Методичка по оздоровлению через двигательную ак... Общая концепция. Методология. Эмпирика. Организм человека состоит из трех основных частей
 Скачать 332.12 Kb.
| Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |
Упражнения максимальной аэробной мощности Это упражнения, в которых преобладает аэробный компонент энергопродукции — он составляет до 70–90 %. Однако энергетический вклад анаэробных (преимущественно гликолитических) процессов еще очень значителен. Основным энергетическим субстратом при выполнении этих упражнений служит мышечный гликоген, который расщепляется как аэробным, так и анаэробным путем (в последнем случае с образованием большого количества молочной кислоты). Предельная продолжительность таких упражнений — 3–10 мин. Через 1,5–2 мин. после начала упражнений достигаются максимальные для данного человека ЧСС, систолический объем крови и сердечный выброс, рабочая ЛВ, скорость потребления О2 (МПК). По мере продолжения упражнения ЛВ, концентрация в крови лактата и катехоламинов продолжает нарастать. Показатели работы сердца и скорость потребления О2 либо удерживаются на максимальном уровне (при состоянии высокой тренированности), либо начинают несколько снижаться(Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990). После окончания упражнения концентрация лактата в крови достигает 15–25 ммоль/л в обратной зависимости от предельной продолжительности упражнения (спортивного результата) (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990). Ведущие физиологический системы и механизмы — общие для всех аэробных упражнений, кроме того, существенную роль играет мощность лактацидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц. Упражнения предельной продолжительности максимальной аэробной мощности могут применять в тренировки только спортсмены с мощностью АнП на уровне более 70 % от МПК. У этих спортсменов не наблюдается сильного закисления МВ и крови, поэтому в промежуточных и части гликолитических МВ создаются условия для активизации синеза митохондрий. Если у спортсмена мощность АнП менее 70 % от МПК, то использовать упражнения максимальной аэробной мощности можно только в виде повторного метода тренировки, который при правильной организации не приводит к вредному закислению мышц и крови спортсмена. Долговременный адаптационный эффект Упражнения максимальной аэробной мощности требуют рекрутирования всех окислительных, промежуточных и некоторой части гликолитических МВ, если выполнять упражнения непредельной продолжительности, применить повторный метод тренировки, то тренировочный эффект будет отмечаться только в промежуточных и некоторой части гликолитических МВ, в виде очень малой гиперплазии миофибрилл и существенном увеличении массы митохондрий в активных промежуточных и гликолитических МВ. Упражнения околомаксимальной аэробной мощности Упражнения околомаксимальной аэробной мощности на 90–100 % обеспечивается окислительными (аэробными) реакциями в рабочих мышцах. В качестве субстратов окисления используются в большей мере углеводы, чем жиры (дыхательный коэффициент около 1,0). Главную роль играют гликоген рабочих мышц и в меньшей степени — глюкоза крови (на второй половине дистанции). Рекордная продолжительность упражнений до 30 мин. В процессе выполнения упражнений ЧСС находится на уровне 90–95 %, ЛВ — 85–90 % от индивидуальных максимальных значений. Концентрация лактата в крови после предельного упражнения у высококвалифицированных спортсменов — около 10 ммоль/л. В процессе выполнения упражнения происходит существенное повышение температуры тела — до 39 (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990). Упражнение выполняется на уровне анаэробного порога или немного выше его. Поэтому работают окислительные мышечные волокна и промежуточные. Упражнение приводит к увеличению массы митохондрий только в промежуточных МВ. Упражнения субмаксимальной аэробной мощности Упражнения субмаксимальной аэробной мощности выполняется на уровне аэробного порога. Поэтому работают только окислительные мышечные волокна. Окислительному расщеплению подвергаются жиры в ОМВ, углеводы в активных промежуточных МВ (дыхательный коэффициент примерно 0,85–0,90). Основными энергетическими субстратами служат гликоген мышц, жир рабочих мышц и крови, и (по мере продолжения