Вплив оздоровчого бігу на фізичний стан учнів середнього шкільного віку

Біг зі швидкістю між максимальною і критичною  в літературі називають переважно анаеробним і не використовують в оздоровчому бігу. Режим бігу між критичною швидкістю і швидкістю анаеробного порогу дістав назву змішаного (аеробно-анаеробного). У змішаному режимі можливі вправи не частіше 1 разу в тиждень для добре підготовлених бігунів. Він зустрічається переважно на змаганнях. Режим бігу з швидкістю нижче анаеробного порогу (вираженого в концентрації лактату – 4 ммоль) дістав назву аеробного. Це основний режим, у якому бігуни виконують біля 60-70% всього річного кілометражу. Він сприяє створенню необхідної функціональної бази підготовленості. Нижньою границею цього режиму вибраний рівень концентрації лактату в крові – 2ммоль, який назвали аеробним порогом. Режим бігу зі швидкістю нижче аеробного порогу називається відновлювальним або компенсаторним. Він також популярний в оздоровчій фізичній культурі [60].

Режим бігу на рівні і  нижче швидкості анаеробного  порогу є найбільш ефективним для  зміцнення серцево-судинної і дихальної  систем, тому його рекомендують застосовувати у заняттях оздоровчим бігом.

Таким чином, межі коливань ефективних частот серцевих скорочень  повинні знаходитись на рівні 65-85% від МСК. Біг на цих швидкостях сприяє підвищенню всіх компонентів  аеробної продуктивності організму [60].

Більшість фізіологів і біохіміків, які вивчають біг, прийшли до висновку, що критерій анаеробного порогу є більш інформативним показником, ніж МСК, тому що він корелюється значно вище з фізичною працездатністю бігуна. Як же визначити ефективні режими бігу? В літературі є ряд рекомендацій щодо вибору ЧСС. Це 180 мінус вік, 190 мінус вік або 220 мінус вік! Який же критерій вибрати? Досвід підготовки бігунів у спорті показує, що два перших критерії найбільше підходять для тренування. У цих режимах бігуни виконують 60-70% всього кілометражу. Названі критерії вказують на те, що робота проходить в аеробній зоні, між анаеробним і аеробним порогами. Як вже говорилось вище, найбільш точно режим бігу можна вибрати за показником концентрації лактату в крові, але це не можливо при масовому використанні оздоровчого бігу.

Проведені в ряді закордонних  лабораторій дослідження показали, що можна обійтись і більш простими критеріями. Рівню аеробного порогу (2 ммоль) відповідає швидкість бігу, при якому бігуни можуть спокійно розмовляти, не відчуваючи значних труднощів у диханні [60].

Якщо під час бігу достатній ритм дихання, при якому  на 4 кроки робиться вдих і на 4 кроки - видих, то концентрація лактату в  крові не перевищує 3ммоль. Якщо бігун  перейшов на ритм дихання 3 кроки –  вдих, 3 кроки – видих, то він досягнув анаеробного порогу 4 ммоль або вже перейшов його.

Біг в аеробному режимі зі швидкістю 65-80% від МСК або в діапазоні  між аеробним і анаеробним порогами вважається одним з найбільш ефективних не тільки в оздоровчому, але і в спортивному тренуванні. Заняття оздоровчим бігом повинні бути спрямовані також на підвищення внутрішньо м’язового енергетичного потенціалу, потужності окислювальних процесів і скорочувальних властивостей м’язів, що призводить до зниження швидкості утворення молочної кислоти та інтенсифікації окислення лактату, який утворився в м’язах. Все це пов’язано з подальшим підвищенням аеробних можливостей організму.

Таким чином, єдність  в удосконаленні киснево-транспортної системи і м’язового апарату  є важливим елементом підвищення працездатності людини і її витривалості [60].

Отже, на сьогодні накопичено багатий  досвід використання бігу з метою  оздоровлення, розроблено велику кількість  підходів та програм щодо методики занять оздоровчим бігом, проте усі  вони зорієнтовані на доросле населення.

2. Вплив оздоровчого бігу на фізіологічні процеси в організмі людини

Біг, як і всі циклічні рухові дії, є чудовою вправою, яка  забезпечує надійне зміцнення здоров’я, перш за все за рахунок підвищення аеробних можливостей організму [44].

Під впливом регулярних занять бігом  в усіх системах організму відбуваються складні біохімічні, морфологічні і  функціональні зміни. Підвищується активність ферментів мозку, що приводить  до збільшення енергетичних речовин  – аденозинтрифосфорна кислота (АТФ), креатин фосфат (КрФ); підвищується вміст в мозку ендорфінів – речовин, які зменшують біль і викликають у людини позитивні емоції; вдосконалюється також нервова діяльність - збільшується сила, рухливість і врівноваженість нервових процесів [69].

