Изменения в организме во время физической нагрузки

НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им А.А.Богомольца

кафедра физкультуры

Реферат на тему:

ИЗМЕНЕНИЯ В ОРГАНИЗМЕ ВО ВРЕМЯ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

студента 3 курса

3 группы, 2 мед. ф-та

Шепетько Александра

Киев – 1998

Физическая работа делится на два вида, динамическую и статическую.

Динамическая работа выпол¬няется тогда, когда в физическом смысле происхо¬дит преодо-ление сопротивления на определенном расстоянии В этом случае (например, при езде на вело-сипеде, подъеме на лестницу или в гору) работа может быть выражена в физических единицах (1 Вт = 1 Дж/с = 1 Нм/с) При положительной ди¬намической работе мускулатура действует как «дви¬гатель», а при отрицательной динамической работе она играет роль «тормоза» (например, при спуске с горы) Статическая работа производится при изо¬метрическом мышечной сокраще-нии. Так как при этом не преодолевается никакое расстояние, в физи¬ческом смысле это не ра-бота; тем не менее организм реагирует на нагрузку физиологическим напряженн¬ей. Проделан-ная работа в этом случае измеряется как произведение силы и времени.

Физическая активность вызывает немедленные реакции различных систем органов, вклю-чая мы¬шечную, сердечно-сосудистую и дыхательную. Эти быстрые адаптационные сдвиги от-личаются от адап¬тации, развивающейся в течение более или менее длительного срока, напри-мер в результате трениро¬вок. Величина быстрых реакций служит, как правило, непосредствен-ной мерой напряжения.

Немедленные реакции обусловлены изменением большого количества параметров, в част-ности, изменением мышечного кровоснабжения. В покое кровоток в мыш¬це составляет 20 40 мл • мин - ' • кг - '. При экст¬ремальных физических нагрузках эта величина су¬щественно возрас-тает, достигая макси¬мума, равного 1,3 л-мин - 1 •кг - 1 у нетренирован¬ных лиц и 1,8 л-мин - ' -кг - ' у лиц, тренированных на выносливость. Кровоток усиливается не мгно¬венно с началом рабо-ты, а постепенно, в течение не менее 20-30 с; этого времени достаточно, чтобы обеспечить кро-воток, необходимый для выполнения легкой работы. При тяжелой динамической работе, одна-ко, потребность в кислороде не может быть полностью удовлетворена, поэтому возрастает доля энергии, получаемой за счет анаэробного метабо¬лизма.

Обмен веществ в мышце. При легкой работе получение энергии происходит по анаэроб-ному пути только в течение короткого переходного периода после начала работы; в дальней-шем метаболизм осуществляется полностью за счет аэробных реакций с использованием в ка-честве 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 анаэроб¬ного метаболизма (приводящего к образованию молочной кислоты) происходит в основном из-за недостаточности артериального кровотока в мыш¬це, или артериальной гипок-сии Кроме этих «узких мест» в процессах энергообеспечения и тех, что временно возникают сразу же после начала работы, при экстремальных нагрузках образуют¬ся «узкие места», связан-ные с активностью фермен¬тов на различных этапах метаболизма. При накоп¬лении большого количества молочной кислоты на¬ступает мышечное утомление. После начала работы требуется некоторое время для увеличения интенсивности аэробных энергети¬ческих процессов в мышце. В этот период дефицит энергии компенсируется за счет легкодоступных анаэробных энергети-ческих резервов (АТФ и креатин-фосфата). Количество макроэргических фосфатов невелико по сравнению с запасами гликогена, однако они незаменимы как в течение указанного периода, так и для обеспечения энергией при кратковременных перегрузках во время выпол¬нения рабо-ты.

Во время динамической работы происходят су¬щественные адаптационные сдвиги в работе сердеч¬но-сосудистой системы. Сердечный выброс и кровоток в работающей мышце возраста-ют, так что кровоснабжение более полно удовлетворяет по¬вышенную потребность в кислороде, а образующее¬ся 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 сохра-няется до завершения работы даже в течение нескольких часов. Во время тяжелой работы, вы-полняемой с постоянным усили¬ем, такое стабильное состояние не достигается; ча¬стота сокра-щений сердца увеличивается по мере утомления до максимума, величина которого не¬одинакова у отдельных лиц (подъем, обусловленный утомлением). Даже после завершения работы частота сердеч¬ных сокращений изменяется в зависимости от имев¬шего место напряжения. После лег-кой работы она возвращается к первоначальному уров¬ню в течение 3-5 мин; после тяжелой ра-боты период восстановления значительно дольше – при чрезвы¬чайно тяжелых нагрузках он достигает нескольких часов. Другим критерием может служить общее число пульсовых ударов свыше начальной частоты пульса в течение периода вос¬становления; этот показатель служит мерой мышечно¬го утомления и, следовательно, отражает нагрузку, потребовавшуюся для вы-полнения предшествую¬щей работы.

Ударный объем сердца в начале работы возрастает лишь на 20 30%, а после этого сохра-няется на постоянном уровне. Он немного падает лишь в случае максимального напряжения, когда частота сокращений сердца столь велика, что при каждом сокращении сердце не успевает целиком заполниться кровью. Как у здорового спортсмена с хорошо тренированным сердцем, так и у человека, не занимающегося спортом, сердечный выброс и частота сокращений сердца при работе изменяются приблизительно пропорционально друг другу, что обусловлено этим относительным по¬стоянством ударного объема.

При динамической работе артериальное кровяное давление изменяется как функция вы-полняемой работы. Систо¬лическое давление увеличивается почти пропорци¬онально выполняе-мой нагрузке, достигая приблизи¬тельно 220 мм рт. ст. при нагрузке 200 Вт. Диастолическое давление изменяется лишь незначи¬тельно, чаще в сторону снижения. В системе кровообраще-ния, функционирующей под низким давлением (например, в правом предсердии) давление кро-ви во время работы увеличивается мало; отчетливое его повышение в этом участке является па-тологией (например, при сердечной не¬достаточности).

Потребление организмом кислорода возрастает пропорционально величине и эффек¬тивности затрачиваемых усилий. При легкой работе достигается стационарное состояние, когда потреб¬ление кислорода и его утилизация эквивалентны, но это происходит лишь по прошест-вии 3-5 мин, в течение которых кровоток и обмен ве¬ществ в мышце приспосабливаются к но-вым требо¬ваниям. До тех пор пока не будет достигнуто стационарное состояние, мышца зави-сит от неболь¬шого кислородного резерва, который обеспечивается 02, связанным с миоглоби-ном, и от способ¬ности извлекать больше кислорода из крови. При тяжелой мышечной работе, даже если она выполня¬ется с постоянным усилием, стационарное состояние не наступает; как и частота сокращений сердца, потребление кислорода постоянно по¬вышается, достигая максиму-ма.

С началом работы потреб¬ность в энергии увеличивается мгновенно, однако для приспо-собления кровотока и аэробного обмена требуется некоторое время; таким образом, возни¬кает кислородный долг. При легкой рабо¬те величина кислородного долга остается постоян¬ной после достижения стационарного состояния, однако при тяжелой работе она нарастает до самого окончания работы. По окончании работы, особенно в первые несколько минут, скорость по¬требления кислорода остается выше уровня покоя происходит «выплата» кислородного долга. Однако этот термин не точен, так как увеличение потребления кислорода после завершения ра-боты не отражает непосредственно процессы восполнения запасов 02 в мышце, а происходит и за счет влияния других факторов, таких, как увеличение темпера¬туры тела и дыхательная рабо-та, изменение мышеч¬ного тонуса и пополнение запасов кислорода в ор¬ганизме. 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 дохо-дить до 20 л.

Во время легкой динамической работы минутный объем дыхания, как и сердечный вы-брос, увеличивается пропорционально потреблению кислорода. Это увеличение возникает в ре-зультате нарастания дыхательного объема и частоты дыхания.

Во время и после динамической работы кровь претерпевает существенные изменения. По ним лишь изредка можно действительно оценить степень физического напряжения, но особое значение их состоит в том, что они служат источниками ошибок при лабораторной диагности-ке.

Во время легкой физиче¬ской работы у здорового человека выявляются лишь незначитель-ные изменения в парциальном давлении СО2 и 02 в артериальной крови. Тяжелая работа вызы-вает более существенные изменения. Наибольшие отклонения от уровня покоя составляют 8% для артериального рО2, и 10% - для рСО2. Насыщение кислородом смешанной венозной кро¬ви падает с ростом напряжения; соответственно этому артериовенозная разница по кислороду уве-личивается от значения, приблизи¬тельно равного 0,05 (уровень покоя), до 0,14 у не¬тренированных и 0,17 у тренированных лиц. Это увеличение обусловлено повышенным извле-чением кислорода из крови в работающей мышце.

При физической работе показа¬тель гематокрита увеличивается как в результате снижения объема плазмы (в связи с усиленной ка¬пиллярной фильтрацией), так и за счет поступления эритроцитов из мест их образования (при этом увеличивается