Солодков сологуб физиология человека общая спортивная возрастная. Читать онлайн «Физиология человека

УДК 612:796.01 ББК 58.0

Солодков А. С., Сологуб Е. Б. Физиология спорта:

Учебное пособие/ СПбГАФК им. П. Ф. Лесгафта. СПб., 1999. 231 с.

В пособии представлены современные данные по основным разделам общей и частной физиологии спорта. Материалы соответствуют учебной программе по физиологии для вузов физической культуры и требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.

Пособие предназначено для студентов, аспирантов, научных сотрудников, преподавателей, тренеров и врачей, изучающих и разрабатывающих проблемы спортивной физиологии и осуществляющих контроль за лицами, которые занимаются физической культурой и спортом.

Табл. 9. библиогр. 13.

Рецензенты:

В. И. Кулешов, докт. мед. наук, проф. (ВМедА); О. С. Насонкин, докт. мед. наук, проф. (СПбГАФК им. П.Ф. Лесгафта).
Санкт-Петербургская государственная академия физической культуры им. П. Ф. Лесгафта, 1999

Предисловие

Бурное развитие физиологии и ускорение научно-технического прогресса в стране обусловили появление в 30-х годах нашего столетия нового самостоятельного раздела физиологии человека - физиологии спорта, хотя отдельные работы, посвященные изучению функций организма при выполнении физических нагрузок публиковались еще в конце прошлого века (И. О. Розанов, С. С. Груздев, Ю. В. Блажевич, П. К. Горбачев и др.). При этом следует подчеркнуть, что систематические исследования и преподавание физиологии спорта начались в нашей стране раньше, чем за рубежом и носили более целенаправленный характер. Кстати заметим, что только в 1989 г. Генеральная Ассамблея Международного Союза физиологических наук приняла решение о создании при ней комиссии "Физиология спорта", хотя подобные комиссии и секции в системе АН СССР, АМН СССР, Всесоюзного физиологического общества им. И. П. Павлова и Госкомспорта СССР существовали в нашей стране с 1960-х годов.

Теоретические предпосылки для возникновения и развития физиологии спорта были созданы фундаментальными работами И. М. Сеченова, И. П. Павлова, Н. Е. Введенского, А. А. Ухтомского, И. С. Бериташвили, К. М. Быкова и др. Однако систематическое изучение физиологических основ физической культуры и спорта началось значительно позже. Особенно большая заслуга в создании этого раздела физиологии принадлежит Л. А. Орбели и его ученику А. Н. Крестовникову, и оно неразрывно связано со становлением и развитием Академии физической культуры им, П. Ф. Лесгафта и ее кафедры физиологии - первой подобной кафедры среди физкультурных вузов страны.

Становление физиологии спорта в значительной мере было обусловлено широким проведением фундаментальных и прикладных исследований по предмету. Развитие любой науки ставит перед представителями многих специальностей все новые и новые практические задачи, на которые теория не всегда и сразу же может дать однозначный ответ. Однако, как остроумно заметил Д. Краукрофт (1970), - "... научные исследования обладают одной странной особенностью: у них есть привычка рано или поздно оказываться полезными для кого-то или для чего-то". Анализ развития учебного и научного направлений физиологии спорта со всей очевидностью подтверждает это положение.

Знание истории любой науки является необходимой предпосылкой для правильного понимания места, роли и значения дисциплины в содержании социально-политического статуса общества, его влияния на эту науку, а также науки и ее представителей на развитие общества. Поэтому рассмотрение исторического пути развития физиологии спорта, упоминание наиболее ярких ее представителей и анализ естественно-научной базы, на которой формировались основные понятия и представления этой дисциплины дают возможность оценить современное состояние предмета и определить перспективные направления его дальнейшего развития.

К настоящему времени имеются значительные фактические материалы по физиологии спорта, изложенные в соответствующих учебниках и учебных пособиях. Однако в последние годы по некоторым разделам предмета появились новые данные, не вошедшие в прежние издания . Кроме того, в связи с постоянно меняющейся и дополняющейся учебной программой, содержание ранее изданных разделов дисциплины не соответствует современным тематическим планам, по которым ведется преподавание в физкультурных вузах России. С учетом сказанного, изложению дополненных и ряда новых материалов в рамках сегодняшних учебных и научных сведений и посвящено настоящее учебное пособие, в котором выделены общая и частная части физиологии спорта. В соответствующие разделы пособия включены и результаты собственных исследований авторов.

Авторы осознают, что при кратком изложении материала часть вопросов не нашла в пособии достаточно полного и всестороннего представления. Они с благодарностью примут все замечания и предложения, направленные на его дальнейшее совершенствование.

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СПОРТА

ФИЗИОЛОГИЯ СПОРТА –

УЧЕБНАЯ И НАУЧНАЯ ДИСЦИПЛИНА.
Физиология спорта является как учебной, так и научной дисциплиной. Ее изучение осуществляется во всех высших и средних физкультурных учебных заведениях, на факультетах физического воспитания педагогических вузов, а также на отдельных кафедрах государственных университетов и медицинских вузов. В преподавании предмета, практической деятельности тренеров, физиологов и спортивных врачей используются материалы, полученные при выполнении научно-исследовательских работ, которые проводятся в соответствующих НИИ, лабораториях и на кафедрах.

Физиология спорта, ее содержание и задачи.

Физиология спорта – это специальный раздел физиологии человека, изучающий изменения функций организма и их механизмы под влиянием мышечной (спортивной) деятельности и обосновывающий практические мероприятия по повышению ее эффективности.

Физиология спорта по своему месту в системе подготовки специалистов по физической культуре и спорту связана с тремя группами учебных и научных дисциплин. Первую группу составляют фундаментальные науки, на которых базируется физиология спорта, она и использует их теоретические достижения, методики исследования и сведения о факторах среды, с которыми взаимодействует организм спортсмена в процессе тренировочной и соревновательной деятельности. К числу таких дисциплин следует отнести биологию, физиологию человека и животных, химию и физику.

Во вторую группу входят учебные и научные дисциплины, взаимодействующие с физиологией спорта таким образом, что они взаимно обогащают или дополняют друг друга. В этом плане физиология спорта тесно связана с анатомией, биохимией, биомеханикой, гигиеной и психологией.

И, наконец, третью группу дисциплин, с которыми связана физиология спорта , составляют те из них, которые используют ее научные достижения и методики исследования в своих целях. К ним относятся теория и методика физической культуры, педагогика, спортивно-педагогические дисциплины, спортивная медицина, лечебная физкультура.

Физиология спорта включает в себя две относительно самостоятельные и вместе с тем связанные между собой части. Содержанием первой – общей спортивной физиологии - являются физиологические основы адаптации к физическим нагрузкам и резервные возможности организма, функциональные изменения и состояния организма при спортивной деятельности, а также физическая работоспособность спортсмена и физиологические основы утомления и восстановления в спорте. Вторая часть - частная спортивная физиология - включает в себя физиологическую классификацию физических упражнений, механизмы и закономерности формирования и развития двигательных качеств и навыков, спортивную работоспособность в особых условиях внешней среды, физиологические особенности тренировки женщин и детей разного возраста, физиологические основы массовых форм оздоровительной физической культуры.

Одной из важных задач физиологии спорта является научное обоснование, разработка и реализация мероприятий, обеспечивающих достижение высоких спортивных результатов и сохранения здоровья спортсменов. Следовательно, физиология спорта - наука прикладная и в основном профилактическая , так как, исследуя и учитывая резервные возможности организма человека, она обосновывает пути и средства повышения работоспособности, ускорения восстановительных процессов, предупреждения переутомления, перенапряжения и патологических сдвигов функций организма, а также профилактику возникновения различных заболеваний.

Отличительной методической особенностью физиологии спорта является то, что ее материалы могут быть получены только на человеке, где применение ряда классических методов физиологии невозможно. В связи с этим лишь отдельные уточняющие эксперименты, как правило, с целью изучения механизмов физиологических сдвигов при физических нагрузках проводятся на животных. Важно также подчеркнуть, что основной задачей физиологии спорта является сравнительное изучение функционального состояния организма человека, т.е. исследование проводится до, во время и после двигательной активности, что в натурных условиях весьма затруднительно. Поэтому разработаны специальные нагрузочные тесты, позволяющие дозировать физическую активность и регистрировать соответствующие изменения функций организма в различные периоды деятельности человека. С этой целью используются велоэргометр, бегущая дорожка (тредбан), ступеньки разной высоты, а также различные приборы, позволяющие регистрировать функции сердечно-сосудистой, дыхательной, мышечной и центральной нервной системы на расстоянии, передавая соответствующие показатели по телеметрическим каналам.

Физиология спорта занимает важное место в теории физической культуры, составляя фундамент знаний, необходимых тренеру и преподавателю для достижения высоких спортивных результатов и сохранения здоровья спортсменов. Поэтому тренер и педагог должны хорошо знать об изменениях физиологических процессов, происходящих в организме спортсмена во время тренировочной и соревновательной деятельности с тем, чтобы научно обоснованно строить и совершенствовать эту работу, уметь аргументировать свои распоряжения и рекомендации, избегать переутомления и перенапряжения и не причинить вреда здоровью тренирующихся. Они также должны понимать суть изменений, возникающих в организме спортсмена в реабилитационном периоде, чтобы активно и грамотно влиять на них, ускоряя восстановительные реакции.