работы) глюкоза крови. Рекордная продолжительность упражнений — до 120 мин. На протяжении упражнения ЧСС находится на уровне 80–90 %, а ЛВ — 70–80 % от максимальных значений для данного спортсмена. Концентрация лактата в крови обычно не превышает 3 ммоль/л. Она заметно увеличивается только в начале бега или в результате длительных подъемов. На протяжении выполнения этих упражнений температура тела может достигать 39–40. Ведущие физиологические системы и механизмы — общие для всех аэробных упражнений. Продолжительность зависит в наибольшей мере от запасов гликогена в рабочих мышцах и печени, от запаса жира в окислительных мышечных волокон активных мышц (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990). Существенного изменений в мышечных волокнах от таких тренировок не происходит. Эти тренировки могут использоваться для дилятации левого желудочка сердца, поскольку ЧСС составляет 100–150 уд/мин, т. е. с максимальным ударным объемом сердца. Упражнения средней аэробной мощности Упражнения средней аэробной мощности обеспечивается аэробными процессами. Основным энергетическим субстрактом служат жиры рабочих мышц и крови, углеводы играют относительно меньшую роль (дыхательный коэффициент около 0,8). Предельная продолжительность упражнения — до нескольких часов Кардиореспираторные показатели не превышают 60–75 % от максимальных для данного спортсмена. Во многом характеристики этих упражнений и упражнений предыдущей группы близки (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990). Упражнения малой аэробной мощности Упражнения малой аэробной мощности обеспечивается за счет окислительных процессов, в которых расходуются главным образом жиры и в меньшей степени углеводы (дыхательный коэффициент менее 0,8). Упражнения такой относительной физиологической мощности могут выполняться в течение многих часов. Это соответствует бытовой деятельности человека (ходьба) или упражнения в системе занятий массовой или лечебной физической культурой. Таким образом, упражнения средней и малой аэробной мощности не имеют существенной значимости для роста уровня физической подготовленности, однако они могут использоваться в паузах отдыха для увеличения потребления кислорода, для более быстрого устранения закисления крови и мышц. Биологически целесообразная классификация нагрузок Классификация явлений может выполняться по внешним (не существенным) признакам и по смыслу (существенным). В настоящее время имеется множество классификаций физических упражнений по внешним признакам: циклические и ациклические; алактатные, гликолитические, смешанные, аэробные; максимальные, субмаксимальные, большой и умеренной мощности и др. В ТФП при выполнении классификации упражнений с точки зрения их нагрузки на органы в качестве классификационного признака следует выбрать объем и-РНК, обуславливающий процесс гиперплазии определенных органелл в клетках органов, которые наиболее активно функционируют во время упражнения и периода восстановления. Для решения этой задачи необходимо иметь концептуальную и математическую модель организма человека. Концептуальная модель необходима для умозрительного (мысленного) имитационного моделирования (УИМ) хода адаптационных процессов, для качественной оценки результатов воздействия физического упражнения на системы, органы, на клеточные структуры, а также количественной экспертной оценки степени такого воздействия. (Учеба в ИФК — это есть подготовка квалифицированных экспертов). Математическая модель должна использоваться как критерий истинности умозаключений. Таким образом, ТФП должна включать методику оценки степени влияния физических упражнений на системы и органы, то есть классификацию степени воздействия основных видов физических упражнений на системы и органы спортсмена, а также доказательство адекватности мышления, благодаря применению математического имитационного моделирования и результатов прямых измерений, взятых из исследований смежных, биологических наук. Методика оценки влияния физического упражнения на ход адаптационных процессов включает: 1) Мысленную модель организма человека, объединяющую знания по анатомии, биохимии, гистологии, физиологии и биомеханике, конкретную информацию о данном спортсмене. 