2 Гигиенические основы
физических упражнений.
2.1 Влияние оздоровительной физической
культуры на организм.
Весомое значение в жизни человека занимает
физическая культура, представляющая
собой средства для всестороннего физического
развития с помощью различных упражнений,
с лечебной и профилактической целями
для укрепления здоровья. Главное в физической
культуре- это физические упражнения,
объединяющие специально подобранные
комплексы мышечных движений, применяемые
для общего укрепления организма, физического
развития, в занятиях спортом, с целью
приобретения необходимых в жизни навыков.
Физические упражнения
используются для восстановления здоровья
больных и ослабленных людей,
это, как правило, лечебная физическая
культура. Она широко используется
при комплексном лечении в
больницах, поликлиниках, санаториях.
Применение физической культуры с лечебной целью при заболеваниях
опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой
и дыхательной систем, нарушениях обмена
веществ, после хирургических операций
и др. повышает эффективность комплексного
лечения, способствует предупреждению
осложнений, ускоряет выздоровление и
восстановление трудоспособности, являясь
одним из компонентов реабилитации больных.
По влиянию на организм
человека физические упражнения делятся
на:
1) Корригирующее влияние.
Оно проводится с целью исправления
некоторых дефектов функций организма, их улучшении в результате
упражнений. На коррекцию жировых отложений
оказывают физические упражнения, так
как главным энергетическим субстратом
при потраченном запасе глюкозы в организме
человека является жир.
2) Профилактическое влияние. Физические упражнения хорошо влияют
на опорно-двигательную систему, процессы
кровоснабжения органов и тканей, уменьшая
риск каких-либо модификаций, появление
которых неизбежно при гиподинамическом
образе жизни.
3) Формирование организмом
во время упражнений эндорфинов и энкефалинов, позитивно
действующих на расположение человека
и состояние нервной системы-главное значение
тонизирующего влияния.
К средствам физической
культуры также в целях закаливания
организма и повышения эффективности
физических упражнений относят использование естественных
факторов природы-солнца, воздуха и воды.
Физическая культура применяется в форме
гимнастики, различных видов спорта, туризма,
подвижных и спортивных игр и др.
Регулярные занятия
физической культурой и спортом
во всех возрастах повышают естественную
сопротивляемость организма неблагоприятным
влиянием окружающей среды, инфекциям.
Научные наблюдения доказывают, что те,
кто систематически занимаются физическими
упражнениями с соблюдением правил личной
гигиены, реже болеют, лучше работают,
дольше живут.
Оздоровительный
и профилактический эффект массовой
физической культуры неразрывно связан
с повышенной физической активностью,
усилением функций опорно-двигательного
аппарата, активизацией обмена веществ.
Учение Р. Могендовича о моторно-висцеральных
рефлексах показало взаимосвязь деятельности
двигательного аппарата, скелетных мышц
и вегетативных органов. В результате
недостаточной двигательной активности
в организме человека нарушаются нервно-рефлекторные
связи, заложенные природой и закрепленные
в процессе тяжелого физического труда,
что приводит к расстройству регуляции
деятельности сердечнососудистой и других
систем, нарушению обмена веществ и развитию
дегенеративных заболеваний (атеросклероз
и др.) . Для нормального функционирования
человеческого организма и сохранения
здоровья необходима определенная “доза”
двигательной активности. В этой связи
возникает вопрос о так называемой привычной
двигательной активности, т.е. деятельности,
выполняемой в процессе повседневного
профессионального труда и в быту. Наиболее
адекватным выражением количества произведенной
мышечной работы является величина энергозатрат.
Минимальная величина суточных энергозатрат,
необходимых для нормальной жизнедеятельности
организма, составляет 12--16 МДж (в. зависимости
от возраста, пола и массы тела) , что соответствует
2880--3840 ккал. Из них на мышечную деятельность
должно расходоваться не менее 5,0--9,0 МДж
(1200--1900 ккал) ; остальные энергозатраты
обеспечивают поддержание жизнедеятельности
онанизма в состоянии покоя, нормальную
деятельность систем дыхания и кровообращения,
обменные процессы и т.д. (энергия основного
обмена) . В экономически развитых странах
за последние 100 лет удельный вес мышечной
работы как генератора энергии, используемой
человеком, сократился почти в 200 раз, что
привело к снижению энергозатрат на мышечную
деятельность (рабочий обмен) в среднем
до 3,5 МДж. Дефицит энергозатрат, необходимых
для нормальной жизнедеятельности организма,
составил, таким образом, около 2,0--3,0 МДж
(500-750 ккал) в сутки. Интенсивность труда
в условиях современного производства
не превышает 2--3 ккал/мир, что в 3 раза ниже
пороговой величины (7,5 ккал/мин) обеспечивающей
оздоровительный и профилактический эффект.