Таким образом, из изложенного следует, что физиология спорта как учебная и научная дисциплина, решает две основные проблемы. Одна из них состоит в физиологическом обосновании закономерностей укрепления здоровья человека с помощью физических упражнений и повышения устойчивости его организма к действию различных неблагоприятных факторов внешней среды (температура, давление, радиация, загрязненность воздуха и воды, инфекции и т. д.), а также в сохранении и восстановлении работоспособности, препятствии развитию раннего утомления и коррекции психоэмоциональных перегрузок в процессе профессиональной деятельности человека. Эти задачи физиологии спорта решаются в рамках массовых форм физической культуры.

Вторая проблема физиологии спорта заключается в физиологическом обосновании мероприятий, направленных на достижение высоких спортивных результатов, особенно в большом спорте. Эти две проблемы полностью не совпадают, так как для достижения наивысших результатов в процессе тренировок в ряде случаев применяются такие нагрузки, которые могут приводить к снижению устойчивости организма к неблагоприятным воздействиям внешней среды, ухудшению состояния здоровья и даже к возникновению заболеваний.

Исходя из всего сказанного, становится очевидным, что физиологические особенности функций организма следует изучать и оценивать раздельно как в отношении массовой физической культуры и физической подготовки специальных контингентов (военнослужащие, пожарные, геологи, студенты, школьники и некоторые другие категории), так и в отношении различных видов спорта, особенно спорта высших достижений.

Кафедра физиологии СПбГАФК им. П. Ф. Лесгафта и ее роль в становлении и развитии физиологии спорта.

Декретом Совета Народных Комиссаров от 22 октября 1919 г. на базе Высших курсов физического образования был создан институт физического образования им. П. Ф. Лесгафта (в 1929 г. преобразованный в Институт физической культуры им. П. Ф. Лесгафта, а в 1993 г. - в академию) с учреждением ряда кафедр, в том числе кафедры физиологии ~ первой такой кафедры среди физкультурных вузов страны

Организованную кафедру с 1919 г. по 1927 г. возглавлял Леон Абгарович Орбели, впоследствии действительный член АН СССР, АМН СССР и АН АрмССР, Герой Социалистического Труда, лауреат Государственных премий СССР, генерал-полковник медицинской службы, почетный член ряда зарубежных академий. Уже в те годы под руководством Л.А. Орбели были выполнены первые научно-исследовательские работы по влиянию физических нагрузок на организм. Однако предмет в основном преподавался по программе медицинских институтов в виде чтения лекций и выполнения отдельных лабораторных занятий по курсу общей физиологии с некоторым акцентом на разделе "Физиология мышц". В прикладном плане освещались лишь отдельные медицинские вопросы, связанные с влиянием физических упражнений на организм. Такое содержание дисциплины отражало в то время объективное состояние научных знаний в области физиологии мышечной деятельности как в нашей стране, так и за рубежом. Это был начальный, первый, период становления физиологии спорта.

После ухода из института Л. А. Орбели заведующим избирается Алексей Николаевич Крестовников, руководивший кафедрой физиологии на протяжении 28 лет - с 1927 по 1955 гг. В этот период сотрудники кафедры провели большую работу по сбору функциональных показателей организма спортсменов под влиянием различных физических упражнений и анализу их изменений. Обобщенный материал позволил профессору А. Н. Крестовникову издать первый в нашей стране учебник физиологии для институтов физической культуры (1938) и первую монографию по физиологии спорта (1939). Издание названных книг дало возможность выделить и окончательно сформировать в физиологии человека новый учебный и научный разделы предмета - физиологию спорта. С этого времени начинается второй, переходный, период развития физиологии спорта (1930-1950-е годы) как учебной и научной дисциплины. С 1955 по 1960 г. кафедрой руководит профессор Евграф Константинович Жуков.

Современный, третий, период развития физиологии спорта (1960-1990-е годы) характеризуется созданием систематического учебного и научного разделов дисциплины, соответствующих новым задачам подготовки высококвалифицированных, грамотных специалистов по физической культуре и спорту. В учебных программах этого периода отражаются две взаимосвязанные части предмета (общая и частная спортивная физиология). С этого времени физиологи спорта начинают изучать не только воздействие отдельных физических нагрузок на функции организма, но и влияние систематических тренировок и их особенностей на функциональное состояние спортсменов, особенно в процессе достижения высшего спортивного мастерства.

Важную роль в становлении современного курса физиологии спорта сыграли профессор Николай Васильевич Зимкин, заведовавший кафедрой физиологии с 1961 по 1975 гг. и выпустивший три издания учебника "Физиология человека" под его редакцией (1964, 1970, 1975). Интенсивно развиваются исследования в области кровообращения, нервно-мышечного аппарата, электроэнцефалографии, изучается физиология стрессовых состояний в спорте. Докторские диссертации защищают В. В. Васильева. Е. Б. Сологуб, Ю. 3. Захарьянц. В период 1975-1984 гг. кафедрой заведует Заслуженный деятель науки РСФСР, профессор Александр Сергеевич Мозжухин. Основным направлением научно-исследовательской работы становится изучение функциональных резервов спортсмена. На протяжении 1984-1986 гг. обязанности заведующего кафедрой временно исполняет Почетный работник высшего образования России, профессор Елена Борисовна Сологуб. С 1986 г. кафедрой заведует Заслуженный деятель науки РФ, профессор Алексей Сергеевич Солодков. Научные интересы коллектива сосредотачиваются на проблеме физиологической адаптации организма спортсменов к физическим нагрузкам.

Располагая высококвалифицированным составом сотрудников, кафедра физиологии внесла большой вклад в подготовку научно-педагогических кадров и составление учебных программ, учебников и учебных пособий для институтов и техникумов физической культуры. Так, с 1935 г. (когда была введена защита диссертаций) по 1998 г. под руководством сотрудников кафедры успешно защищено 13 докторских и 160 кандидатских диссертаций (в том числе иностранными аспирантами из Кубы, Китая, Индии, Египта и Польши).

Сотрудники кафедры принимали участие в составлении всех изданных с 1938 по 1990 гг. 11 учебных программ и 10 учебников по физиологии для институтов физической культуры. При этом редакторами 8 учебных программ и 6 учебников были заведующие кафедрой физиологии ГДОИФК им. П. Ф. Лесгафта. В 13 учебниках по спортивно-педагогическим дисциплинам главы по физиологической характеристике физических упражнений написаны также сотрудниками кафедры физиологии. Кафедрой подготовлено и издано 8 методических пособий в виде практикумов по проведению лабораторных занятий по физиологии, 7 специальных учебных пособий изданы для студентов заочного факультета и 4 - для техникумов физической культуры. Опубликовано более 30 лекций по различным вопросам физиологической характеристики физических упражнений.

Научно-исследовательская работа преподавателей охватывала все основные разделы физиологии: нервную и мышечную системы, органы чувств, кровообращение и дыхание, выделение, внутреннюю секрецию, а также специальные проблемы физиологии спорта: адаптация к физическим нагрузкам, функциональные резервы организма спортсмена, утомление и восстановление и др. Ежегодно по различным вопросам физиологии спорта печатаются десятки научных работ. С 1939 по 1990 г. сотрудниками кафедры опубликовано 20 монографий, непосредственно связанных с физиологией спорта, некоторые из них переведены за рубежом (Болгария, Германия, Польша, Румыния, Греции, Чехословакия).

Высококвалифицированный коллектив сотрудников кафедры физиологии постоянно привлекал к себе внимание преподавательского состава других институтов, особенно вновь образованных. Начиная с довоенных лет, на кафедре стажировались преподаватели ряда институтов физической культуры и факультетов физического воспитания педагогических институтов, институтов физической культуры социалистических стран и некоторых медицинских вузов. Только за последние 5 лет такую стажировку на кафедре прошли около 40 человек. Кроме того, повышение квалификации преподавателей из названных институтов по специализации "физиология" регулярно осуществляется в ИПК и ПК нашего вуза.

Существенна роль сотрудников кафедры и в области организационной деятельности. Так, А. Н. Крестовников до 1955 г. возглавлял методическую комиссию по физиологии Всесоюзного комитета по физической культуре и спорту при Совете Министров СССР, Н. В. Зимкин с 1962 по 1976 г. наряду с руководством этой Комиссией был председателем научной комиссии по физиологии, биомеханике, морфологии и биохимии спорта, председателем координационной комиссии по преподаванию медико-биологических дисциплин и членом президиума Научного совета при Госкомспорте СССР. А. С. Мозжухин с 1976 по 1985 г. состоял членом методической комиссии Госкомспорта СССР и был председателем Совета заведующих кафедрами физиологии институтов физической культуры РСФСР, а А.С. Солодков - членом Научного совета Госкомспорта СССР по биологическим наукам, председателем секции "Физиология спорта" Проблемной комиссии АН СССР и АМН СССР, а в настоящее время руководит секцией "Физиология спорта" Санкт-Петербургского общества физиологов, биохимиков и фармакологов им. И. М. Сеченова и состоит членом Правления этого общества.

