Сердечно-сосудистая и дыхательная система, их связь с физической нагрузкой

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Здоровье человека определяется множеством влияний, и среди части этих явлений, которая зависит от человека, может быть преобразована нашей волей и настойчивостью, решающее значение принадлежит двигательной активности.

Два действующих начала содержат самые разнообразные виды двигательной активности, используемые в занятиях физическими упражнениями - информацию и энергию. Работа мышц - не только механические действия, помогающие организму преодолевать силу тяжести. В каждом действии, в любом сокращении волокон, из которых состоят скелетные мышцы, в каждом натяжении связок и сухожилий, источник нервных импульсов, направляющихся по нервам в центральную нервную систему, а оттуда распространяющихся по всем без исключения внутренним органам. Работа мышц - источник информации, которую воспринимает каждый орган и ткань нашего организма. В результате этих импульсов улучшается состояние, повышается их жизнедеятельность. Рефлекторные влияния от сокращающихся мышц и других звеньев двигательного аппарата называют моторно-висцеральными рефлексами - стимулируют и повышают жизнеспособность влияние на ткани и органы. В этом их главное значение для организма.

Таким образом, мышцы  и весь двигательный аппарат представляют собой самый большой орган чувств, ведь только мышцы составляют почти половину массы всего тела, а если учесть еще и кости, связки и сухожилия, то эта величина становится более 50%. Информация, возникающая в процессе мышечной деятельности, имеет существенное значение.

Информация, поступающая  от мышц, связок и сухожилий имеет смысл, но этот смысл биологический, его «прочитывают» клетки, ткани и органы. Главное значение сигналов, поступающих от мышц - моторно-висцеральных рефлексов - состоит в том, что они стимулируют обмен веществ и энергии, повышают экономичность жизнедеятельности тканей, их работоспособность и улучшают состояние организма.

Деятельность мышц является мощным преобразованием энергии. Энергия питательных веществ, освобождаясь в организме, позволяет нам выполнять работу. Важнее то, что потребляя, расходуя энергию, работающие мышцы накапливают ее в мышечных волокнах и во всем организме.

Все три составляющих жизнь потока подчиняются влияниям средств физической культуры. Двигательная активность способствует полноценному использованию поступающих в  организм с пищей веществ, физические упражнения обеспечивают использование этих веществ для повышения энергетического уровня, на котором реализуется жизнедеятельность организма и упражнения вместе с закаливающими факторами приносят тканям организма ценнейшую в биологическом отношении информацию, стимулирующую жизнедеятельность всех органов и тканей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава I. Системы организма и физическая нагрузка

1.1. Связь сердечно-сосудистой системы  с физической нагрузкой

 

 

 

Генетически человек  запрограммирован с большим запасом резервов. Это особая биологическая целесообразность, сформировавшаяся в процессе естественного отбора. Резервы эти - животворный источник, который обеспечил выживаемость человека в борьбе со стихийными силами природы, становление его как вида и сейчас помогает успешно бороться с болезнями.

Сердечно-сосудистая система - система органов, которая обеспечивает циркуляцию крови по организму человека.

Чтобы лучше понять влияние  физических упражнений на сердечно-сосудистую систему, необходимо рассмотреть основные сведения об их строении, функции и резервных возможностях. Сердце - полый мышечный орган, выполняющий роль насоса, перекачивающего кровь, и обеспечивающий ткани кислородом. [9]

Артериальная кровь, насыщенная кислородом в легких, попадает в  левый желудочек, мощная мышца которого при сокращении выбрасывает кровь в аорту. Последняя разветвляется на артерии, на артериолы и капилляры, которыми снабжены туловище, конечности и внутренние органы. Из крови капилляров в ткани поступают питательные вещества, вода, соли и кислород, а обратно всасываются углекислота и продукты обмена веществ.

Сердце имеет массу в среднем 280г, его длина 13см, ширина 10,5см, толщина 7см. Все эти данные в значительной степени варьируются: у тренированных физически людей масса сердца может достигать 500г. и более. [3]

Сердце нетренированного человека в состоянии покоя за одно сокращение выталкивает в аорту 50-70 мл крови в минуту. При 70-80 сокращениях, - 3,5-5 л. Систематическая физическая тренировка усиливает функцию сердца и доводит систолический объем до 90-110 мл в покое, а при очень больших физических нагрузках - до 150 и даже 200 мл. Частота сердечных сокращений при этом увеличивается до 25 - 40л. Сердце спортсмена имеет десятикратный резерв мощности.

Высокие нагрузки (давление крови, максимальное и пульсовое) могут выдержать только здоровые сосуды. Для больных, например, гипертонической болезнью или артериосклерозом, они означали бы катастрофу. А между тем физиологи утверждают, что стенки здоровых артерий выдерживают давление до 20 атмосфер. [3]

 При большой физической  нагрузке возрастает и объем  циркулирующей в организме крови в среднем на 1-1,5л, достигая в целом 5-6л. Пополнение поступает из кровяных депо - своеобразных резервных емкостей, находящихся в печени, селезенке и легких. Следовательно, увеличивается количество циркулирующих красных кровяных телец - эритроцитов, в результате чего возрастает способность крови транспортировать кислород. [4]

Объем циркулирующей  крови способен возрастать благодаря  работе сердца-насоса и транспортных артерий с 3-5 до 40л в минуту. Она заполняет мельчайшие сосуды, артериолы и капилляры. Этот мощный поток крови обеспечивает кислородом и энергией возросшие потребности всего организма и в первую очередь мышечной системы. Кровоток в работающих мышцах увеличивается в десятки раз. [5]

На поперечном разрезе  мышцы в 1 мм² насчитывается около 1400 капилляров, а в 1 мм³ их около 4000. В работающих мышцах число функционирующих капилляров возрастает многократно. Скорость кровотока в работающих мышцах увеличивается в 20 раз, а интенсивность обмена веществ с использованием кислорода может возрасти в 100 раз.

Приведенные цифры свидетельствуют  о больших анатомических и  функциональных резервах сердечно-сосудистой системы, которые раскрываются при  их систематической тренировке.

Интересные расчеты  приводит в своей книге «Раздумья  о здоровье» академик Н.М.Амосов.

Сравниваются 2 человека: тренированный, сердце которого имеет максимальный минутный объем кровообращения 20л, нетренированный - с максимальным минутным объемом 6л. Обоим в состоянии покоя и при полном здоровье для жизнеобеспечения достаточно 4л крови в минуту. Предполагается, что они заболели тяжелым инфекционным заболеванием. При повышенной до 40⁰С температуре потребление кислорода тканями возросло вдвое. Организм первого человека легко справляется с этим, так как его сердце способно выдержать более значительную нагрузку, а ткани второго будут страдать от недостатка кислорода, «задыхаться», поскольку его сердце не в состоянии справиться с удвоенным объемом крови. В результате больной может погибнуть от сердечной недостаточности. [1]

Средних лет экономист  в течение длительного периода  систематически занимался бегом (около 30км в неделю). В возрасте 56 лет в результате несчастного случая заболел тяжелейшей формой острого сепсиса (заражение крови). Течение болезни не предвещало добра: сжигала многодневная, поднявшаяся до 40⁰ С температура, изматывала «сердечная гонка» с частотой сокращений более 100 ударов в минуту, сопровождавшаяся постоянным недостатком воздуха и неимоверно учащенным дыханием. Изнуряли проливные поты, появилась кровоточивость сосудов, периодически наступали спутанность и потеря сознания. Сердце работало на пределе. Трагическая развязка казалось неизбежной. Статистика показывает, что  выживает один из пяти. Этот больной оказался счастливцем. Мнение специалистов и его самого было единодушным: сердце выдержало благодаря систематическим занятием физкультурой. [3]

При регулярном занятии  физкультурой и спортом со стороны  сердечно-сосудистой системы отмечается экономичность работы в покое и при нагрузках малой и средней мощности, и максимальная мобилизация функций при предельной работе. Тренированному сердцу свойственно выполнять работу за счет учащения сердечных сокращений и увеличения силы сокращения миокарда. «Спортивное» сердце благодаря развитию капиллярной сети обильно снабжается кровью.

Заболевания сердечно-сосудистой системы относятся к числу  наиболее распространенных и чаще других приводят к инвалидности и смерти. Одной из причин увеличения количества заболеваний сердечно-сосудистой системы является снижение двигательной активности современного человека. Поэтому для предупреждения этих болезней необходимы регулярные занятия физкультурой, включение в режим дня различной мышечной деятельности. При наличии заболевания занятия физическими упражнениями оказывают лечебный эффект и приостанавливают дальнейшее его развитие. [2]

Таким образом, человек в отношении своего собственного сердца, является хозяином положения, он может сделать его здоровым и сильным, а может ослабить и разрушить его.

