Биологические механизмы адаптации

Тема 1.2. Общие закономерности физиологической адаптации

Специфические и неспецифические  компоненты адаптации. Общий адаптационный  синдром. Г.Селье и его роль в  исследовании стресса и адаптации. Стадии развития (фазы) адаптации и  стресс-реакции. Гормональные механизмы адаптации. Структурные следы адаптации. Концепция Ф.Меерсона о соотношении срочной и долговременной адаптации. Клеточные, тканевые, органные, системные и центральные механизмы адаптации. Роль нервных и гуморальных систем управления в процессе формирования адаптации. Физиологическая «цена» процессов адаптации. Срыв адаптации: причины, механизмы, формы проявления, способы предотвращения. Непрерывность адаптации. Деадаптация в условиях прекращения действия фактора: завершение спортивной карьеры; гипокинезия; гипогравитация. Дезадаптация и перетренировка. Проблема совместимости адаптивных изменений под воздействием стимулов различной модальности. Системные аспекты адаптации.

 

Раздел 2. Физиологические  эффекты мышечной деятельности

Тема 2.1. Физиологическая реакция (срочная адаптация организма) на циклическую физическую нагрузку

Действующие факторы: ритмическая  сократительная активность скелетных  мышц; перемещение тела или его  частей в поле тяготения; механическое воздействие на сосудистое русло  и грудную клетку; механическое воздействие на элементы скелета; активация рецепторов (проприоцепторы, барорецепторы, хеморецепторы и пр.). Непосредственные физиологические эффекты: падение энергетического потенциала в мышечных клетках и активация метаболизма; усиление регионального и центрального кровотока; увеличение венозного возврата; активация легочной вентиляции; учащение сердцебиений; нарушение гомеостаза; активация гормональной активности ряда желез внутренней секреции; стимуляция рефлексогенных зон. Опосредованные физиологические эффекты: увеличение кислородного запроса мышечной ткани; увеличение скорости транспорта газов кровью; активация гликогенолиза и/или липолиза; усиление теплоотдачи (кожные сосудистые реакции, потовыделение, перспирация); включение механизмов нормализации гомеостаза; повышение кровяного давления; изменения в системе крови; изменение гормонального фона. Фазовый характер реакции организма на циклическую нагрузку. Фаза врабатывания. Фаза устойчивого состояния. Фаза утомления. Фаза восстановления. Физиологические эффекты, имеющие адаптивное значение. Зоны мощности циклической нагрузки. Характеристика зоны линейных отношений между мощностью нагрузки и показателями активности вегетативных систем. Лимиты функциональных возможностей организма при выполнении циклической работы разной мощности. Физиологические методы оценки и программирования интенсивности и объема циклических нагрузок.

Тема 2.2. Физиологическая  реакция (срочная адаптация организма) на статическую физическую нагрузку

Действующие факторы: длительная тетаническая сократительная активность скелетных мышц; фиксация тела или его частей в поле тяготения; механическое пережатие сосудов, расположенных в зоне действия сократившихся мышц; натуживание и фиксация положения грудной клетки; механическое воздействие на элементы скелета; активация рецепторов (проприоцепторы, барорецепторы, хеморецепторы и пр.). Непосредственные физиологические эффекты: падение энергетического потенциала в сократившихся мышечных клетках и активация метаболизма; стагнация регионального кровотока; снижение легочной вентиляции; локальное нарушение гомеостаза; активация гормональной активности ряда желез внутренней секреции; стимуляция отдельных рефлексогенных зон. Опосредованные физиологические эффекты: увеличение кислородного запроса мышечной ткани; локальная ишемия и гипоксия; уменьшение скорости транспорта газов кровью; активация гликогенолиза и анаэробного гликолиза; появление в крови значительного количества информационных молекул, воздействующих на клеточные мембраны разных типов клеток. Фазовый характер реакции организма на статическую нагрузку. Фаза сокращения. Фаза утомления. Фаза восстановления. Физиологические эффекты, имеющие адаптивное значение. Зоны интенсивности статической нагрузки. Лимиты функциональных возможностей организма при выполнении статической работы разной интенсивности. Физиологические методы оценки и программирования интенсивности и объема статических нагрузок. Сенсорно-субъективные методы оценки и регуляции напряженности выполняемых статических упражнений.

 

Тема 2.3. Физиологическая реакция (срочная адаптация организма) на ациклическую динамическую физическую нагрузку

Действующие факторы: аритмическая сократительная активность скелетных мышц; неравномерные  перемещения тела или его частей в поле тяготения; апериодическое механическое воздействие на сосудистое русло и грудную клетку; механическое воздействие на элементы скелета с переменными ускорениями; активация рецепторов (проприоцепторы, барорецепторы, хеморецепторы и пр.). Непосредственные физиологические эффекты: падение энергетического потенциала в мышечных клетках и активация метаболизма; усиление регионального и центрального кровотока; увеличение венозного возврата; активация легочной вентиляции; учащение сердцебиений; нарушение гомеостаза; активация гормональной активности ряда желез внутренней секреции; стимуляция рефлексогенных зон. Опосредованные физиологические эффекты: увеличение кислородного запроса мышечной ткани; увеличение скорости транспорта газов кровью; активация гликогенолиза и/или липолиза; усиление теплоотдачи (кожные сосудистые реакции, потовыделение, перспирация); включение механизмов нормализации гомеостаза; повышение кровяного давления; изменения в системе крови; изменение гормонального фона. Фазовый характер реакции организма на ациклическую нагрузку. Запаздывание реактивных изменений по отношению к меняющейся нагрузке. Физиологические эффекты повторных нагрузок. Фазы и возможные механизмы утомления. Физиологические эффекты, имеющие адаптивное значение. Физиологические особенности различных режимов отдыха. Зоны интенсивности ациклической нагрузки. Средняя эффективная интенсивность ациклической нагрузки. Физиологические методы оценки и программирования интенсивности и объема ациклических нагрузок. Сенсорно-субъективные методы оценки и регуляции напряженности выполняемых ациклических упражнений.

Ациклическая физическая нагрузка. Определение реакции организма  по показателям пульса и дыхания. Кумулятивный эффект в серии ациклических упражнений. Сенсорно-субъективная оценка трудоемкости ациклических упражнений. Средняя интенсивность серии ациклических упражнений. Протоколирование проведенных тестов. Динамика восстановительных процессов. Физиологическая стоимость ациклической работы.

Раздел 4. Специфика адаптации  в зависимости от вида спорта и направленности тренировочного процесса

Тема 4.1. Долговременная адаптация организма к систематическим силовым, скоростно-силовым и скоростным физическим нагрузкам

Мышечная сила как одно из ведущих  двигательных качеств. Морфологические  и физиологические механизмы проявления силы. Максимальная сила и максимальная произвольная мышечная сила, силовой дефицит. Статическая и динамическая мышечная сила. Мышечные (периферические) и центрально-нервные факторы, определяющие максимальную произвольную мышечную силу. Периферические факторы: объем (физиологический поперечник) мышц, композиция мышц. Рабочая гипертрофия как результат адаптации к систематическим физическим нагрузкам. Виды гипертрофии. Нервные и гормональные механизмы развития мышечной гипертрофии. Центрально-нервные (координационные) факторы проявления силы: внутри- и межмышечная координация. Особенности совершенствования и проявления мышечной силы в разных видах спорта. Энергетическая характеристика силовых упражнений. Значимость мышечной силы для успешной соревновательной деятельности в разных видах спорта.

Быстрота как одно из ведущих  двигательных качеств. Физиологические  механизмы проявления быстроты. Нервный  и мышечный компоненты быстроты, их адаптивные изменения в процессе целенаправленной тренировки. Энегретическая характеристика скоростных упражнений. Значимость быстроты для успешной соревновательной деятельности в разных видах спорта.

Физиологические корреляты силы и  быстроты. Физиологические показатели, используемые для оценки анаэробных возможностей человека, и методы их измерения.

Самостоятельная работа студентов 6 часов

Составление таблицы: адаптивные сдвиги в организме при регулярном воздействии  силовых, скоростных и скоростно-силовых  нагрузок по разделам: клеточный уровень, тканевый уровень, организменный уровень, системный уровень межклеточного и межтканевого взаимодействия.

 

Тема 4.2. Долговременная адаптация организма к упражнениям, требующим проявления выносливости

Практическое  занятие 4 часа

Аэробные возможности организма  и выносливость. Адаптация кислородтранспортной и кислород-утилизирующей систем организма, определяющих выносливость человека. Механизмы адаптации О₂-утилизирующей системы: капилляризация мышечных волокон, изменение структурных и биохимических особенностей мышечных клеток, содержания, доступности и эффективности аэробного использования энергосубстратов.

Кислородтранспортная система: внешнее  дыхание, кровь, кровообращение. Адаптация  сердца к тренировочным нагрузкам. Два типа рабочей гипертрофии  миокарда. Перераспределение кровотока. Системная и региональная АВР-О₂, механизмы ее проявления.

Генетические и средовые (тренировочные) факторы выносливости, их взаимодействие в процессе адаптации  к физическим нагрузкам.

Физиологические корреляты  выносливости. Физиологические показатели, используемые для оценки аэробных возможностей человека, и методы их измерения.

 

Самостоятельная работа студентов 6 часов

Составление таблицы: адаптивные сдвиги в организме при регулярном воздействии  нагрузок на выносливость по разделам: клеточный уровень, тканевый уровень, организменный уровень, системный уровень межклеточного и межтканевого взаимодействия.

 

Раздел 5. Экологические  аспекты адаптации к мышечной деятельности

Тема 5.1. Эколого-физиологические (климатические) аспекты адаптации к физической нагрузке

Лекция 2 часа

Влияние пониженного парциального давления кислорода (высоты над уровнем  моря) на срочную и долговременную физиологическую адаптацию. Физиологические  механизмы срочных и долговременных адаптивных реакций организма на условия среднегорья и высокогорья. Сроки адаптации (акклиматизации) в условиях высоты. Динамика физической и спортивной работоспособности в разных видах спорта в условиях среднегорья. Реакклиматизация (возвращение в привычные условия) организма спортсменов, ее особенности.

Практическое (семинарское) занятие 2 часа

Физиологический смысл тренировки в среднегорье. Эффекты и механизмы.

Самостоятельная работа студентов 5 часов

Подготовка к коллоквиуму «Тренировка  в среднегорье. Эффекты и механизмы».

Практическое (семинарское) занятие 4 часа

Коллоквиум «Тренировка в среднегорье. Эффекты и механизмы».

 

Тема 5.2. Адаптация к физической нагрузке в условиях гипер- и гипотермии

Практическое  занятие 4 часа

Адаптация организма к условиям повышенной температуры (гипертермии) и влажности воздуха. Механизмы срочной адаптации. Повышение теплоотдачи (усиление кожного кровотока, потовыделения). Особенности регуляции системы кровобращения в покое и при физической нагрузке. Водно-солевой баланс: дегидратация, потеря минеральных веществ (солей). Физическая и спортивная работоспособность в условиях гипертермии. Тепловая адаптация.

Адаптация организма к  условиям гипотермии. Физиологические  механизмы закаливания. Взаимодействие температурной адаптации с эффектами  физической тренировки.

Особенности адаптации организма человека к водной среде.