В последние годы коллектив кафедры ведет большую работу по перестройке и совершенствованию преподавания физиологии и проведению научных исследований. В соответствии с новым учебным планом и новой программой по физиологии переделаны рабочие программы и тематические планы лекций и лабораторных занятий по предмету. С учетом того, что количество лекционных часов в новой программе существенно уменьшено, лекции носят преимущественно проблемный характер. Лабораторные занятия проводятся таким образом, чтобы они способствовали пониманию сущности, механизмов и особенностей регуляции физиологических процессов при мышечной деятельности, овладению методиками исследования, привитию студентам навыков научно-исследовательской работы.

Реализация нового учебного плана по многоуровневой структуре высшего физкультурного образования требует создания специальных образовательно-профессиональных программ по физиологии с учетом подготовки бакалавров, дипломированных специалистов и магистров наук. Решение этих задач особенно важно и приоритетно для кафедры потому, что нашей академией разработан свой вариант учебного плана по осуществлению многоуровневой структуры высшего физкультурного образования в России.

За достигнутые успехи в учебной и научной работе и в связи с 75-летием со дня основания кафедры в апреле 1995 года решением Ученого Совета академии ей присвоено имя профессора А. Н. Крестовникова, а для студентов учреждены две его именные стипендии.

1.3. Состояние и перспективы развития физиологии спорта.

Основные учебные и научные разработки по физиологии спорта впервые начались и неразрывно связаны с историей развития кафедры физиологии института физической культуры им. П. Ф. Лесгафта. Особенностью деятельности кафедры физиологии явилось создание при ней научных лабораторий по основным разделам физиологии спорта.

Выполненные исследования в этих лабораториях позволили получить новые данные по спортивной биоэнергетике и осуществить классификацию спортивных упражнений с учетом их энергетической характеристики (А. Б. Гандельсман); была разработана методика неинвазивного определения композиции скелетных мышц и вскрыты механизмы развития двигательного навыка (Н. В. Зимкин); выявлен феномен синхронизации потенциалов на электромиограммах при утомлении (Е.К. Жуков); определены особенности сосудистых реакций у спортсменов различных специализаций (В.В. Васильева); создана оригинальная методика регистрации электроэнцефалограмм непосредственно в процессе высокоинтенсивной мышечной работы и впервые исследованы корковые механизмы регуляции движений спортсменов (Е. Б. Сологуб); изучены эмоции соревновательной деятельности (С. А. Разумов); развито представление о физиологических резервах спортсмена (А. С. Мозжухин); обосновано учение о функциональной системе адаптации спортсменов (А. С. Солодков) и др.

В дальнейшем изучение различных проблем физиологии спорта в нашей стране существенно расширялось и углублялось, но при этом в большинстве случаев использовались методические подходы, разработанные на кафедре физиологии ИФК им. П. Ф. Лесгафта. В настоящее время исследования ведутся во всех учебных и научно-исследовательских институтах физической культуры, во многих университетах, медицинских и педагогических вузах. Изучаются роль и значение всех физиологических систем организма при мышечной деятельности, а также приоритетные для физиологии спорта проблемы: адаптация к физическим нагрузкам, работоспособность, утомление и восстановление спортсменов, функциональные резервы организма и др.

Выяснение вопроса о процессах экстраполяции в ЦНС имеет существенное значение для обоснования вариативности нагрузок в процессе спортивной тренировки. Только на основе этой концепции может быть правильно построен тренировочный процесс, при котором должны варьироваться величина, скорость и интенсивность нагрузок, что еще не всегда принимается во внимание медиками, тренерами и спортсменами. Необходимо также учитывать возрастную динамику локомоторных функций человека.

Приоритетными направлениями дальнейших исследований физиологии ЦНС являются выяснение особенностей формирования и мобилизации функциональных резервов мозга спортсменов и изучение перестроек корковых функциональных систем взаимосвязанной активности в процессе адаптации их к специализированным нагрузкам. Существенное внимание следует уделить исследованиям вызванной активности коры больших полушарий и спинного мозга, а также роли функциональной асимметрии и сенсорных систем в формировании некоторых специальных двигательных навыков.

В последние годы развивается новое направление физиологии спорта, связанное с разработкой спортивной генетики и рассматривающее особенности наследственных влияний и тренируемости различных физиологических показателей и физических качеств и, в первую очередь, роли врожденных индивидуально-типологических особенностей организма для спортивной ориентации, отбора и прогнозирования достижений в спорте.

Благоприятные изменения, происходящие в организме, и в частности, в сердечно-сосудистой системе при занятиях физической культурой и спортом - очевидны. Однако далеко не все вопросы этого раздела спортивной кардиологии решены, и изучение функциональных сдвигов нельзя считать законченным. Требует дальнейшего исследования возможность развития патологических изменений в сердце (патологическое спортивное сердце, по Г. Ф. Лангу), которые могут возникнуть прежде всего вследствие чрезмерных тренировочных нагрузок, превышающих возможности конкретного спортсмена. Трудности в изучении и предупреждении ряда заболеваний у спортсменов заключаются в том, что в настоящее время нет разработанного и научно-обоснованного курса патологической физиологии спорта, необходимость которого весьма очевидна.

До настоящего времени отсутствуют данные, касающиеся эффективности разных сочетаний темпа движений и частоты дыхания в различных видах спорта, а также о характере и степени произвольных коррекций внешнего дыхания.

До сих пор остается спорным вопрос о длительности восстановления после напряженных тренировочных и соревновательных нагрузок.

Касаясь некоторых специальных теоретических вопросов, имеющих и несомненное прикладное значение в спорте, нужно в первую очередь указать на проблемы адаптации к физическим нагрузкам, функциональных резервов организма, спортивной биоритмологии, психофизиологического и медицинского отбора и профессиональной ориентации спортсменов. В частности, ближайшими задачами являются определение количественных критериев различных стадий адаптации, анализ адаптивных функциональных систем, формирующихся при различных видах спортивной деятельности, дифференцирование адаптационных изменений от предпатологических состояний и исследование компенсаторных реакций.

Уже многие годы проводятся исследования различных функций организма спортсменов. Однако комплексные обследования осуществляются относительно редко, а анализ их результатов связан с длительной обработкой получаемых данных. В связи с этим в физиологии спорта большое значение приобретают так называемые экспресс-методы, позволяющие оценивать функциональное состояние спортсмена не только после, но и в процессе тренировок и соревнований. Важными задачами спортивных физиологов являются также обоснование, разработка и внедрение экспресс-методов с целью исследования функциональных систем адаптации, формирующихся к различным видам физических упражнений. Использование компьютеров даст возможность быстро анализировать и обобщать результаты, полученные различными методами исследования, а наиболее важные и информативные сразу внедрять в практику.

Говоря о массовой физической культуре, нужно учитывать следующее. Применяемые нагрузки должны вызывать изменения, соответствующие только стадии повышения неспецифической устойчивости (адаптированности) организма. Необходимо также предупреждение возможности возникновения травм. Все это относится и к физической подготовке специальных контингентов: военнослужащих, спасательных команд и др. Особого внимания заслуживают занятия физической культурой с детьми, женщинами, инвалидами и лицами с ослабленным здоровьем. Требуются дальнейшая разработка и научное обоснование целого ряда физиологических проблем, связанных с возрастными и медико-биологическими особенностями этих контингентов лиц, характером их адаптивных перестроек.

В ближайшие годы в массовой физической культуре следует решить вопросы о минимальном объеме физических упражнений при различном их сочетании и необходимой продолжительности занятий, что в совокупности позволит получить достаточный оздоровительный эффект в отношении устойчивости людей к действию неблагоприятных факторов окружающей среды и сохранения высокой умственной и физической работоспособности. Такого рода исследования сложны, объемны, но они крайне необходимы. При этом минимальные нормы нагрузки и времени при занятиях физическими упражнениями, очевидно, будут неодинаковы для лиц различного возраста, состояния здоровья, пола, профессии, что потребует дифференцированного подхода к исследованиям разных групп населения. Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что и до настоящего времени основное внимание исследователей было обращено на спорт, особенно спорт высших достижений. Физическая культура массового характера находится в стороне, и функциональные изменения, адаптивные перестройки при этом изучаются в меньшей степени.

Интенсивно развивающаяся практика физической культуры и спорта требует быстрейшей реализации прикладных направлений физиологии спорта. Вместе с тем, еще раз следует напомнить общеизвестное положение о том, что не разрабатывая глубоко теоретических проблем и не проводя фундаментальных исследований, мы постоянно будем отставать и в практике. Полезно напомнить слова известного итальянского физика и физиолога Алессандро Вольта, сказанные им еще в 1815 году: "Нет ничего практичнее хорошей теории".

