Влияние физических нагрузок на опорно-двигательный аппарат

      Под влиянием физической нагрузки мышцы  не только лучше растягиваются, но и  становятся более твердыми. Твердость  мышц объясняется, с одной стороны, разрастанием протоплазмы мышечных клеток и межклеточной соединительной ткани, а с другой стороны –  состоянием тонуса мышц.

      Занятия физическими упражнениями способствуют лучшему питанию и кровоснабжению мышц. Известно, что при физическом напряжении не только расширяется просвет  бесчисленных мельчайших сосудов (капилляров), пронизывающих мышцы, но и увеличивается  их количество. Так, в мышцах людей, занимающихся физической культурой  и спортом, количество капилляров значительно  больше, чем у нетренированных, а  следовательно, у них кровообращение в тканях и головном мозге лучше.

      Как говорилось выше, под воздействием физических нагрузок развиваются такие  качества как сила, быстрота, выносливость.

      Лучше и быстрее других качеств растет сила. При этом мышечные волокна  увеличиваются в поперечнике, в  них в большом количестве накапливаются  энергетические вещества и белки, мышечная масса растет.

     Физические  тренировки также способствуют развитию и укреплению костей, сухожилий и  связок. Кости становятся более прочными и массивными, сухожилия и связки крепкими и эластичными. Толщина  трубчатых костей возрастает за счет новых наслоений костной ткани, вырабатываемой надкостницей, продукция  которой увеличивается с ростом физической нагрузки. В костях накапливается  больше солей кальция, фосфора, питательных  веществ. А ведь чем более прочность  скелета, тем надежнее защищены внутренние органы от внешних повреждений.

     Увеличивающаяся способность мышц к растяжению и  возросшая эластичность связок совершенствуют движения, увеличивают их амплитуду, расширяют возможности адаптации  человека к различной физической работе.

     Физическая  работа делится на два вида: динамическую и статическую. Динамическая работа выполняется тогда, когда в физическом смысле происходит преодоление сопротивления  на определенном расстоянии. В этом случае (например, при езде на велосипеде, подъеме на лестницу или в гору) работа может быть выражена в физических единицах (1 Вт = 1 Дж/с = 1 Нм/с). При положительной  динамической работе мускулатура действует  как «двигатель», а при отрицательной  динамической работе она играет роль «тормоза» (например, при спуске с  горы).

Статическая работа производится при изометрическом мышечном сокращении. Так как при этом не преодолевается никакое расстояние, в физическом смысле это не работа; тем не менее, организм реагирует  на нагрузку физиологически напряженней. Проделанная работа в этом случае измеряется как произведение силы и времени.

     Обмен веществ в мышце. При легкой работе получение энергии происходит по анаэробному пути только в течение  короткого переходного периода  после начала работы; в дальнейшем метаболизм осуществляется полностью за счет аэробных реакций с использованием в качестве субстратов глюкозы, а также жирных кислот и глицерола. В отличие от этого во время тяжелой работы получение энергии частично обеспечивается анаэробными процессами. Сдвиг в сторону анаэробного метаболизма (приводящего к образованию молочной кислоты) происходит в основном из-за недостаточности артериального кровотока в мышце, или артериальной гипоксии. Кроме этих «узких мест» в процессах энергообеспечения и тех, что временно возникают сразу же после начала работы, при экстремальных нагрузках образуются «узкие места», связанные с активностью ферментов на различных этапах метаболизма. При накоплении большого количества молочной кислоты наступает мышечное утомление. После начала работы требуется некоторое время для увеличения интенсивности аэробных энергетических процессов в мышце. В этот период дефицит энергии компенсируется за счет легкодоступных анаэробных энергетических резервов (АТФ и креатин-фосфата).

     Во  время динамической работы происходят существенные адаптационные сдвиги в работе сердечно-сосудистой системы. Сердечный выброс и кровоток в работающей мышце возрастают, так что кровоснабжение более полно удовлетворяет повышенную потребность в кислороде, а образующееся в мышце тепло отводится в те участки организма, где происходит теплоотдача.