2) Полное описание упражнения: интенсивность, продолжительность, интервал отдыха между подходами, количество серий упражнений. 3) Мысленную имитацию упражнений, то есть описание хода биохимических и физиологических процессов. 4) Экспертная оценка количества образованной и-РНК в различных клетках с учетом специфики их влияния на синтез определенных органелл. Приведем пример анализа физического упражнения. Предположим выполняется упражнение с максимальной алактатной мощностью (МАМ), интенсивность — 100 %, до снижения мощности на 10 %; интервал активного (5 % МАМ) отдыха — 30 секунд; этот цикл повторяется три раза. Максимальная интенсивность требует рекрутирования в основных мышечных группах рекрутирования всех ДЕ. Во всех МВ начинается расход АТФ на мышечное сокращение. В ходе сокращения и расслабления запасы АТФ пополняются пополняются за счет КрФ, поэтому длительность упражнения до отказа зависит от соотношения в цикле движения периодов сокращения и расслабления. Известно, что длительность изометрического напряжения мышцы не превышает 6 с, педалирование на велоэргометре с сопротивлением 130 Н составляет 7,6 с, с сопротивлением 55 Н — 10 с, без сопротивления — 25 с. Запасы КрФ определяют продолжительность выполнения упражнения и при снижении запасов до 50 % мощность резко снижается. В МВ образуется свободный креатин и неорганический фосфат (Ф). Это стимулирует анаэробный гликолиз в БМВ и аэробный гликолиз в ММВ, поэтому по ходу упражнения и в интервалах отдыха запасы КрФ пополняются, однако не полностью, поскольку мощность этих процессов в 2–3 раза меньше максимальной мощности энергообеспечения мышечного сокращения. Повторное упражнение выполняется с меньшей мощностью, отказ происходит при большем исчерпании запасов КрФ. В БМВ образуется лактат и Н добавляются к уже накопленному, выходят в кровь, ионы Н взаимодействуют с буферными системами крови, что вызывает образование неметаболического СО2, который действует на хеморецепторы сосудов (приводит к их расширению), каротидных тел и дыхательного центра (приводит к усилению дыхания и активизации работы сердца). За три цикла (упражнение — интервал отдыха) свободный креатин и повышенная концентрация ионов Н будут сохраняться в клетках БМВ 100–120 с. В это время Кр и Н проникают в ядра. Кр активизирует деятельность ядерных митохондрий, ускоряет транскрипцию, Н вызывает либерализацию мембран, разрывает электростатические связи в белковых молекулах, в том числе и в ДНК, все это облегчает доступ к наследственной информации гормонов. Следовательно, в ходе такой серии ив течении 60 с после нее идет активный синтез РНК. В дальнейшем это обеспечивает синтез миофибрилл, саркоплазматического ретикулума. Продолжительность жизни и-РНК ограничивается минутами, поэтому для поддержания образования и-РНКнеобходимо выполнять несколько серий упражнений. В ОМВ уже после первого упражнения интенсифицируются аэробные процессы, поэтому в них имеется свободный Кр, однако концентрация ионов Н минимальна, поскольку аэробные процессы сопряжены с поглощением ионов Н. Поэтому в ММВ не могут активизироваться процессы транскрипции. За время упражнения в БМВ и в крови накопится достаточно большое количество ионов Н и лактата, однако этот процесс будет продолжаться и после серии, поскольку ресинтез КрФ в БМВ будет идти за счет анаэробного гликолиза. Для определения степени воздействия, описанной тренировки на образование и-РНК, следует учитывать, что любое физическое упражнение в той или иной степени вовлекает в работу все системы и органы, однако известно, что наиболее интенсивно функционируют скелетные мышцы, сердечно-сосудистая, дыхательная, эндокринная системы. В каждой клетке органов этих систем можно выделить три основные (с точки зрения активности в выполнении физического упражнения) системы органелл: 1) Миофибриллы с саркоплазматическим ретикулумом. 2) Митохондриальные системы, миоглобин и коррелирующая с массой этих органелл капилляризация мышечного волокна. 