В связи с этим для компенсации недостатка
энергозатрат в процессе трудовой деятельности
современному человеку необходимо выполнять
физические упражнения с расходом энергии
не менее 350--500 ккал в сутки (или 2000--3000 ккал
в неделю) . По данным Беккера, в настоящее
время только 20 % населения экономически
развитых стран занимаются достаточно
интенсивной физической тренировкой,
обеспечивающей необходимый минимум энергозатрат,
у остальных 80 % суточный расход энергии
значительно ниже уровня, необходимого
для поддержания стабильного здоровья.
Резкое ограничение двигательной активности
в последние десятилетия привело к снижению
функциональных возможностей людей среднего
возраста. Так, например, величина МПК
у здоровых мужчин снизилась примерно
с 45,0 до 36,0 мл/кг. Таким образом, у большей
части современного населения экономически
развитых стран возникла реальная опасность
развития гипокинезии. Синдром, или гипокинетическая
болезнь, представляет собой комплекс
функциональных и органических изменений
и болезненных симптомов, развивающихся
в результате рассогласования деятельности
отдельных систем и организма в целом
с внешней средой. В основе патогенеза
этого состояния лежат нарушения энергетического
и пластического обмена (прежде всего
в мышечной системе) . Механизм защитного
действия интенсивных физических упражнений
заложен в генетическом коде человеческого
организма. Скелетные мышцы, в среднем
составляющие 40 % массы тела (у мужчин)
, генетически запрограммированы природой
на тяжелую физическую работу. “Двигательная
активность принадлежит к числу основных
факторов, определяющих уровень обменных
процессов организма и состояние его костной,
мышечной и сердечно-сосудистой систем”
, -- писал академик В. В. Парин (1969) . Мышцы
человека являются мощным генератором
энергии. Они посылают сильный поток нервных
импульсов для полдержания оптимального
тонуса ЦНС , облегчают движение венозной
крови по сосудам к сердцу (“мышечный
насос” ) , создают необходимое напряжение
для нормального функционирования двигательного
аппарата. Согласно “энергетическому
правилу скелетных мышц” И. А. Аршавского,
энергетический потенциал организма и
функциональное состояние всех органов
и систем зависит от характера деятельности
скелетных мышц. Чем интенсивнее двигательная
деятельность в границах оптимальной
зоны, тем полнее реализуется генетическая
программа, и увеличиваются энергетический
потенциал, функциональные ресурсы организма
и продолжительность жизни. Различают
общий и специальный эффект физических
упражнений, а также их опосредованное
влияние на факторы риска. Наиболее общий
эффект тренировки заключается в расходе
энергии, прямо пропорциональном длительности
и интенсивности мышечной деятельности,
что позволяет компенсировать дефицит
энергозатрат. Важное значение имеет также
повышение устойчивости организма к действию
неблагоприятных факторов внешней среды:
стрессовых ситуаций, высоких и низких
температур, радиации, травм, гипоксии.