У людей, які займаються оздоровчим бігом, відбувається більш інтенсивніше якісна і кількісна перебудова кісток: спостерігається  підвищений синтез органічних речовин  – білків, ферментів; посилюється  відкладення неорганічних речовин  – кальцію, фосфору [69].

Активізація діяльності м’язів при заняттях оздоровчим бігом  приводить до підвищення активності ферментів, які прискорюють обмінні  процеси. І збільшують енергетичний потенціал м’язів у вигляді АТФ. Зростають запаси речовин, які сприяють поновленню АТФ. Заняття бігом підвищують вміст міоглобіну і міозину. Міоглобін постачає тканинам кисень в умовах кисневого голодування і цим покращує окислювальні процеси в м’язах. Міозин, будучи одночасно скорочувальним білком і ферментом, підвищує скорочувальні властивості м’язів і сприяє розщепленню АТФ. При цьому звільняється енергія, необхідна для скорочення м’язів [69].

При заняттях бігом змінюється іонний склад м’язів – збільшується вміст  натрію, магнію, кальцію і зменшується - калію, так як він перерозподіляється в міокарді (м’язовій тканині серця). У цьому полягає позитивний вплив бігу на серце [69].

У людей, які займаються оздоровчим бігом, зростає кількість і маса скорочувальних елементів м’язових волокон – міофібрил, у результаті чого розвивається гіпертрофія: збільшуються розміри м’язових волокон, а також маса і об’єм м’язів. У гіпертрофованих м’язах відбувається розростання нервових закінчень, збільшується площа контакту м’язових волокон з нервовими елементами. Під час бігу підвищується кількість діючих капілярів у м’язах. Так, в спокої на 1 мм² поверхні м’язів діє 35-85 капілярів, а під час бігу – 2500-3000 капілярів [69].

Всі ці біохімічні і морфологічні процеси в м’язах приводять до значних змін їх діяльності: покращується еластичність м’язів, збільшується швидкість їх скорочення, сила, амплітуда рухів, підвищується точність відтворення заданих рухів (в просторі, часі).

Під впливом систематичних занять оздоровчим бігом в міокарді відбуваються зміни, подібні до тих, які виникають  в м’язовій тканині – збільшується енергетичний потенціал у вигляді КрФ і АТФ, підвищується вміст міозину і міоглобіну та активність ферментів [69]. Розміри і маса серця під впливом бігу зростають в результаті збільшення м’язових волокон і розширення порожнин серця. Настає гіпертрофія міокарда. У зв’язку із збільшенням маси серця і зменшенням маси тіла у бігунів збільшується відносна маса серця (відношення маси серця до маси тіла). Гіпертрофії і розширенню піддаються два шлуночки серця або переважно правий. У них розростаються нервові волокна, розвиваються нові дрібні судини (капіляри) і анастомози (побічні канали, які з’єднують судини). Зміни кровообігу і іннервації міокарда, збільшення розмірів серця у бігунів відрізняються від патологічного збільшення розмірів серця людей, які хворіють серцево-судинними захворюваннями [69].

Під впливом регулярних занять бігом  зменшується ЧСС в спокої. Це явище  у бігунів можна пояснити перевагою  функції блукаючого нерва і деякими  біохімічними змінами в провідній  системі серця. Зменшення ЧСС  відбувається в перші 2-3 роки занять бігом, а в подальшому цей показник стабілізується і майже не змінюється. Зниження ЧСС і збільшення відносної маси серця позитивно впливає на тривалість життя людини.

В стані спокою у бігунів  зменшується кількість крові, яка  викидається шлуночками серця за одну хвилину (ХОК). Ці зміни в діяльності серця свідчать про економність його роботи і про наявність значних функціональних резервів [69].

При заняттях оздоровчим бігом спостерігається  схильність до зниження артеріального  тиску (АТ) нижче границі норми 14,7/8,0 кПа (110/60мм рт. ст.). АТ нижче 13,3/8,0 кПа (100/60 мм рт. ст.) зустрічається інколи у молодих бігунів, як тимчасовий стан і називається гіпотонією високої тренованості [69].

Біг позитивно впливає на рух  крові по венах. В момент зіткнення ноги з опорою виникає поштовх, який переносить кров по судинах вгору. Такий “гідродинамічний” масаж зміцнює стінки судин, перешкоджає відкладенню в них холестерину та солей, сприяє профілактиці атеросклерозу. Ритмічні скорочення м’язів гомілки та стегна працюють по типу “помпи”, яка прискорює відтік венозної крові до серця і запобігає виникненню варикозного розширення вен [37].

Під впливом бігу в  крові підвищується активність ферментів  і концентрація білків. Дослідження  показали, що систематичні заняття оздоровчим бігом знижують вміст холестерину в крові, попереджуючи тим самим атеросклероз. У бігунів збільшується загальна кількість крові, підвищується вміст еритроцитів, лейкоцитів і тромбоцитів. В еритроцитах підвищується гемоглобін, що покращує транспорт кисню до різних органів і тканин. Зазначені зміни покращують загальний обмін речовин в організмі [69].

Основною функцією лейкоцитів є  здатність захоплювати і переварювати білкові чужорідні тіла, головним чином бактерії, які потрапили  в кров. Крім того, лейкоцити приймають участь у виробленні антитіл – спеціальних білків крові, які руйнують мікробні тіла і отруйні продукти їх діяльності. Збільшення вмісту лейкоцитів в крові забезпечує підвищену протидію організму інфекційним захворюванням [69].

Тромбоцити сприяють згортанню крові. Під час бігу кількість тромбоцитів збільшується в 3-5 раз, що при пошкодженні судин захищає організм від значної втрати крові.

Біг збільшує концентрацію білків крові  – альбумінів, глобулінів, фібриногену, які забезпечують в’язкість крові, перешкоджають осіданню еритроцитів, приймають участь у згортанні крові, є поживними речовинами, підвищують протидію організму інфекційним захворюванням.

Кров людини в стані спокою має  слабоосновну реакцію – реакція  артеріальної крові складає 7,38, а венозної – 7,31. Зниження реакції крові до 7,0 або збільшення до 8,0 - небезпечне для життя. Здатність підтримувати реакцію крові в межах норми (біля 7,38) залежить від буферних систем крові, які нейтралізують кислі і основні продукти, що накопичуються в організмі. У людей, які займаються оздоровчим бігом, підвищуються буферні властивості крові. Крім того, вони можуть витримувати більше виражені зсуви реакції крові, ніж люди, які не займаються фізичною культурою [69].

У м’язах, які приймають  участь в дихальних рухах (зовнішні і внутрішні міжреберні, діафрагма і м’язи живота), під впливом бігу відбуваються ті ж біохімічні, морфологічні і функціональні зміни, про які вже згадувалось при розгляді питання про вплив оздоровчого бігу на м’язову систему [44].

Розвиток м’язів, які приймають  участь в диханні, призводить до збільшення екскурсії грудної клітки, ЖЄЛ, максимальної вентиляції легень. Регулярні фізичні  навантаження збільшують об’єм крові  в капілярах легень і площу  контакту альвеол легень з капілярами, зменшуючи товщину альвеолярно-апілярної мембрани. Все це сприяє покращенню газообміну між альвеолярним повітрям і кров’ю капілярів легень. Частота дихання в спокої у бігунів менша, ніж у людей, які не займаються фізичною культурою. В перших вона складає 8-12 разів на хвилину, у других – 15-20. При цьому глибина дихання у бігунів в стані спокою значно більша (700-800 мл і  350-600 мл відповідно).

Споживання організмом кисню в спокої на 1 кг маси тіла у  бігунів менше, ніж у людей,  які не займаються бігом. Це свідчить про економне використання кисню. Але,  слід відмітити, що максимальна кількість кисню, яку може спожити організм при гранично напруженій роботі (МСК) у людей, які займаються бігом значно вище, ніж у людей, що ним не займаються [69].

У залежності від виду м’язової діяльності функція системи травлення може посилюватись або пригнічуватись. Так, під впливом бігу з великою швидкістю або бігу великої тривалості (більше 1 год.) наступає пригнічення скорочень стінки шлунка і знижується його кислоутворююча функція. І навпаки, малоінтенсивне і нетривале бігове навантаження сприяє протилежній дії на систему травлення.

Якщо шлунок переповнений їжею, то біг призводить до затримки харчових мас і посиленню  процесів гниття в апараті травлення. Потім продукти гниття всмоктуються в кров, викликаючи самоотруєння організму. Після прийому їжі відбувається перерозподіл крові до органів травлення, погіршуючи кровопостачання м’язам. Крім того, наповнений шлунок сприяє високому положенню діафрагми, що утруднює діяльність легень і серця. Тому займатися оздоровчим бігом можна не раніше, ніж через 1,5-2 год після прийому  їжі [69].

Розглянемо  вплив оздоровчого бігу на обмін  речовин і енергії.

Обмін речовин – це основний біологічний процес, який являє собою єдність двох взаємопов’язаних процесів – асиміляції і дисиміляції. Асиміляція – це безперервне утворення в клітинах складних органічних сполук, необхідних для життя і накопичення вільної енергії із речовин, які поступають в організм. Дисиміляція – це розпад складних органічних сполук в клітинах з виділенням енергії, як використовується для життєдіяльності [10].