3) Энергетические ресурсы клетки, и прежде всего гликоген. С учетом этих замечаний предлагается классификационная таблица. Она содержит «графы»: орган, клетка, органелла, упражнение. В графе «орган» перечислены все основные органы, обеспечивающие физическую активность. В списке отсутствует ЦНС, так как предполагается, что упражнения выполняются с использованием автоматизированного двигательного навыка, а также предлагается рассматривать проблемы адаптации структур ЦНС в теории технической подготовки. В графе «клетка» указаны названия клеток соответствующих органов систем. Заметим, что при активации мышцы сердца в сократительном акте участвуют все его клетки-миокардиоциты, иная ситуация возникает при активации диафрагмы или скелетных мышц. Для этих органов предлагается более детальная классификация по видам мышечных клеток (быстрые, медленные и промежуточные), с учетом известного правила рекрутирования мышечных волокон. Сложности возникают при классификации нагрузок, влияющих на эндокринную и иммунную системы. Эти системы имеют множество органов со своими специфическими реакциями на физические упражнения. Чтобы классификация была удобной для практического использования, решили объединить две системы. При этом руководствовались следующим: физические упражнения способствующие гипертрофии и митозу клеток органов (желез) эндокринной системы, должны активизировать размножение стволовых клеток в костном мозге, а также в других органах иммунной системы. Такая связь необходима, поскольку повышение функциональных возможностей эндокринной системы создает благоприятный фон для хода анаболических процессов во всех тканях, в том числе и в органах иммунной системы. Для достижения определенности в мышлении в качестве объекта умозрительного моделирования (или математического) были взяты надпочечники — железы, в клетках которых в эндоплазматической сети вырабатывается около 50 гормонов, среди которых кортикостероиды (ответственны за адаптацию к воздействиям окружающей среды), андрогены и эстрогены (обладают анаболическим эффектом). Гипотоламо-гипофизарно-надпочечниковая система ответственна за развитие общего адаптационного синдрома. Проведем классификацию физических нагрузок на клетки органов при выполнении физического упражнения:(И = 100 %; П = 10 с; ИО = 30 с)×3 раза. Заполним классификационную таблицу. Сердце в таком упражнении функционирует с максимальной ЧСС только после второго подхода. Удерживается такое состояние в интервале отдыха, при выполнении третьего упражнения и еще до 60-й с отдыха после серии. Следовательно, с максимальной ЧСС сердце функционирует 110 с. При максимальной ЧСС наблюдается «дефект» диастолы, то есть кровь поступающая в миокард во время диастолы из-за малого времени ее не успевает принести столько кислорода, чтобы обеспечить полностью кислородный запрос миокарда. Гипоксия ведет к развитию анаэробного гликолиза, появлению в миокардиоцитах как свободного Кр так и увеличению концентрации ионов Н, следовательно, должна интенсивнее пойти транскрипция с образованием РНК. Это дает основание к записи в первой строке таблицы — продолжительность (П) образования и-РНК 110 с для последующего синтеза миофибрилл и саркоплазматического ретикулума в миокардиоцитах. Эффективность упражнения — это степень влияния внутренних процессов на образование и-РНК и разрушение ионамиН органелл клетки. Эффективность может изменяться в диапазоне от 1 (максимально эффективное упражнение для данной органеллы) до — 1 (максимально деструктивное воздействие ионов водорода на органеллы клетки). В нашем случае можно принять эффективность равную 1 только 110 с упражнения. Результат (Р) выполнения такой тренировки будет равен: Р = П×Э = 110×1 = 110 с. Митохондрии в сердце интенсивно «дышат» в ходе всего упражнения — 180 с. Однако эффективность упражнения, то есть гиперплазия митохондрий в миокардиоцитах прямо связана со степенью гиперплазии миофибрилл. Поэтому предлагается вписать в таблицу только то время, которое было полезно для гиперплазии миофибрилл. Учитывая такую тесную завязку между структурными перестройками, можно упростить таблицу и в строке напротив сердца оставить только одну строчку (в графе органелла) — МФ + СПР + МХ + МГ + К, то есть тренировка для увеличения степени гиперплазии мофибрилл в миокардиоцитах неизбежно в дальнейшем вызовет (согласно теории симморфоза) гиперплазию других структур: саркоплазматического ретикулума, митохондрий, миоглобина, капилляров и др. Гликоген в миокардиоцитах тратится, но при появлении лактата в крови экзогенный источник энергии имеет преимущественное значение. Следовательно запишем, что сердце интенсивно