В результате повышения неспецифического
иммунитета повышается и устойчивость
к простудным заболеваниям. Однако использование
предельных тренировочных нагрузок, необходимых
в большом спорте для достижения “пика”
спортивной формы, нередко приводит к
противоположному эффекту-- угнетению
иммунитета и повышению восприимчивости
к инфекционным заболеваниям . Аналогичный
отрицательный эффект может быть получен
и при занятиях массовой физической культурой
с чрезмерным увеличением нагрузки. Специальный
эффект оздоровительной тренировки связан
с повышением функциональных возможностей
сердечно-сосудистой системы. Он заключается
в экономизации работы сердца в состоянии
покоя и повышении резервных возможностей
аппарата кровообращения при мышечной
деятельности. Один из важнейших эффектов
физической тренировки -- урежение частоты
сердечных сокращений в покое (брадикардия)
как проявление экономизации сердечной
деятельности и более низкой потребности
миокарда в кислороде. Увеличение продолжительности
фазы диастолы (расслабления) обеспечивает
больший кроваток и лучшее снабжение сердечной
мышцы кислородом. У лиц с брадикардией
случаи заболевания ИБС выявлены значительно
реже, чем у людей с частым пульсом. Считается,
что увеличение ЧСС в покое на 15 уд/мин
повышает риск внезапной смерти от инфаркта
на 70 % -- такая же закономерность наблюдается
и при мышечной деятельности. При выполнении
стандартной нагрузки на велоэргометре
у тренированных мужчин объем коронарного
кровотока почти в 2 раза меньше, чем у
нетрени-. рованных (140 против 260 мл/мин
на 100 г ткани миокарда) , соответственно
в 2 раза меньше и потребность миокарда
в кислороде (20 против 40 мл/мин на 100 г ткани)
. Таким образом, с ростом уровня тренированности
потребность миокарда в кислороде снижается
как в состоянии покоя, так и при субмаксимальных
нагрузках, что свидетельствует об экономизации
сердечной деятельности. Это обстоятельство
является физиологическим обоснованием
необходимости адекватной физической
тренировки для больных ИКС, так как по
мере роста тренированности и снижения
потребности миокарда в кислороде повышается
уровень пороговой нагрузки, которую испытуемый
может выполнить без угрозы ишемии миокарда
и приступа стенокардии. Наиболее выражено
повышение резервных возможностей аппарата
кровообращения при напряженной мышечной
деятельности: увеличение максимальной
частоты сердечных сокращений, систолического
и минутного объема крови, артерио-венозной
разницы по кислороду, снижение общего
периферического сосудистого сопротивления
(ОППС) , что облегчает механическую работу
сердца и увеличивает его производительность.
Оценка функциональных резервов системы
кровообращения при предельных физических
нагрузках у лиц с различным уровнем физического
состояния показывает: люди со средним
УФС (и ниже среднего) обладают минимальными
функциональными возможностями, граничащими
с патологией, их физическая работоспособность
ниже 75% ДМПК. Напротив,
хорошо тренированные физкультурники
с высоким УФС по всем параметрам соответствуют
критериям физиологического здоровья,
их физическая работоспособность достигает
оптимальных величин или же превышает
их (100 % ДМПК и более, или 3 Вт/кг и более)
. Адаптация периферического звена кровообращения
сводится к увеличению мышечного кровотока
при предельных нагрузках (максимально
в 100 раз) , артериовенозной разницы по
кислороду, плотности капиллярного русла
в работающих мышцах, росту концентрации
миоглобина и повышению активности окислительных
ферментов. Защитную роль в профилактике
сердечно-сосудистых заболеваний играет
также повышение фибринолитической активности
крови при оздоровительной тренировке
(максимум в 6 раз) и снижение тонуса симпатической
нервной системы. В результате снижается
реакция на нейрогормоны в условиях эмоционального
напряжения, т.е. повышается устойчивость
организма к стрессорным воздействиям.
Помимо выраженного увеличения резервных
возможностей организма под влиянием
оздоровительной тренировки чрезвычайно
важен также ее профилактический эффект,
связанный с опосредованным влиянием
на факторы риска сердечно-сосудистых
заболеваний. С ростом тренированности
(по мере повышения уровня физической
работоспособности) наблюдается отчетливое
снижение всех основных факторов риска
НЕС -- содержания холестерина в крови,
артериального давления и массы тела.
Б. А. Пирогова (1985) в своих наблюдениях
показала: по мере роста УФС содержание
холестерина в крови снизилось с 280 до
210 мг, а триглицеридов со 168 до 150 мг%. Следует
особо сказать о влиянии занятий оздоровительной
физической культурой на стареющий организм.
Физическая культура является основным
средством, задерживающим возрастное
ухудшение физических качеств и снижение
адаптационных способностей организма
в целом и сердечно-сосудистой системы
в частности, неизбежных в процессе инволюции.
Возрастные изменения отражаются как
на деятельности сердца, так и на состоянии
периферических сосудов. С возрастом существенно
снижается способность сердца к максимальным
напряжениям, что проявляется в возрастном
уменьшении максимальной частоты сердечных
сокращений (хотя ЧСС в покое изменяется
незначительно) . С возрастом функциональные
возможности сердца снижаются даже при
отсутствии клинических признаков ИБС.
Так, ударный объем сердца в покое в возрасте 25 лет к 85 годам
уменьшается на 30 %, развивается гипертрофия
миокарда. Минутный объем крови в покое
за указанный период уменьшается в среднем
на 55--60 %. Возрастное ограничение способности
организма к увеличению ударного объема
и ЧСС при максимальных усилиях приводит
к тому, что минутный объем крови при предельных
нагрузках в возрасте 65 лет на 25--30 % меньше,
чем в возрасте 25 лет (Роапег, 1986, и др.)
. С возрастом также происходят изменения
в сосудистой системе: снижается эластичность
крупных артерий, повышается общее периферическое
сосудистое сопротивление, в результате
к 60--70 годам систолическое давление повышается
на 10--40 мм рт. ст. Все эти изменения в системе
кровообращения, снижение производительности
сердца влекут за собой выраженное уменьшение
максимальных аэробных возможностей организма,
снижение уровня физической работоспособности
и выносливости. Скорость возрастного
снижения МПК в период от 20 до 65 лет у нетренированных
мужчин составляет в среднем 0,5 мл/мин/кг,
у женщин -- 0,3 мл/мин/кг за год. Из табл.
В период от 20 до 70 лет максимальная аэробная
производительность снижается почти в
2 раза -- с 45 до 25 мл/кг (или на 10 % за десятилетие)
. С возрастом
ухудшаются и функциональные возможности
дыхательной системы. Жизненная емкость
легких (ЖЕЛ) начиная с 35-летнего возраста,
за год снижается в среднем на 7,5 мл на
1м2 поверхности тела. Отмечено также снижение
вентиляционной функции легких -- уменьшение
максимальной вентиляции легких (МЕЛ)
. Хотя эти изменения не лимитируют аэробные
возможности организма, однако они приводят
к уменьшению жизненного индекса (отношение
ЖЕЛ к массе тела, выраженное в мл/кг) ,
который может прогнозировать продолжительность
жизни. Существенно изменяются и обменные
процессы: уменьшается толерантность
к глюкозе, повышается содержание общего
холестерина, ЛИП и триглицеридов в крови,
что характерно для развития атеросклероза.
Ухудшается состояние опорно-двигательного
аппарата: происходит разрежение костной
ткани (остеопороз) вследствие потери
солей кальция. Недостаточная двигательная
активность и недостаток кальция в пище
усугубляют эти изменения. Адекватная
физическая тренировка, занятия оздоровительной
физической культурой способны в значительной
степени приостановить возрастные изменения
различных функций. В любом возрасте с
помощью тренировки можно повысить аэробные
возможности и уровень выносливости --
показатели биологического возраста организма
и его жизнеспособности. Например, у хорошо
тренированных бегунов среднего возраста
максимально возможная ЧСС примерно на
10 уд/мин больше, чем у неподготовленных.
Такие физические упражнения, как ходьба,
бег (по З ч. в неделю) , уже через 10--12 недель
приводят к увеличению МПК на 10--15%. Таким
образом, оздоровительный эффект занятий
массовой физической культурой связан
прежде всего с повышением аэробных возможностей
организма, уровня общей выносливости
и физической работоспособности. Повышение
физической работоспособности сопровождается
профилактическим эффектом в отношении
факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний:
снижением веса тела и жировой массы, содержания
холестерина и триглицеридов в крови,
уменьшением ЛИП и увеличением ЛВП, снижением
артериального давления и частоты сердечных
сокращений. Кроме того, регулярная физическая
тренировка позволяет в значительной
степени затормозить развитие возрастных
инволюционных изменений физиологических
функций, а также дегенеративных изменений
различных органов и систем (включая задержку
и обратное развитие атеросклероза) . В
этом отношении не является исключением
и костно-мышечная система. Выполнение
физических упражнений положительно влияет
на все звенья двигательного аппарата,
препятствуя развитию дегенеративных
изменений, связанных с возрастом и гиподинамией.
Повышается минерализация костной ткани
и содержание кальция в организме, что
препятствует развитию остеопороза. Увеличивается
приток лимфы к суставным хрящам и межпозвонковым
дискам, что является лучшим средством
профилактики артроза и остеохондроза.
Все эти данные свидетельствуют о неоценимом
положительном влиянии занятий оздоровительной
физической культурой на организм человека.
2.2 Гигиенические принципы
организации занятий физическими
упражнениями.
Это непрерывность, преемственность,
комплексность, адекватность.
Принцип непрерывности и преемственности
должен соблюдаться на протяжении всей
жизни человека, особенно в детском и юношеском
возрасте, когда происходят бурный рост
и физическое развитие организма. В этот
период отмечается повышенная чувствительность
растущего организма как к недостатку
двигательной активности, так и к ее избыточности.
Если ребенок не выполнил необходимый
объем двигательной активности, в последующие
годы восполнить этот недостаток трудно
и даже невозможно. В развитии человека,
физическом и умственном, есть определенные
критические (сенситивные) периоды, в которые
соответствующая функция развивается
особенно быстро.
Соматотип человека формируется
в возрасте 6-7 лет; быстрота - в 8-10 лет,
так как именно в этом возрасте
развиваются морфологические субстраты
нервной и мышечной систем, обеспечивающие быстроту, координацию
мышечных движений. Общая выносливость
развивается преимущественно в 10-14 лет,
что связано в первую очередь с ростом
объема и мышечной массы сердца, увеличением
вентиляционной и диффузной функции легких;
мышечная сила в 13-16 лет, когда быстро увеличивается
мышечная масса тела.
Интересные данные получены в последнее
время в наблюдениях за детьми
4-5-месячного возраста, которых обучают
плаванию. Оказывается, в грудном
и раннем дошкольном возрасте ребенок
обладает значительным потенциалом физического
развития, который прежде практически
не использовался, так как возможности
применения физических упражнений в этом
возрасте очень ограничены. Плавание оказалось
для этого возраста самым эффективным
средством физического воспитания, стимулирующим
развитие мышечной (не нагружаются слаборазвитые
скелет и позвоночник), сердечной, легочной
и нервной систем. Кроме того, плавание
оказывает закаливающее и гигиеническое
действие на кожу. Дети, занимающиеся плаванием
с грудного возраста, к 7-8 годам лучше физически
развиты.
Таким образом, физическое
воспитание должно быть непрерывным
и строиться только на основе учета
сенситивных периодов отдельных
функций организма ребенка. С
гигиенической точки зрения особенно
важно, чтобы в эти периоды ребенок не испытывал недостатка
в движениях, в которых развиваются быстрота,
выносливость, сила. Физическое воспитание
школьников, их занятия физическими упражнениями
должны быть не только непрерывными, но
и постоянными. Отсутствие целенаправленной
двигательной активности даже в относительно
короткий период времени оказывает отрицательное
влияние на физическое развитие и физическую
подготовленность человека: замедляется
и даже нарушается возрастное развитие
двигательных качеств, теряются ранее
сформированные двигательные навыки и
умения.
Принцип комплексности. Под комплексностью
понимается одновременное применение
в процессе физического воспитания
различных средств физической культуры,
направленных на развитие основных двигательных
качеств. Каждое из средств оказывает
специфическое влияние на организм и здоровье
человека.
Принцип адекватности. Это такое
планирование, организация, применение
таких средств и методов физического
воспитания школьников разных поло-возрастных
групп, которые бы соответствовали
их возрастным функциональным возможностям
и индивидуальным способностям. Под функциональными
возможностями той или иной систем организма
понимается диапазон между исходной величиной
функции в состоянии покоя и максимально
возможной ее величиной во время работы
с предельными нагрузками. Каждому возрастному
этапу свойствен определенный уровень
биологической потребности в двигательной
активности. Границы двигательной активности
для каждого человека устанавливаются
в соответствии с его возрастными, половыми
функциональными особенностями и возможностями,
состоянием здоровья, условиями жизни.
2.3 Гигиенические требования
к структуре, содержанию, объему и интенсивности
физических нагрузок в процессе физического
воспитания.
Для детей и подростков
физические упражнения служат важным
элементом воспитания и подготовки
к будущей самостоятельной деятельности.
Физическое воспитание представляет собой
сложный процесс, основанный главным
образом на деятельности с большим
калорическим и механическим эффектом. Оно состоит
из многократных и целесообразных повторений
тех или иных физических упражнений и
процедур, в результате которых в организме
происходят изменения, ведущие к повышению
его функциональных возможностей. Под
функциональными возможностями организма
понимается диапазон между исходной величиной
функции в состоянии покоя и максимальной
ее величиной во время работы с предельными
нагрузками. Каждому этапу возрастного
развития свойствен определенный уровень
двигательной активности. Границы для
каждого индивида устанавливаются в соответствии
с возрастом, полом, состоянием здоровья,
условиями жизни и функциональными особенностями.
Для физиолого-гигиенической
оценки влияния физических нагрузок
на организм школьников в процессе
физического воспитания используются различные
классификации. Критериями такого воздействия
служат ЧСС, предельное время физической
работы, потребление кислорода и т.д. При
этом можно пользоваться следующей классификацией
нагрузок, включающей пять зон:
1) зона низкой интенсивности. Работа в этой зоне
может выполняться в течение длительного
времени, поскольку все физиологические
функции организма не испытывают напряжения
(ЧСС не превышает 100-120 уд/мин) - ходьба,
прогулки на велосипеде, лыжах, плавание
в свободном режиме;
2) зона умеренной интенсивности
(примерно 50% от максимальной нагрузки)
Работа в этой зоне не способствует
развитию общей выносливости, так
как деятельность мышц, других
органов и тканей обеспечивается
преимущественно за счет кислорода
(ЧСС - 130-60 уд/мин) Работа в этой зоне способствует
установлению взаимодействия сердечно-сосудистой
и дыхательной систем, а также двигательного
аппарата. Предельное время работы детей
7-8 лет в этой зоне составляет в среднем
15-16 мин, к 13 - 14 годам оно увеличивается
примерно в два раза у девочек и в четыре
раза у мальчиков,
3) зона большой интенсивности
(около 70% от максимальной нагрузки).
Работа в этой зоне (даже в
течение 10 мин) вызывает наибольшее
напряжение физиологических функций
в организме школьников. Несмотря на то что предельное время выполнения
нагрузки в этой зоне не превышает у школьников
в среднем 10 мин, функции дыхания и другие
показатели могут достигать при этом наибольших
значений. Другие физиологические процессы,
обеспечивающие доставку кислорода к
мышцам, например ударный выброс крови
из сердца, не усиливаются по сравнению
с нагрузкой 50%. Работоспособность у многих
девочек 13 - 14 лет оказывается даже ниже,
чем у 11-12-летних. Это обусловлено сложными
перестройками в их организме к концу
периода полового созревания, а также
снижением двигательной активности. Такие
нагрузки следует сочетать с нагрузками
умеренной интенсивности для развития
скоростной и общей выносливости. Регулярное
выполнение циклических упражнений, во
время которых ЧСС достигает 150-170 уд/мин,
способствуют развитию аэробных и анаэробных
возможностей организма и соответственно
различных сторон выносливости. Средствами
развития общей и скоростной выносливости
в зоне большой интенсивности могут быть
ускоренный длительный бег, бег на лыжах;
4) зона субмаксимальной,
или высокой, интенсивности (примерно
80% от максимальной нагрузки) соответствует
режиму выполнения упражнений (бег
на короткие дистанции, скоростно-силовые
упражнения, статические нагрузки
и др.), при котором работа мышц, сердца и других органов обеспечивается
в основном анаэробными источниками энергии.
Предельная продолжительность выполнения
циклических нагрузок в этой зоне составляет
у школьников 11-12 лет в среднем 50 с, а у
более старших - 1 мин и более. Время выполнения
физических упражнений высокой интенсивности
(например, прыжков со скакалкой), направленных
на развитие скорости и скоростно-силовых
качеств, не должно превышать для 11-12-летних
15 с, для более старших - 20-25 с В упражнениях
с однократным поднятием груза его величина
не должна превышать для школьников 9-10
лет 50%, 12 - 13-летних - 70% и 14-15-летних - 90% веса
тела. Продолжительность таких однократных
упражнений - 10-20 с;