2. АДАПТАЦИЯ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ И РЕЗЕРВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОРГАНИЗМА.
Одной из важнейших проблем современной физиологии и медицины является исследование закономерностей процесса адаптации организма к различным факторам среды. Адаптация человека затрагивает широкий спектр общебиологических закономерностей, интересы работников различных научных дисциплин и связана, прежде всего, с саморегулированием многокомпонентных функциональных систем. Не случайно проблема адаптации человека является одним из основных разделов обширной Международной биологической программы.

В настоящее время имеется ряд определений адаптации. На наш взгляд, наиболее полным является понятие физиологической адаптации, данное в третьем издании Большой Советской Энциклопедии: "Адаптация физиологическая - совокупность физиологических реакций, лежащая в основе приспособления организма к изменению окружающих условий и направленная к сохранению относительного постоянства его внутренней среды - гомеостаза". (М., 1969. Т.]. С.216).

Значение проблемы адаптации в спорте определяется прежде всего тем, что организм спортсмена должен приспосабливаться к физическим нагрузкам в относительно короткое время. Именно скорость наступления адаптации и ее длительность во многом определяют состояние здоровья и тренированность спортсмена. В этой связи значительный научный интерес для практики спорта представляет разработка системного обоснования адаптации организма в процессе достижения высшего спортивного мастерства. Вместе с тем общеизвестно, что морфофункциональные особенности организма человека, сформировавшиеся в течение длительного периода эволюции, не могут изменяться с такой же быстротой, с какой изменяются структура и характер тренировочных и соревновательных нагрузок в спорте. Несоответствие во времени между этими процессами может приводить к возникновению функциональных расстройств, которые проявляются различными патологическими нарушениями.

2.1. Динамика функций организма при адаптации и ее стадии.
Определение функциональных изменений, возникающих в период тренировочных и соревновательных нагрузок, необходимо прежде всего для оценки процесса адаптации, степени утомления, уровня тренированности и работоспособности спортсменов и является основой для совершенствования восстановительных мероприятий. О влиянии физических нагрузок на человека можно судить только на основе всестороннего учета совокупности реакций целостного организма, включая реакции со стороны центральной нервной системы, гормонального аппарата, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, анализаторов, обмена веществ и др. Следует подчеркнуть, что выраженность изменений функций организма в ответ на физическую нагрузку зависит прежде всего от индивидуальных особенностей человека и уровня его тренированности. Изменения функциональных показателей организма спортсменов могут быть правильно проанализированы и всесторонне оценены только при рассмотрении их в отношении к процессу адаптации.

Учебник подготовлен в соответствии с новой программой по физиологии для вузов физической культуры и требованиями Государственного стандарта высшего профессионального образования.
Для студентов, аспирантов, научных сотрудников, преподавателей, тренеров и врачей, работающих в области физической культуры.