функционировало 180 с, эффективность затрат гликогена в сердце равна 0, как и результат воздействия. Учитывая то, что аналогичная ситуация будет в большинстве случаев тренировочных упражнений упростим таблицу В новой таблице исключим строку «Гликоген» в графе «Органелла». Диафрагма, как и сердце, функционирует с максимальной интенсивностью 110 с, гипоксического состояния в МВ-1 (регулярно рекрутируемых МВ) не возникает. Поэтому запишем в строке МФ + СПР: продолжительность — 180 с, эффективность — 0 (так как не имеется в саркоплазме повышенной концентрации ионов Н), результат — 0; в строке МХ+МГ+К: продолжительность — 180 с, эффективность — 0 (так как видимо имеется полное соответствие между количеством миофибрилл и массой митохондрий), результат — 0; в строке гликоген: продолжительность 180 с, эффективность — 0 (так как используется глюкоза и лактат крови), результат — 0. Несколько иначе идут процессы в МВ-2 диафрагмы, которые рекрутируются только при около- или максимальной легочной вентиляции. В связи с тем, что эти МВ-2 редко активируются, мощность окислительного фосфорилирования пирувата меньше скорости его продукции в ходе гликолиза. Поэтому в МВ-2 создаются условия (Кр и Н) необходимые для гиперплазии миофибрилл и митохондрий, накопления гликогена, тогда можно записать для МФ, МХ, и гликогена: П = 110 с, Э = 1; Р = 110 с. Эндокринная система (надпочечники) при максимальной физической активности выбрасывает в кровь предельное количество гормонов, поэтому в таблицу записываем чистое время трех упражнений П = 3×10 с = 30 с, а эффективность определяем из простой формулы Э = И×И = 1×1 = 1 (в другом случае, например при интенсивности упражнения на уровне МПК или 0,4 эффективность составит Э = 0,4×0,4 = 0,16). Квадратическая зависимость хорошо описывает связь между мощностью упражнения и концентрацией гормонов в крови (например, адреналина или норадреналина). В мышцах, выполняющих механическую работу с максимальной физиологической активностью, с ритмическим сокращением и расслаблением мышц имеется хорошее кровоснабжение (сердцу помогает мышечный насос), поэтому в ОМВ после снижения концентрации КрФ интенсифицируется окислительное фосфорилирование, благодаря которому метаболизируются (в воду) как собственные ионы Н, так и поступающие из крови. В ПМВ возможно некоторое накопление ионов водорода, а в ГМВ в ходе упражнения и, особенно, в интервалах отдыха. Напомним, что и-РНК должна активно образовываться лишь при сочетании высоких концентраций в МВ свободных Кр и Н, поэтому в таблицу можно записать: МФ + СПР ММВ П = 180 с, Э = 0, Р = 0; МФ + СПР ПМВ П = 180 с, Э = 0,5, Р = 90 с; МФ БМВ П = 180 с, Э = 1, Р = 180 с. В ММВ митохондрии могут образовываться только около новых миофибрилл, поэтому записываем МХ + МГ + К ММВ П = 180 с, Э = 0, Р = 0. В ПМВ можно записать: П = 180 с, Э = 1, Р = 180 с. В ГМВ резко возрастает концентрация Н, что, как известно, приводит к набуханию митохондрий, исчезновению крист, потере функциональных возможностей, поэтому следует записать так: П = 180 с, Э = −0,5 (так как степень закисления еще не предельная), Р = −90 с. Из этой записи видно, что упражнение должно отрицательно сказаться на аэробных возможностях БМВ. Гликоген — субстрат метаболизма во всех МВ, поэтому он тратится, и в ходе восстановления можно ожидать сверхвосстановления. Таким образом, заполненная таблица показывает, какие системы и органы задействованы в работе и какова степень воздействия, обеспечивающая образование и-РНК, наличие которой обеспечит в ходе восстановления развитие долгосрочных адаптационных процессов (сверхвосстановления), гиперплазию органелл в клетках. Для приобретения навыков умозрительного имитационного моделирования (физиологического мышления) необходимо регулярно упражняться. В качестве критерия могут выступать некоторые экспериментальные данные из спортивной физиологии или биохимии, но такое сравнение требует значительного количества информационного материала, поэтому большими перспективами и возможностями обладает математическое имитационное моделирование, в ходе которого удается проследить за большинством биохимических и физиологических процессов как в отдельных МВ, так и в мышце в целом.  перейти в каталог файлов | Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |