відносна величина навантаження дорівнює 48,3 кгм /хв· кг у чоловіків, а у жінок спортсменок в свою чергу становить 1074 кгм /хв та відносна величина навантаження 44 кгм/хв· кг. Тест PWC170 застосовують для обстеження висококваліфікованих спортсменів, але разом з тим він має своє застосування при вивченні індивідуальної працездатності у новачків та у молодих спортсменів. Максимальне споживанню кисню ми розраховували після визначення величини навантаження при PWC170. Існування високої кореляції між величинами МСК і PWC170 (коефіцієнт кореляції за даними різних дослідників рівний 0,7−0,9) дозволяє визначити розрахунковим методом МСК. Максимальне споживання кисню відображає максимальну аеробну потужність організму при фізичних навантаженнях. Ця величина характеризує верхню межу доступного організмові рівня окислювальних процесів, максимально підсилених м’язовою роботою.

Оскільки існують суперечливі відомості щодо рівня й вікових особливостей аеробної продуктивності молоді при фізичних навантаженнях, нами були проведені дослідження, які дозволили об'єктивно оцінити аеробну продуктивність організму представників чоловічої і жіночої статі віком від 14 до 22 років. Для вивчення вікової динаміки показників аеробної продуктивності обстежувані поділялися на п’ять вікових груп: І група — 14−15 років, ІІ - 16 років, Ш — 17 років, IV — 18 років, V — 19 — 22 роки.

Як видно з таблиці 3.2., чоловіки контролю мають достовірно нижчі показники PWC170 по всіх вікових категоріях, ніж спортсмени, які у 19−22 років досягають найбільших результатів на відмінну від контролю. Значення PWC170 у не тренованих стає зрозумілим, тому що серед чоловіків контролю були особи з різними розмірами тіла, мали неоднаковий руховий досвід, і вели різний за фізичною активністю спосіб життя. Показники змін максимального споживання кисню при віковому порівнянню спортсменів та чоловіків контролю прямо пропорційно відображають показники змін величини навантажень при PWC170 (табл. 3.2).

Таблиця 3.2 — Показники аеробної продуктивності і PWC 170 у спортсменів і в контролі у осіб чоловічої та жіночої статі різного віку.