ПРЕДИСЛОВИЕ...... 3 Часть I. ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ...... 8 1. Введение. История физиологии...... 8 1. 1. Предмет физиологии, ее связь с другими науками и значение для физической культуры и спорта...... 8 1. 2. Методы физиологических исследований...... 9 1. 3. Краткая история физиологии...... 10 2. Общие закономерности физиологии и ее основные понятия...... 12 2. 1. Основные функциональные характеристики возбудимых тканей...... 12 2. 2. Нервная и гуморальная регуляция функций...... 14 2. 3. Рефлекторный механизм деятельности нервной системы...... 15 2. 4. Гомеостаз...... 16 2. 5. Возникновение возбуждения и его проведение...... 17 3. Нервная система...... 21 3. 1. Основные функции ЦНС...... 21 3. 2. Основные функции и взаимодействия нейронов...... 21 3. 3. Особенности деятельности нервных центров...... 25 3. 4. Координация деятельности ЦНС...... 29 3. 5. Функции спинного мозга и подкорковых отделов головного мозга...... 33 3. 6. Вегетативная нервная система...... 39 3. 7. Лимбическая система...... 43 3. 8. Функции коры больших полушарий...... 43 4. Высшая нервная деятельность...... 49 4. 1. Условия образования и разновидности условных рефлексов...... 49 4. 2. Внешнее и внутреннее торможение условных рефлексов...... 52 4. 3. Динамический стереотип...... 52 4. 4. Типы высшей нервной деятельности, первая и вторая сигнальная система...... 53 5. Нервно-мышечный аппарат...... 55 5. 1. Функциональная организация скелетных мышц...... 55 5. 2. Механизмы сокращения и расслабления мышечного волокна...... 57 5. 3. Одиночное и тетаническое сокращение. Электромиограмма...... 60 5. 4. Морфофункциональные основы мышечной силы...... 63 5. 5. Режимы работы мышцы...... 67 5. 6. Энергетика мышечного сокращения...... 68 6. Произвольные движения...... 71 6. 1. Основные принципы организации движений...... 71 6. 2. Роль различных отделов ЦНС в регуляции позно-тонических реакций...... 75 6. 3. Роль различных отделов ЦНС в регуляции движений...... 77 6. 4. Нисходящие моторные системы...... 81 7. Сенсорные системы...... 83 7. 1. Общий план организации и функции сенсорных систем...... 83 7. 2. Класификация и механизмы возбуждения рецепторов...... 84 7. 3. Свойства рецепторов...... 86 7. 4. Кодирование информации...... 87 7. 5. Зрительная сенсорная система...... 88 7. 6. Слуховая сенсорная система...... 93 7. 7. Вестибулярная сенсорная система...... 96 7. 8. Двигательная сенсорная система...... 99 7. 9. Сенсорные системы кожи, внутренних органов, вкуса и обоняния...... 102 7. 10. Переработка, взаимодействие и значение сенсорной информации...... 105 8. Кровь...... 109 8. 1. Состав, объем и функции крови...... 110 8. 2. Форменные элементы крови...... 112 8. 3. Физико-химические свойства плазмы крови...... 116 8. 4. Свертывание и переливание крови...... 118 8. 5. Регуляция системы крови...... 121 9. Кровообращение...... 123 9. 1. Сердце и его физиологические свойства...... 123 9. 2. Движение крови по сосудам (гемодинамика)...... 128 9. 3. Регуляция сердечно-сосудистой системы...... 132 10. Дыхание...... 136 10. 1. Внешнее дыхание...... 136 10. 2. Обмен газов в легких и их перенос кровью...... 139 10. 3. Регуляция дыхания...... 143 11. Пищеварение...... 145 11. 1. Общая характеристика пищеварительных процессов...... 145 11. 2. Пищеварение в различных отделах желудочно-кишечного тракта...... 147 11. 3. Всасывание продуктов переваривания пищи...... 153 12. Обмен веществ и энергии...... 155 12. 1. Обмен белков...... 155 12. 2. Обмен углеводов...... 156 12. 3. Обмен липидов...... 157 12. 4. Обмен воды и минеральных солей...... 159 12. 5. Обмен энергии...... 160 12. 6. Регуляция обмена веществ и энергии...... 163 13. Выделение...... 165 13. 1. Общая характеристика выделительных процессов...... 165 13. 2. Почки и их функции...... 165 13. 3. Процесс мочеобразования и его регуляция...... 168 13. 4. Гомеостатическая функция почек...... 170 13. 5. Мочевыведение и мочеиспускание...... 170 13. 6. Потоотделение...... 171 14. Тепловой обмен...... 173 14. 1. Температура тела человека и изотермия...... 173 14. 2. Механизмы теплообразования...... 174 14. 3. Механизмы теплоотдачи...... 176 14. 4. Регуляция теплообмена...... 177 15. Внутренняя секреция...... 178 15. 1. Общая характеристика эндокринной системы...... 178 15. 2. Функции желез внутренней секреции...... 181 15. 3. Изменения эндокринных функций при различных состояниях...... 192 Часть II. СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ...... 198 Раздел I. ОБЩАЯ СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ...... 198 1. Спортивная физиология - учебная и научная дисциплина...... 199 1. 1. Спортивная физиология, ее содержание и задачи...... 199 1. 2. Кафедра физиологии и ее роль в становлении и развитии спортивной физиологии...... 201 1. 3. Состояние и перспективы развития спортивной физиологии...... 206 2. Адаптация к физическим нагрузкам и резервные возможности организма...... 210 2. 1. Динамика функций организма при адаптации и ее стадии...... 211 2. 2. Физиологические особенности адаптации к физическим нагрузкам...... 215 2. 3. Срочная и долговременная адаптация к физическим нагрузкам...... 217 2. 4. Функциональная система адаптации...... 221 2. 5. Понятие о физиологических резервах организма...... 224 3. Функциональные состояния спортсменов...... 226 3. 1. Общая характеристика функциональных состояний...... 226 3. 2. Физиологические закономерности развития функциональных состояний...... 229 3. 3. Виды функциональных состояний...... 231 4. Функциональные изменения в организме при физических нагрузках...... 237 4. 1. Изменения функций различных органов и систем организма...... 237 4. 2. Функциональные сдвиги при нагрузках постоянной мощности...... 240 4. 3. Функциональные сдвиги при нагрузках переменной мощности...... 241 4. 4. Прикладное значение функциональных изменений для оценки работоспособности спортсменов...... 243 5. Физиологическая характеристика состояний организма при спортивной деятельности...... 244 5. 1. Роль эмоций при спортивной деятельности...... 244 5. 2. Предстартовые состояния...... 247 5. 3. Разминка и врабатывание...... 250 5. 4. Устойчивое состояние при циклических упражнениях...... 252 5. 5. Особые состояния организма при ациклических, статических и упражнениях переменной мощности...... 253 6. Физическая работоспособность спортсмена...... 254 6. 1. Понятие о физической работоспособности и методические подходы к ее определению...... 255 6. 2. Принципы и методы тестирования физической работоспособности...... 257 6. 3. Связь физической работоспособности с направленностью тренировочного процесса в спорте...... 262 6. 4. Резервы физической работоспособности...... 264 7. Физиологические основы утомления спортсменов...... 269 7. 1. Определение и физиологические механизмы развития утомления...... 269 7. 2. Факторы утомления и состояние функций организма...... 273 7. 3. Особенности утомления при различных видах физических нагрузок...... 275 7. 4. Предутомление, хроническое утомление и переутомление...... 278 8. Физиологическая характеристика восстановительных процессов...... 281 8. 1. Общая характеристика процессов восстановления...... 281 8. 2. Физиологические механизмы восстановительных процессов...... 283 8. 3. Физиологические закономерности восстановительных процессов...... 285 8. 4. Физиологические мероприятия повышения эффективности восстановления...... 288 Раздел II. ЧАСТНАЯ СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ...... 291 9. Физиологическая классификация и характеристика физических упражнений...... 291 9. 1. Различные критерии классификации упражнений...... 292 9. 2. Современная классификация физических упражнений...... 293 9. 3. Физиологическая характеристика спортивных поз и статических нагрузок...... 294 9. 4. Физиологическая характеристика стандартных циклических и ациклических движений...... 298 9. 5. Физиологическая характеристика нестандартных движений...... 303 10. Физиологические механизмы и закономерности развития физических качеств...... 305 10. 1. Формы проявления, механизмы и резервы развития силы...... 306 10. 2. Формы проявления, механизмы и резервы развития быстроты...... 310 10. 3. Формы проявления, механизмы и резервы развития выносливости...... 313 10. 4. Понятие о ловкости и гибкости. Механизмы и закономерности их развития...... 318 11. Физиологические механизмы и закономерности формирования двигательных навыков...... 320 11. 1. Двигательные умения, навыки и методы их исследования...... 320 11. 2. Физиологические механизмы формирования двигательных навыков...... 321 11. 3. Физиологические закономерности и стадии формирования двигательных навыков...... 324 11. 4. Физиологические основы совершенствования двигательных навыков...... 330 12. Физиологические основы развития тренированности...... 333 12. 1. Физиологическая характеристика тренировки и состояния тренированности...... 334 12. 2. Тестирование функциональной подготовленности спортсменов в покое...... 336 12. 3. Тестирование функциональной подготовленности спортсменов при стандартных и предельных нагрузках...... 339 12. 4. Физиологическая характеристика перетренированности и перенапряжения...... 343 13. Спортивная работоспособность в особых условиях внешней среды...... 346 13. 1. Влияние температуры и влажности воздуха на спортивную работоспособность...... 346 13. 2. Спортивная работоспособность в условиях измененного барометрического давления...... 348 13. 3. Спортивная работоспособность при смене поясно-климатических условий...... 353 13. 4. Физиологические изменения в организме при плавании...... 355 14. Физиологические основы спортивной тренировки женщин...... 357 14. 1. Морфофункциональные особенности женского организма...... 357 14. 2. Изменения функций организма в процессе тренировок...... 365 14. 3. Влияние биологического цикла на работоспособность женщин...... 370 14. 4. Индивидуализация тренировочного процесса с учетом фаз биологического цикла...... 373 15. Физиолого-генетические особенности спортивного отбора...... 375 15. 1. Физиолого-генетический подход к вопросам спортивного отбора...... 376 15. 2. Наследственные влияния на морфо-функциональные особенности и физические качества человека...... 378 15. 3. Учет физиолого-генетических особенностей человека в спортивном отборе...... 383 15. 4. Значение генетически адекватного и неадекватного выбора спортивной деятельности и сенсомоторного доминирования...... 390 15. 5. Использование генетических маркеров для поиска высоко- и быстротренируемых спортсменов...... 395 16. Влияние генома на функциональное состояние, работоспособность и здоровье спортсменов...... 398 16. 1. Хранение, передача наследственной информации и расшифровка генома...... 398 16. 2. Генетические маркеры ДНК в спорте...... 402 16. 3. Генетические допинги в спорте...... 405 16. 4. Обнаружение допингов...... 415 16. 5. Риск для здоровья...... 417 17. Физиологические основы оздоровительной физической культуры...... 421 17. 1. Роль физической культуры в условиях современной жизни...... 422 17. 2. Гипокинезия, гиподинамия и их влияние на организм человека...... 425 17. 3. Основные формы оздоровительной физической культуры и их влияние на функциональное состояние организма...... 428 Часть III. ВОЗРАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ...... 435 1. Общие физиологические закономерности роста и развития организма человека...... 435 1. 1. Периодизация и гетерохронность развития...... 435 1. 2. Сенситивные периоды...... 438 1. 3. Влияние наследственности и окружающей среды на развитие организма...... 441 1. 4. Акселерация эпохальная и индивидуальная, биологический и паспортный возраст...... 444 2. Физиологические особенности организма детей дошкольного и младшего школьного возраста и их адаптация к физическим нагрузкам...... 448 2. 1. Развитие центральной нервной системы, высшей нервной деятельности и сенсорных систем...... 448 2. 2. Физическое развитие и опорно-двигательная система...... 456 2. 3. Особенности крови, кровообращения и дыхания...... 457 2. 4. Особенности пищеварения, обмена веществ и энергии...... 461 2. 5. Особенности терморегуляции, процессов выделения и деятельности желез внутренней секреции...... 462 2. 6. Физиологические особенности адаптации детей дошкольного и младшего школьного возраста к физическим нагрузкам...... 466 3. Физиологические особенности организма детей среднего и старшего школьного возраста и их адаптация к физическим нагрузкам...... 488 3. 1. Развитие центральной нервной системы, высшей нервной деятельности и сенсорных систем...... 489 3. 2. Физическое развитие и опорно-двигательная система...... 494 3. 3. Особенности крови, кровообращения и дыхания...... 497 3. 4. Особенности пищеварения, выделения и эндокринной системы...... 500 3. 5. Особенности терморегуляции, обмена веществ и энергии...... 506 3. 6. Физиологические особенности адаптации детей среднего и старшего школьного возраста к физическим нагрузкам...... 508 4. Физиологические особенности урока физической культуры в школе...... 530 4. 1. Физиологическое обоснование нормирования физических нагрузок для детей школьного возраста...... 530 4. 2. Изменение функций организма школьников на уроке физической культуры...... 533 4. 3. Влияние занятий физической культурой на физическое, функциональное развитие, работоспособность и состояние здоровья школьников...... 536 4. 4. Физиолого-педагогический контроль за занятиями физической культурой и физиологические критерии восстановления организма школьников...... 543 5. Физиологические особенности организма людей зрелого и пожилого возраста и их адаптация к физическим нагрузкам...... 548 5. 1. Старение, продолжительность жизни, адаптивные реакции и реактивность организма...... 549 5. 2. Возрастные особенности опорно-двигательного аппарата, вегетативных и сенсорных систем...... 553 5. 3. Возрастные особенности регуляторных систем...... 557 5. 4. Физиологические особенности адаптации людей зрелого и пожилого возраста к физическим нагрузкам...... 561 6. Физиологические особенности переработки информации у спортсменов разного возраста...... 573 6. 1. Значение для спорта процессов переработки информации и их возрастные особенности...... 573 6. 2. Физиологические основы процессов восприятия, принятия решения и программирования ответных действий...... 575 6. 3. Скорость и эффективность тактического мышления. Пропускная способность мозга...... 579 6. 4. Помехоустойчивость спортсменов, ее возрастные особенности...... 582 7. Функциональные асимметрии спортсменов разного возраста...... 583 7. 1. Моторные асимметрии у человека, их возрастные особенности...... 583 7. 2. Сенсорные и психические асимметрии. Индивидуальный профиль асимметрии...... 586 7. 3. Проявление функциональной асимметрии у спортсменов...... 589 7. 4. Физиологические основы управления тренировочным процессом с учетом функциональной асимметрии...... 593 8. Физиологические основы индивидуально-типологических особенностей спортсменов и их развитие в онтогенезе...... 595 8. 1. Индивидуально-типологические особенности человека...... 596 8. 2. Развитие типологических особенностей в онтогенезе...... 598 8. 3. Индивидуально-типологические особенности спортсменов и их учет в тренировочном процессе...... 601 8. 4. Индивидуально-типологические особенности биоритмов и их влияние на работоспособность человека...... 604 ЗАКЛЮЧЕНИЕ...... 609

Издательство: "Спорт" (2015)

Текущая страница: 1 (всего у книги 54 страниц) [доступный отрывок для чтения: 36 страниц]

Шрифт:

100% +

Алексей Солодков, Елена Сологуб
Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная

Учебник для высших учебных заведений физической культуры

Издание 6-е, исправленное и дополненное

Допущен Министерством РФ по физической культуре и спорту в качестве учебника для высших учебных заведений физической культуры

Издание подготовлено на кафедре физиологии Национального государственного университета физической культуры, спорта и здоровья им·, П.Ф. Лесгафта, Санкт – Петербург

Рецензенты:

В.И. Кулешов, доктор мед. наук, проф. (ВмедА им. С.М. Кирова)

И.М. Козлов, доктор биол, и доктор пед. наук, проф.

(НГУ им. П.Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург)

Предисловие

Физиология человека является теоретической основой целого ряда практических дисциплин (медицины, психологии, педагогики, биомеханики, биохимии и др.)· Без понимания нормального течения физиологических процессов и характеризующих их констант различные специалисты не могут правильно оценивать функциональное состояние организма человека и его работоспособность в различных условиях деятельности. Знание физиологических механизмов регуляции различных функций организма имеет важное значение в понимании хода восстановительных процессов во время и после напряженного мышечного труда.

Раскрывая основные механизмы, обеспечивающие существование целостного организма и его взаимодействие с окружающей средой, физиология позволяет выяснить и исследовать условия и характер изменений деятельности различных органов и систем в процессе онтогенеза человека. Физиология является наукой, осуществляющей системный подход в изучении и анализе многообразных внутри– и межсистемных взаимосвязей сложного человеческого организма и сведение их в конкретные функциональные образования и единую теоретическую картину.

Важно подчеркнуть, что в развитии современных научных физиологических представлений существенная роль принадлежит отечественным исследователям. Знание истории любой науки – необходимая предпосылка для правильного понимания места, роли и значения дисциплины в содержании социально-политического статуса общества, его влияния на эту науку, а также влияние науки и ее представителей на развитие общества. Поэтому рассмотрение исторического пути развития отдельных разделов физиологии, упоминание наиболее ярких ее представителей и анализ естественно-научной базы, на которой формировались основные понятия и представления этой дисциплины, дают возможность оценить современное состояние предмета и определить его дальнейшие перспективные направления.

Физиологическая наука в России в XVIII–XIX столетиях представлена плеядой блестящих ученых – И.М. Сеченов, Ф.В. Овсянников, А.Я. Данилевский, А.Ф. Самойлов, И.Р. Тарханов, Н.Е. Введенский и др. Но лишь И.М. Сеченову и И.П. Павлову принадлежит заслуга создания новых направлений не только в Российской, но и в мировой физиологии.

Физиологию как самостоятельную дисциплину начали преподавать с 1738 г. в Академическом (позже Санкт-Петербургском) университете. Существенное значение в развитии физиологии принадлежит и основанному в 1755 г. Московскому университету, где в его составе в 1776 г. была открыта кафедра физиологии.

В 1798 г. в Санкт-Петербурге была основана Медико-хирургическая (Военно-медицинская) академия, которая сыграла исключительную роль в развитии физиологии человека. Созданную при ней кафедру физиологии последовательно возглавляли П.А. Загорский, Д.М. Велланский, Н.М. Якубович, И.М. Сеченов, И.Ф. Цион, Ф.В. Овсянников, И.Р. Тарханов, И.П. Павлов, Л.А. Орбели, А.В. Лебединский, М.П. Бресткин и другие выдающиеся представители физиологической науки. За каждым названным именем стоят открытия в физиологии, имеющие мировое значение.

В программу обучения в физкультурных вузах физиология включалась с первых дней их организации. На созданных П.Ф. Лесгафтом в 1896 г. Высших курсах физического образования сразу же был открыт кабинет физиологии, первым руководителем которого являлся академик И.Р. Тарханов. В последующие годы физиологию здесь преподавали Н.П. Кравков, А.А. Вальтер, П.П. Ростовцев, В.Я. Чаговец, А.Г. Гинецинский, А.А. Ухтомский, Л.А. Орбели, И.С. Беритов, А.Н. Крестовников, Г.В. Фольборт и др.

Бурное развитие физиологии и ускорение научно-технического прогресса в стране обусловили появление в 30-х годах XX столетия нового самостоятельного раздела физиологии человека – физиологии спорта, хотя отдельные работы, посвященные изучению функций организма при выполнении физических нагрузок, публиковались еще в конце XIX века (И. О. Розанов, С.С. Груздев, Ю.В. Блажевич, П.К. Горбачев и др.). При этом следует подчеркнуть, что систематические исследования и преподавание физиологии спорта начались в нашей стране раньше, чем за рубежом, и носили более целенаправленный характер. Кстати, заметим, что только в 1989 г. Генеральная ассамблея Международного союза физиологических наук приняла решение о создании при ней комиссии «Физиология спорта», хотя подобные комиссии и секции в системе АН СССР, АМН СССР, Всесоюзного физиологического общества им. И.П. Павлова Госкомспорта СССР существовали в нашей стране с 1960-х годов.

Теоретические предпосылки для возникновения и развития физиологии спорта были созданы фундаментальными работами И.М. Сеченова, И.П. Павлова, Н.Е. Введенского, А.А. Ухтомского, И. С. Бериташвили, К.М. Быкова и других. Однако систематическое изучение физиологических основ физической культуры и спорта началось значительно позже. Особенно большая заслуга в создании этого раздела физиологии принадлежит Л.А. Орбели и его ученику А.Н. Крестовникову, и она неразрывно связана со становлением и развитием Университета физической культуры им. П.Ф. Лесгафта и его кафедры физиологии – первой подобной кафедры среди физкультурных вузов в стране и в мире.

После создания в 1919 г. кафедры физиологии в Институте физического образования им. П.Ф. Лесгафта преподавание этого предмета осуществляли Л.А. Орбели, А.Н. Крестовников, В.В. Васильева, А.Б. Гандельсман, Е.К. Жуков, Н.В. Зимкин, А.С. Мозжухин, Е.Б. Сологуб, А.С. Солодков и др. В 1938 г. А.Н. Креетовниковым был издан первый в нашей стране и в мире «Учебник физиологии» для институтов физической культуры, а в 1939 г. – монография «Физиология спорта». Важную роль в дальнейшем развитии преподавания дисциплины сыграли три издания «Учебника физиологии человека» под редакцией Н.В. Зимкина (1964, 1970, 1975).

Становление физиологии спорта в значительной мере было обусловлено широким проведением фундаментальных и прикладных исследований по предмету. Развитие любой науки ставит перед представителями многих специальностей все новые и новые практические задачи, на которые теория не всегда и сразу же может дать однозначный ответ. Однако, как остроумно заметил Д. Краукрофт (1970), «…научные исследования обладают одной странной особенностью: у них есть привычка рано или поздно оказываться полезными для кого-то или для чего-то». Анализ развития учебного и научного направлений физиологии спорта со всей очевидностью подтверждает это положение.

Запросы теории и практики физического воспитания и обучения требуют от физиологической науки раскрытия особенностей функционирования организма с учетом возраста людей и закономерностей их адаптации к мышечной деятельности. Научные принципы физического воспитания детей и подростков базируются на физиологических закономерностях роста и развития человека на разных этапах онтогенеза. В процессе физического воспитания следует не только повышать двигательную подготовленность, но и формировать необходимые психофизиологические свойства и качества личности, обеспечивающие ее готовность к труду, к активной деятельности в условиях современного мира.

Формирование различных органов и систем, двигательных качеств и навыков, их совершенствование в процессе физического воспитания может быть успешным при условии научно обоснованного применения различных средств и методов физической культуры, а также при необходимости интенсификации или снижения мышечных нагрузок. При этом необходимо учитывать возрастно-половые и индивидуальные особенности детей, подростков, зрелых и пожилых людей, а также резервные возможности их организма на разных этапах индивидуального развития. Знание таких закономерностей специалистами оградит практику физического воспитания от применения как недостаточных, так и чрезмерных мышечных нагрузок, опасных для здоровья людей.

К настоящему времени накоплены значительные фактические материалы по спортивной и возрастной физиологии, изложенные в соответствующих учебниках и учебных пособиях. Однако в последние годы по некоторым разделам предмета появились новые данные, не вошедшие в прежние издания. Кроме того, в связи с постоянно менявшейся и дополнявшейся учебной программой содержание ранее изданных разделов дисциплины не соответствует современным тематическим планам, по которым ведется преподавание в физкультурных вузах России. С учетом сказанного, в предлагаемом учебнике изложены систематизированные, дополненные и в ряде случаев новые материалы в рамках сегодняшних учебных и научных сведений по предмету. В соответствующие разделы учебника включены и результаты собственных исследований авторов.

В 1998–2000 гг. А.С. Солодковым и Е.Б. Сологуб изданы три учебных пособия по общей, спортивной и возрастной физиологии, которые были широко востребованы студентами, одобрены преподавателями и послужили основой для подготовки современного учебника. Изданный ими в 2001 г. учебник соответствует новой программе по дисциплине, требованиям Государственного стандарта высшего профессионального образования Российской Федерации и включает три части – общую, спортивную и возрастную физиологию.

Несмотря на большой тираж первого издания (10 тыс. экз.), через два года учебник в магазинах отсутствовал. Поэтому после внесения некоторых исправлений и дополнений, в 2005 г. учебник был переиздан прежним тиражом. Однако к концу 2007 г. приобрести его где-либо оказалось невозможно. Вместе с тем из различных регионов Российской Федерации, стран СНГ на кафедру физиологии регулярно поступают предложения о необходимости очередного переиздания учебника. Кроме того, в распоряжении авторов появились некоторые новые материалы, которые соответствуют требованиям Болонского процесса к специалистам по физической культуре и спорту.

В подготовленное третье издание учебника, наряду с учетом и реализацией в нем отдельных замечаний и предложений читателей, включены также две новые главы: «Функциональное состояние спортсменов» и «Влияние генома на функциональное состояние, работоспособность и здоровье спортсменов». Для последней главы некоторые материалы были представлены профессором кафедры биологии университета Сен-Джонса в Нью-Йорке Н.М. Коневой-Хансон, за что авторы искренне признательны Наталье Михайловне.

Все замечания и предложения и по пятому изданию, направленные на совершенствование качества учебника, авторами будут с благодарность приняты.

Часть I
Общая физиология

Любому тренеру и педагогу для успешной профессиональной деятельности необходимо знание функций организма человека. Лишь учет особенностей его жизнедеятельности может помочь правильно управлять ростом и развитием организма человека, сохранением здоровья детей и взрослых, поддержанием работоспособности даже в пожилом возрасте, рациональному использованию мышечных нагрузок в процессе физического воспитания и спортивной тренировки.

1. Введение. История физиологии

Датой становления современной физиологии является 1628 г., когда английский врач и физиолог Вильям Гарвей опубликовал результаты своего исследования по кровообращению у животных.

Физиология наука о функциях и механизмах деятельности клеток, тканей, органов, систем и всего организма в целом. Физиологической функцией является проявление жизнедеятельности организма, имеющее приспособительное значение.

1.1. Предмет физиологии, ее связь с другими науками и значение для физической культуры и спорта

Физиология как наука неразрывно связана с другими дисциплинами. Она базируется на знаниях физики, биофизики и биомеханики, химии и биохимии, общей биологии, генетики, гистологии, кибернетики, анатомии. В свою очередь, физиология является основой медицины, психологии, педагогики, социологии, теории и методики физического воспитания. В процессе развития физиологической науки из общей физиологии выделились различные частные разделы: физиология труда, физиология спорта, авиакосмическая физиология, физиология подводного труда, возрастная физиология, психофизиология и др.

Общая физиология представляет собой теоретическую основу физиологии спорта. Она описывает основные закономерности деятельности организма людей разного возраста и пола, различные функциональные состояния, механизмы работы отдельных органов и систем организма и их взаимодействия. Ее практическое значение состоит в научном обосновании возрастных этапов развития организма человека, индивидуальных особенностях отдельных людей, механизмов проявления их физических и умственных способностей, особенностей контроля и возможностей управления функциональным состоянием организма. Физиология вскрывает последствия вредных привычек у человека, обосновывает пути профилактики функциональных нарушений и сохранение здоровья. Знания физиологии помогают педагогу и тренеру в процессах спортивного отбора и спортивной ориентации, в прогнозировании успешности соревновательной деятельности спортсмена, в рациональном построении тренировочного процесса, в обеспечении индивидуализации физических нагрузок и открывают возможности использования функциональных резервов организма.

1.2. Методы физиологических исследований

Физиология – наука экспериментальная. Знания о функциях и механизмах деятельности организма построены на опытах, проводимых на животных, наблюдениях в клинике, обследованиях здоровых людей в различных экспериментальных условиях. При этом в отношении здорового человека требуются методы, не связанные с повреждениями его тканей и проникновением во внутрь организма – так называемые неинвазивные методы.

В общей форме физиология использует три методических приема исследований: наблюдение, или метод «черного ящика», острый опыт и хронический эксперимент.

Классическими методами исследований являлись методы удаления и методы раздражения отдельных частей или целых органов, в основном применявшиеся в опытах на животных или во время операций в клинике. Они давали приблизительное представление о функциях удаленных или раздражаемых органов и тканей организма. В этом отношении прогрессивным методом исследования целостного организма стал метод условных рефлексов, разработанный И.П. Павловым.

В современных условиях наиболее распространены электро-физиологические методы, позволяющие регистрировать электрические процессы, не изменяя текущей деятельности изучаемых органов и без повреждения покровных тканей, – например, электрокардиография, электромиография, электроэнцефалография (регистрация электрической активности сердца, мышц и мозга). Развитие радиотелеметрии позволяет передавать эти получаемые записи на значительные расстояния, а компьютерные технологии и специальные программы обеспечивают тонкий анализ физиологических данных. Использование фотосъемки в инфракрасных лучах (тепловидения) позволяет выявить наиболее горячие или холодные участки тела, наблюдаемые в состоянии покоя или в результате деятельности. С помощью так называемой компьютерной томографии, не вскрывая мозга, можно увидеть морфофункциональные его изменения на различной глубине. Новые данные о работе мозга и отдельных частей тела дает изучение магнитных колебаний.

1.3. Краткая история физиологии

Наблюдения за жизнедеятельностью организма производились с незапамятных времен. В XIV–XV веках до н. э. в Древнем Египте при изготовлении мумий люди хорошо знакомились с внутренними органами человека. В гробнице врача фараона Унаса изображены древние медицинские инструменты. В Древнем Китае только по пульсу удивительно тонко различали до 400 болезней. В IV–V веке до н. э. там было развито учение о функционально важных точках тела, которое в настоящее время явилось основой для современных разработок рефлексотерапии и иглоукалывания, Су-Джок терапии, тестирования функционального состояния скелетных мышц спортсмена по величине напряженности электрического поля кожи в биоэлектрически активных точках над ними. Древняя Индия прославилась своими особыми растительными рецептами, воздействием на организм упражнениями йоги и дыхательной гимнастики. В Древней Греции первые представления о функциях мозга и сердца высказывали в IV–V веке до н. э. Гиппократ (460–377 до н. э.) и Аристотель (384–322 до н. э.), а в Древнем Риме во II веке до н. э. – врач Гален (201–131 до н. э.).

Как экспериментальная наука физиология возникла в XVII веке, когда английский врач В. Гарвей открыл круги кровообращения. В этот же период французский ученый Р. Декарт ввел понятие рефлекс (отражение), описав путь внешней информации в мозг и обратный путь двигательного ответа. Работами гениального русского ученого М.В. Ломоносова и немецкого физика Г. Гельмгольца о трехкомпонентной природе цветного зрения, трактатом чеха Г. Прохазки о функциях нервной системы и наблюдениями итальянца Л. Гальвани о животном электричестве в нервах и мышцах отмечен XVIII век. В XIX веке разработаны представления английского физиолога Ч. Шеррингтона об интегративных процессах в нервной системе, изложенные в его известной монографии в 1906 г. Проведены первые исследования утомления итальянцем А. Моссо. Обнаружил изменения постоянных потенциалов кожи при раздражениях у человека И.Р. Тарханов (феномен Тарханова).

В XIX в. работами «отца русской физиологии»· И.М. Сеченова (1829–1905) заложены основы развития многих областей физиологии – изучение газов крови, процессов утомления и «активного отдыха», а главное – открытие в 1862 г. торможения в центральной нервной системе («Сеченовского торможения») и разработка физиологических основ психических процессов человека, показавших рефлекторную природу поведенческих реакций человека («Рефлексы головного мозга», 1863). Дальнейшая разработка идей И.М. Сеченова шла двумя путями. С одной стороны, изучение тонких механизмов возбуждения и торможения проводилось в Санкт-Петербургском университете И.Е. Введенским (1852–1922). Им создано представление о физиологической лабильности как скоростной характеристике возбуждения и учение о парабиозе как общей реакции нервно-мышечной ткани на раздражение. В дальнейшем это направление было продолжено его учеником А.А. Ухтомским (1875–1942), который, изучая процессы координации в нервной системе, открыл явление доминанты (господствующего очага возбуждения) и роль в этих процессах усвоения ритма раздражений. С другой стороны, в условиях хронического эксперимента на целостном организме И.П. Павлов (1849–1936) впервые создал учение об условных рефлексах и разработал новую главу физиологии – физиологию высшей нервной деятельности. Кроме того, в 1904 г. за свои работы в области пищеварения И.П. Павлов, одним из первых русских ученых, был отмечен Нобелевской премией. Физиологические основы поведения человека, роль сочетанных рефлексов были разработаны В.М. Бехтеревым.

Крупный вклад в развитие физиологии внесли и другие выдающиеся отечественные физиологи: основатель эволюционной физиологии и адаптологии академик Л.А. Орбели; изучавший условно-рефлекторные влияния коры на внутренние органы акад. К.М. Быков; создатель учения о функциональной системе акад. П.К. Анохин; основатель отечественной электроэнцефалографии акад. М.Н. Ливанов; разработчик космической физиологии – акад. В. В. Парии; основатель физиологии активности Н.А. Бернштейн и многие др.

В области физиологии мышечной деятельности следует отметить основателя отечественной физиологии спорта – проф. А.Н. Крестовникова (1885–1955), написавшего первый учебник по физиологии человека для физкультурных вузов страны (1938) и первую монографию по физиологии спорта (1939), а также широко известных ученых – проф. Е.К. Жукова, В.С. Фарфеля, Н.В. Зимкина, А.С. Мозжухина и многих др., а среди зарубежных ученых – П.О. Астранда, А. Хилла, Р. Гранита, Р. Маргария и др.

2. Общие закономерности физиологии и ее основные понятия

Живые организмы представляют собой так называемые открытые системы (т. е. не замкнутые в себе, а неразрывно связанные с внешней средой). Они состоят из белков и нуклеиновых кислот и характеризуются способностью к авторегуляции и самовоспроизведению. Основные свойства живого организма – обмен веществ, раздражимость (возбудимость), подвижность, самовоспроизведение (размножение, наследственность) и саморегуляция (поддержание гомеостаза, приспособляемость-адаптивность).

Алексей Солодков, Елена Сологуб

Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная

Учебник для высших учебных заведений физической культуры. 7-е издание

Издание подготовлено на кафедре физиологии Национального государственного университета физической культуры, спорта и здоровья им. П. Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург

Рецензенты:

В. И. Кулешов, доктор мед. наук, проф. (ВмедА им. С. М. Кирова)

И. М. Козлов, доктор биол. и доктор пед. наук, проф. (НГУ им. П. Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург)

* * *

Солодков Алексей Сергеевич – профессор кафедры физиологии Национального государственного университета физической культуры, спорта и здоровья им. П. Ф. Лесгафта (в течение 25 лет заведующий кафедрой 1986–2012 гг.).

Заслуженный деятель науки РФ, академик Петровской академии наук и искусств, Почетный работник высшего профессионального образования РФ, председатель секции «Физиология спорта» и член Правления СПб физиологического общества им. И. М. Сеченова.

Сологуб Елена Борисовна – доктор биологических наук, профессор. С 2002 г. проживает в Нью-Йорке (США).

На кафедре физиологии Национального государственного университета физической культуры, спорта и здоровья им. П. Ф. Лесгафта работала с 1956 г., с 1986 г. по 2002 г. – в должности профессора кафедры. Была избрана академиком Российской академии Медико-технических наук, Почетным работником высшего образования России, членом Правления СПб общества физиологов, биохимиков и фармакологов им. И. М. Сеченова.

Предисловие

Физиология человека является теоретической основой целого ряда практических дисциплин (медицины, психологии, педагогики, биомеханики, биохимии и др.). Без понимания нормального течения физиологических процессов и характеризующих их констант различные специалисты не могут правильно оценивать функциональное состояние организма человека и его работоспособность в различных условиях деятельности. Знание физиологических механизмов регуляции различных функций организма имеет важное значение в понимании хода восстановительных процессов во время и после напряженного мышечного труда.

Раскрывая основные механизмы, обеспечивающие существование целостного организма и его взаимодействие с окружающей средой, физиология позволяет выяснить и исследовать условия и характер изменений деятельности различных органов и систем в процессе онтогенеза человека. Физиология является наукой, осуществляющей системный подход в изучении и анализе многообразных внутри- и межсистемных взаимосвязей сложного человеческого организма и сведение их в конкретные функциональные образования и единую теоретическую картину.

Важно подчеркнуть, что в развитии современных научных физиологических представлений существенная роль принадлежит отечественным исследователям. Знание истории любой науки – необходимая предпосылка для правильного понимания места, роли и значения дисциплины в содержании социально-политического статуса общества, его влияния на эту науку, а также влияние науки и ее представителей на развитие общества. Поэтому рассмотрение исторического пути развития отдельных разделов физиологии, упоминание наиболее ярких ее представителей и анализ естественнонаучной базы, на которой формировались основные понятия и представления этой дисциплины, дают возможность оценить современное состояние предмета и определить его дальнейшие перспективные направления.

Физиологическая наука в России в XVIII–XIX столетиях представлена плеядой блестящих ученых – И. М. Сеченов, Ф. В. Овсянников, А. Я. Данилевский, А. Ф. Самойлов, И. Р. Тарханов, Н. Е. Введенский и др. Но лишь И. М. Сеченову и И. П. Павлову принадлежит заслуга создания новых направлений не только в Российской, но и в мировой физиологии.

В 1798 г. в Санкт-Петербурге была основана Медико-хирургическая (Военно-медицинская) академия, которая сыграла исключительную роль в развитии физиологии человека. Созданную при ней кафедру физиологии последовательно возглавляли П. А. Загорский, Д. М. Велланский, Н. М. Якубович, И. М. Сеченов, И. Ф. Цион, Ф. В. Овсянников, И. Р. Тарханов, И. П. Павлов, Л. А. Орбели, A.В. Лебединский, М. П. Бресткин и другие выдающиеся представители физиологической науки. За каждым названным именем стоят открытия в физиологии, имеющие мировое значение.

В программу обучения в физкультурных вузах физиология включалась с первых дней их организации. На созданных П. Ф. Лесгафтом в 1896 г. Высших курсах физического образования сразу же был открыт кабинет физиологии, первым руководителем которого являлся академик И. Р. Тарханов. В последующие годы физиологию здесь преподавали Н. П. Кравков, А. А. Вальтер, П. П. Ростовцев, B.Я. Чаговец, А. Г. Гинецинский, А. А. Ухтомский, Л. А. Орбели, И. С. Беритов, А. Н. Крестовников, Г. В. Фольборт и др.

Бурное развитие физиологии и ускорение научно-технического прогресса в стране обусловили появление в 30-х годах XX столетия нового самостоятельного раздела физиологии человека – физиологии спорта, хотя отдельные работы, посвященные изучению функций организма при выполнении физических нагрузок, публиковались еще в конце XIX века (И. О. Розанов, С. С. Груздев, Ю. В. Блажевич, П. К. Горбачев и др.). При этом следует подчеркнуть, что систематические исследования и преподавание физиологии спорта начались в нашей стране раньше, чем за рубежом, и носили более целенаправленный характер. Кстати, заметим, что только в 1989 г. Генеральная ассамблея Международного союза физиологических наук приняла решение о создании при ней комиссии «Физиология спорта», хотя подобные комиссии и секции в системе АН СССР, АМН СССР, Всесоюзного физиологического общества им. И. П. Павлова Госкомспорта СССР существовали в нашей стране с 1960-х годов.

Теоретические предпосылки для возникновения и развития физиологии спорта были созданы фундаментальными работами И. М. Сеченова, И. П. Павлова, Н. Е. Введенского, А. А. Ухтомского, И. С. Бериташвили, К. М. Быкова и других. Однако систематическое изучение физиологических основ физической культуры и спорта началось значительно позже. Особенно большая заслуга в создании этого раздела физиологии принадлежит Л. А. Орбели и его ученику А. Н. Крестовникову, и она неразрывно связана со становлением и развитием Университета физической культуры им. П. Ф. Лесгафта и его кафедры физиологии – первой подобной кафедры среди физкультурных вузов в стране и в мире.

После создания в 1919 г. кафедры физиологии в Институте физического образования им. П. Ф. Лесгафта преподавание этого предмета осуществляли Л. А. Орбели, А. Н. Крестовников, В. В. Васильева, А. Б. Гандельсман, Е. К. Жуков, Н. В. Зимкин, А. С. Мозжухин, Е. Б. Сологуб, А. С. Солодков и др. В 1938 г. А. Н. Крестовниковым был издан первый в нашей стране и в мире «Учебник физиологии» для институтов физической культуры, а в 1939 г. – монография «Физиология спорта». Важную роль в дальнейшем развитии преподавания дисциплины сыграли три издания «Учебника физиологии человека» под редакцией Н. В. Зимкина (1964, 1970, 1975).

Становление физиологии спорта в значительной мере было обусловлено широким проведением фундаментальных и прикладных исследований по предмету. Развитие любой науки ставит перед представителями многих специальностей все новые и новые практические задачи, на которые теория не всегда и сразу же может дать однозначный ответ. Однако, как остроумно заметил Д. Краукрофт (1970), «…научные исследования обладают одной странной особенностью: у них есть привычка рано или поздно оказываться полезными для кого-то или для чего-то». Анализ развития учебного и научного направлений физиологии спорта со всей очевидностью подтверждает это положение.

Понравилась статья? Поделитесь ей

Распечатать статью

Солодков сологуб физиология человека общая спортивная возрастная. Читать онлайн «Физиология человека

Предисловие

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

Алексей Солодков, Елена СологубФизиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная

Предисловие

Часть IОбщая физиология

1. Введение. История физиологии

2. Общие закономерности физиологии и ее основные понятия

Алексей Солодков, Елена Сологуб
Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная

Часть I
Общая физиология