1.2 Связь  дыхательной системы с физической  нагрузкой

 

 

Дыхательная система  человека - совокупность органов, обеспечивающих внешнее дыхание (газообмен между вдыхаемым атмосферным воздухом и кровью).

Для того чтобы чётче представить себе функциональные и резервные возможности дыхательной системы, необходимо рассмотреть анатомо-физиологические особенности аппарата дыхания. Он состоит из воздуховодных путей и легких. Воздуховодные пути включают в себя носоглотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы, доставляющие атмосферный воздух в альвеолы, огромное количество которых и составляет собственно легочную ткань. Альвеолы - тонкостенные, наполненные воздухом пузырьки, густо оплетенные кровеносными легочными капиллярами. Легкие содержат около 600-700 млн. альвеол. Площадь их поверхности при выходе равняется 30 м², а при глубоком вдохе, т.е. при растяжении, достигает 100-120 м², а поверхность всего тела составляет около 2 м². Физические нагрузки увеличивают число альвеол в легких, совершенствуя тем самым дыхательный аппарат и увеличивая его резервы.[3]

Благодаря исследованиям  А.Г.Эйнгорна (1956) было установлено, что  у спортсменов количество альвеол  и альвеолярных ходов увеличено  на 15-20% по сравнению с не занимающимися спортом. Это значительный анатомический и функциональный резерв. 

Дыхание осуществляется последовательным чередованием вдоха и выдоха. В  норме здоровый взрослый человек  в покое делает в среднем 15-18 вдохов и выдохов в минуту, причем за один вдох в легкие поступает примерно 500 мл воздуха. Эта величина называется дыхательным объемом, или дыхательным воздухом. Таким образом, вентиляция легких в одну минуту составляет 7,5-9л. После обычного вдоха усилием воли можно дополнительно вдохнуть какое-то количество воздуха, он называется дополнительным. Точно также после обычного выдоха, возможно, еще выдохнуть некоторое количество воздуха, его называют резервным. Сумма дыхательного, дополнительного и резервного воздуха составляет жизненную емкость легких.

Физические упражнения оказывают большое влияние на формирования аппарата дыхания. У спортсменов жизненная емкость легких достигает 7л и более. Спортивные врачи сборных команд страны по баскетболу и лыжам зарегистрировали величины, равные 8100 и 8700 мл. [7]

Безусловно, спортсмены - это люди, как правило, с изначально хорошими физическими данными. Однако физические нагрузки развивают любой механизм.

Обследование школьников одного возраста и с одинаковыми антропометрическими  данными показали, что основные параметры  внешнего дыхания, кислородного пульса (количество кислорода, используемое организмом за одно сокращение сердца), объема сердца, максимального потребления кислорода, работоспособности были выше в среднем на 20-27% у тех из них, кто занимался спортом.

При максимальных физических нагрузках частота дыхания может возрасти до 50-70 в минуту, а минутный объем дыхания до 100-150л, т.е. в 10-15 раз превысить этот показатель, отмечаемый в состоянии покоя. [3]

Хорошо развитый дыхательный аппарат - надежная гарантия полноценной жизнедеятельности клеток. Известно, что гибель клеток организма в конечном итоге связана с недостатком в них кислорода. И напротив, установлено, что чем больше способность организма усваивать кислород, тем выше физическая работоспособность человека. Тренированный аппарат внешнего дыхания (легкие, бронхи, дыхательный мышцы) - это первый этап на пути к улучшению здоровья. [7]

При использовании регулярных физических нагрузок максимальное потребление  кислорода, как отмечают спортивные физиологи, повышается в среднем на 20-30%. У тренированного человека система внешнего дыхания в покое работает более экономно. Например, частота дыхания снижается до 8-10 в минуту, при этом несколько возрастает его глубина. Из одного и того же объема воздуха, пропущенного через легкие, извлекается большее количество кислорода.

Возрастающая при мышечной активности потребность организма  в кислороде «подключает» к решению  энергетических задач незадействованные  до этого резервы легочных альвеол. Это сопровождается усилением кровообращения во вступившей в работу ткани и повышением аэрации (насыщенность кислородом) легких. Хорошо «проветриваемая» при физических усилиях легочная ткань менее подвержена заболеваниям, чем те ее участки, которые аэрированы слабее и потому хуже снабжаются кровью. Известно, что при поверхностном дыхании нижние доли легких в малой степени участвуют в газообмене. Именно в местах, где легочная ткань обескровлена, чаще всего возникают воспалительные очаги. И напротив, повышенная вентиляция легких оказывает цели целительное действие при некоторых хронических легочных заболеваниях. [3]