     Во  время легкой работы с постоянной нагрузкой частота сокращений сердца возрастает в течение первых 5-10 мин  и достигает постоянного уровня; это стационарное состояние сохраняется  до завершения работы даже в течение  нескольких часов. Во время тяжелой  работы, выполняемой с постоянным усилием, такое стабильное состояние не достигается; частота сокращений сердца увеличивается по мере утомления до максимума, величина которого неодинакова у отдельных лиц (подъем, обусловленный утомлением). Даже после завершения работы частота сердечных сокращений изменяется в зависимости от имевшего место напряжения. После легкой работы она возвращается к первоначальному уровню в течение 3-5 мин; после тяжелой работы период восстановления значительно дольше – при чрезвычайно тяжелых нагрузках он достигает нескольких часов. Другим критерием может служить общее число пульсовых ударов свыше начальной частоты пульса в течение периода восстановления; этот показатель служит мерой мышечного утомления и, следовательно, отражает нагрузку, потребовавшуюся для выполнения предшествующей работы.

     Потребление организмом кислорода возрастает пропорционально  величине и эффективности затрачиваемых усилий. При легкой работе достигается стационарное состояние, когда потребление кислорода и его утилизация эквивалентны, но это происходит лишь по прошествии 3-5 мин, в течение которых кровоток и обмен веществ в мышце приспосабливаются к новым требованиям. До тех пор пока не будет достигнуто стационарного состояния, мышца зависит от небольшого кислородного резерва, который обеспечивается 0₂, связанным с миоглобином, и от способности извлекать больше кислорода из крови. При тяжелой мышечной работе, даже если она выполняется с постоянным усилием, стационарное состояние не наступает; как и частота сокращений сердца, потребление кислорода постоянно повышается, достигая максимума.

     С началом  работы потребность в энергии увеличивается мгновенно, однако для приспособления кровотока и аэробного обмена требуется некоторое время; таким образом, возникает кислородный долг. При легкой работе величина кислородного долга остается постоянной после достижения стационарного состояния, однако при тяжелой работе она нарастает до самого окончания работы. По окончании работы, особенно в первые несколько минут, скорость потребления кислорода остается выше уровня покоя происходит «выплата» кислородного долга. Однако этот термин не точен, так как увеличение потребления кислорода после завершения работы не отражает непосредственно процессы восполнения запасов 0₂ в мышце, а происходит и за счет влияния других факторов, таких, как увеличение температуры тела и дыхательная работа, изменение мышечного тонуса и пополнение запасов кислорода в организме. Таким образом, долг, который будет возвращен, по величине больше, чем возникший во время самой работы. После легкой работы величина кислородного долга достигает 4 л, а после тяжелой может доходить до 20 л.

      Вообще, систематические занятия физкультурой приводят к адаптации человеческого  организма к выполняемой физической работе. В основе адаптации лежат  изменения мышечных тканей и различных  органов в результате тренировок. Все эти изменения определяют тренировочные эффекты. Они проявляются  в улучшении разнообразных функций  организма и повышении физической подготовленности.

      При анализе факторов, определяющих физические тренировочные эффекты упражнений можно выделить такие аспекты:

• функциональные эффекты тренировки
• пороговые, «критические» нагрузки для возникновения тренировочных эффектов.
• обратимость тренировочных эффектов
• специфичность тренировочных эффектов
• тренируемость, определяющая величину тренировочного эффекта

Последние два аспекта  наиболее важны в спортивной тренировке.

      Систематическое выполнение определенного рода физических упражнений вызывает следующие основные положительные функциональные эффекты:

• Усиление максимальных функциональных возможностей всего организма
• Повышение экономичности, эффективности деятельности всего организма

Первый эффект определяется ростом максимальных показателей при  выполнении предельных тестов. Они  отражают текущие максимальные возможности  организма, существенные для данного  вида упражнений. Например, об эффекте  тренировки выносливости говорит повышение  максимальных возможностей в усвоении кислорода, максимального потребления  кислорода и продолжительности  мышечной работы на выносливость.

