Сложный процесс приспособления организма живых существ к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды, называют адаптацией.
Первый этап называют преадаптацией или физиологическим напряжением. Он начинается еще до того, как организм человека оказался в измененных внешний условиях, но мозг уже ожидает эти изменения и начинает посылать по всему организму сигналы к мобилизации имеющихся резервов.
Второй этап адаптации начинается в момент изменения внешних условий, например, при необходимости выполнять физическую нагрузку. Этот период называют периодом острой адаптации.
На этом этапе происходит основная нагрузка на регуляторные механизмы организма.
Увеличивается частота сердечных сокращений, возрастает концентрация глюкозы и ее потребление, изменяется водно-солевой баланс, повышается температура тела, увеличивается легочная вентиляция, повышается кислотность внеклеточной жидкости, перераспределяется кровоток от неактивных внутренних органов к работающим мышцам, значительно повышается систолическое давление крови, повышается концентрация инсулина, кортизола, адреналина, норадреналина и гормона роста.
Во время выполнения нагрузки в организме развивается утомление, представляющее собой совокупность изменений, происходящих в органах и системах, и приводящих, в конце концов, к невозможности продолжать работу по заданным параметрам. Утомление человеком ощущается в виде усталости.
Если физическая нагрузка предъявляла к организму высокие требования, то восполняются не только текущие траты энергии, но еще и накапливаются запасы выше тех, которые было до нагрузки. Это называется суперкомпенсацией.
Она является одной из базовых основ теории и методики физической культуры. Прирост тренированности носит временный характер. Если в занятиях физическими упражнениями нет регулярности, то тренируемая функция остается на исходном уровне. Этот процесс представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 — Процесс протекания суперкомпенсации
Характер протекания процессов утомления и восстановления зависит от особенностей работы, выполненной человеком, и уровня физической подготовки человека.
Для того чтобы детально охарактеризовать особенности работы, выполняемой спортсменом, специалистами в области физической культуры и спорта принято описывать внешнюю строну физического упражнения, внутреннюю сторону физического упражнения и долговременные адаптационные перестройки.
К параметрам, отражающим внешнюю сторону физического упражнения, относятся: интенсивность сокращения мышц от максимума, интенсивность упражнения, продолжительность его выполнения, интервалы отдыха между сериями, количество серий, количество тренировок в неделю.
К параметрам, отражающим внутреннюю сторону физических упражнений, относятся: процент рекрутирования двигательных единиц, преобладающий механизм энергообеспечения, легочная вентиляции в % от максимальной, частота сердечных сокращений, концентрация лактата в крови, ведущие физиологические системы и механизмы, от которых в первую очередь зависит спортивный результат.
Это далеко не полный перечень параметров, с помощью которых описывают особенности воздействия физической нагрузки на организм.
Для понимания дальнейшего повествования необходимо напомнить о сути каждого из показателей, с помощью которых мы будет описывать типы физических нагрузок, используемых в физическом воспитании и спорте.
Это означает, что мышечная клетка не может сокращаться в половину усилия. Она либо сокращается на всю мощность, либо не сокращается совсем. Для того чтобы мышечная клетка сократилась, к ней должен поступить сигнал из нервной системы.
Чем больше мощность выполняемой работы, тем большее количество двигательных единиц в ней задействовано.
Рисунок 2 — Двигательная единица
Для того чтобы мышцы сокращались им требуется энергия. Универсальным источником энергии для организма человека является аденозинтрифосфорная кислота (далее — АТФ). При сокращении мышц происходит расщепление АТФ (рисунок 3).
АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) — универсальный поставщик энергии в клетках всех живых организмов.
Рисунок 3 — Схема химической реакции по высвобождению энергии из АТФ
Восстановление АТФ может осуществляться двумя путями: анаэробным и аэробным.
В первом способе восполнение АТФ происходит за счет такого вещества, как креатинфосат. При восстановлении АТФ с помощью креатинфосфата участие кислорода не требуется. В организме человека запаса креатинфосфата для восполнения АТФ хватает только на 10–15 секунд при высокоинтенсивной работе.
Гликолиза хватает на восполнение АТФ при работе высокой интенсивности в течение 2-4 минут. При более продолжительной работе восполнение АТФ происходит за счет освобождения и окисления жирных кислот.
В этом процессе требуется участие кислорода, поэтому его называют аэробным механизм энергообеспечения (рисунок 4).
Рисунок 4 — Схема механизма энергообеспечения
Скелетные мышцы у человека состоят из волокон различных типов. По наиболее распространенной классификации, в зависимости от активности фермента АТФ миозина, все мышечные волокна принято делить на волокна типа I, IIA, IIB.
Мышечные волокна типа I предрасположены к выполнению длительной работы низкой интенсивности. Это обеспечивается за счет большого количества митохондрий (органеллы клетки, предназначенные для выработки АТФ) и ферментов, которые участвуют в распаде углеводов и жирных кислот.
Волокна типа IIА и IIВ предрасположены к выполнению высокоинтенсивной работы. Такие волокна называют быстрыми. В них содержатся большие запасы гликогена и хорошо развит саркоплазматический ретикулум (органелла клетки, в которой хранятся запасы ионов кальция, участвующих в сокращении мышечных волокон).
Отличия между волокнами II типа заключаются в том, что у волокон типа IIА в большей степени имеется ферменты, необходимые для полного расщепления углеводов и жирных кислот. Поэтому они способны высокоинтенсивную работу выполнять дольше, чем волокна типа IIВ.
У последних сильнее развит саркоплазматический ретикулум, поэтому такие волокна могут сокращаться с большей мощностью, чем первые.
В процессе жизнедеятельности человеческий организм потребляет кислород, а выделяет углекислый газ. Это происходить за счет вентиляции в легких. При повышении физических нагрузок увеличивается и вентиляция в легких.
По этой причине одним из внутренних показателей, с помощью которых описывают физические упражнения, является % от максимальной легочной вентиляции.
При вдохе воздух поступает в легкие, затем через специальные пузырьки (альвеолы) в кровь, которая доставляет его к работающим органам (рисунок 5).
Рисунок 5 — Схема газообмена в легких
Движение крови по сосудам обеспечивается за счет сокращения сердца. Чем выше физическая нагрузка, тем больше кислорода нужно работающим органам.
Следовательно, сердцу приходится чаще сокращаться. По этой причине частота сердечных сокращений, является одним из наиболее информативных внутренних показателей, с помощью которых описывают физические упражнения.
(Аксенова, А.Н. Общая физическая подготовка: учебное пособие, ФКОУ ВО Кузбасский институт ФСИН России)