      Второй  эффект проявляется в уменьшении функциональных сдвигов в деятельности других органов и систем организма  при выполнении определенной работы. Так, при выполнении одинаковой нагрузки у тренированного и нетренированного наблюдаются более низкие показатели для последнего. Для тренированного же человека будет наблюдаться более  низкие функциональные изменения в  частоте сердечных сокращений, дыхания  или потребления энергии.

      Одним из основных вопросов при занятии  физической подготовкой является выбор  соответствующих, оптимальных нагрузок. Они могут определяться следующими факторами:

• Реабилитациями после всевозможных перенесенных заболеваний, в том числе и хронических.
• Восстановительно - оздоровительная деятельность для снятия психологического и физического напряжения после работы.
• поддержание существующей тренированности на  существующем уровне.
• Повышение физической подготовки. Развитие функциональных возможностей организма.

      Как правило, не возникает серьезных  проблем с выбором нагрузок во втором и третьем случаях. Сложнее  обстоит дело с выбором нагрузок в первом случае, что и составляет основное содержание лечебной физической культуры.

      В последнем случае повышение функциональных возможностей отдельных органов  и всего организма, т.е. достижение тренировочного эффекта, достигается  в том случае, если систематические  тренирующие нагрузки  достаточно значительны, достигают или превышают  в процессе тренировки некоторую  пороговую нагрузку. Такая пороговая  тренирующая нагрузка должна превышать  повседневную нагрузку.

      Основным  правилом в выборе пороговых нагрузок заключается в том, что они  должны соответствовать текущим  функциональным возможностям данного  человека. Так, одна и та же нагрузка может быть эффективной для малотренированного человека и совсем неэффективной  для нетренированного человека.

     Следовательно, принцип индивидуализации в значительной мере опирается на принцип пороговых  нагрузок. Из него следует, что  при  определении тренировочных нагрузок как тренер - преподаватель, так и  сам тренирующийся должны иметь  достаточное представление о  функциональных возможностях своего организма.

      Принцип постепенности в повышении нагрузок также есть следствие физиологического принципа пороговых нагрузок, которые  должны постепенно возрастать с ростом тренированности. В зависимости  от целей тренировки и личных способностей человека физические нагрузки должны иметь разную степень. Неодинаковые пороговые нагрузки применяются  для повышения или поддержания  уровня существующих функциональных возможностей.

      Основными параметрами физической нагрузки являются ее интенсивность, длительность и частота, которые вместе определяют объем  тренировочной нагрузки. Каждый из этих параметров играет самостоятельную  роль в определении тренировочной  эффективности, однако не менее важны  их взаимосвязь и взаимное влияние.

      Важнейший фактор, влияющий на тренировочную  эффективность - интенсивность нагрузки. При учете этого параметра  и начального уровня функциональной подготовленности влияние длительности и частоты тренировок в некоторых  пределах может не играть существенной роли. Кроме того, значение каждого  из параметров нагрузки значительно  зависит от выбора показателей, по которым  судят о тренировочной эффективности.

      Оптимальные пороговые нагрузки зависят также  от вида тренировки (силовая, скоростно-силовая, выносливость, игровая, техническая  и т.д.) и от ее характера (непрерывная, циклическая или повторно-интервальная). Так, например, повышение мышечной силы достигается за счет тренировки с  большими нагрузками (вес, сопротивление) при относительно малом их повторении на каждой тренировке. Примером прогрессивно нарастающей нагрузки при этом является метод повторного максимума, который  является максимальной нагрузкой, которую  человек может повторить определенное количество раз. При оптимальном  количестве повторений от 3 до 9 по мере роста тренированности вес увеличивается  так, чтобы это количество сохранялось  при околопредельном напряжении. Пороговой нагрузкой в данном случае  можно рассматривать величину веса (сопротивление), превышающую 70%  произвольной максимальной силы тренируемых  мышечных групп. В отличие от этого  выносливость повышается в результате тренировок с большим числом повторений при относительно малых нагрузках. При тренировке выносливости для  определения пороговой нагрузки необходимо учитывать интенсивность, частоту и длительность нагрузки, ее общий объем.