Энергетическая характеристика физических упражнений, аэробные и анаэробные упражнения. Физиологические особенности слуховой сенсорной системы.

Оглавление
Введение
Глава 1 Энергетическая характеристика физических упражнений
1.1 Энергетическое обеспечение мышечной деятельности. Источники энергии в организме человека
1.2 Характеристика анаэробных упражнений
1.3 Характеристика аэробных физических нагрузок
Глава 2 Физиологические особенности слуховой сенсорной системы
2.1 Общее представление о сенсорных системах
2.2 Физиологические основы функционирования слуховой сенсорной системы
Заключение
Список литературы

Энергетическая характеристика физических упражнений, аэробные и анаэробные упражнения. Физиологические особенности слуховой сенсорной системы.

Анаэробный механизм в данном случае обеспечивается в основном за счет фосфагенной энергетической системы (АТФ + КФ) при некотором участии лактацидного компонента. Максимальная анаэробная мощность достигает 120 ккал/мин (развивается выдающимися спортсменами во время спринтерского бега). Возможная предельная продолжительность таких упражнений невелика и составляет всего несколько секунд. К этой группе упражнений относятся, например, плавание и ныряние на дистанцию до 50 м, соревновательный бег на дистанциях до 100 м, спринтерская велогонка на треке.Поскольку усиление деятельности отделов вегетативной нервной системы происходит в процессе работы постепенно, во время выполнения анаэробных упражнений функции кровообращения и дыхания не успевают достигнуть возможного максимума из-за кратковременности нагрузки. Поэтому на протяжении максимального анаэробного упражнения спортсмен успевает выполнить лишь несколько дыхательных циклов, либо вообще не дышит. Соответственно «средняя» легочная вентиляция обычно не превышает 20-30% от максимальной. Что касается частоты сердечных сокращений, то она повышается еще до начала упражнения до 140-150 уд/мин, и во время упражнения продолжает увеличиваться, достигая пика сразу после финиша – 80-90% от «максимальной» (160-180 уд/мин). Однако, ввиду того, что энергетическую основу этой группы упражнений составляют анаэробные процессы, усиление деятельности кардиореспираторной системы практически не имеет значения для энергетического обеспечения самого упражнения. Концентрация лактата в крови за время работы изменяется в небольших пределах, однако после ее прекращения уровень лактата продолжает нарастать на протяжении нескольких минут и составляет максимально 5-8 ммоль/л. В рабочих мышцах этот показатель может достигать в конце работы 10 ммоль/кг и выше. Также при выполнении анаэробных упражнений происходит изменение концентрации в крови ряда метаболитов. Так, перед выполнением анаэробных упражнений несколько повышается уровень глюкозы, до начала и в результате выполнения упражнений весьма существенно повышается концентрация катехоламинов (адреналина и норадреналина) и гормона роста, но несколько снижается содержание инсулина. В то же время концентрации глюкагона и кортизола заметно не меняются.Ведущими физиологическими системами и механизмами, за счет деятельности которых определяется спортивный результат в этих упражнениях – это центральная нервная регуляция мышечной деятельности (координация движений с проявлением большой мышечной мощности), функциональные свойства нервно-мышечного аппарата (скоростно-силовые), емкость и мощность фосфагенной энергетической системы рабочих мышц.К упражнениям околомаксимальной анаэробной мощности (смешанной анаэробной мощности) относятся упражнения с преимущественно анаэробным энергообеспечением работающих мышц. При этом доля анаэробного компонента в общей энергопродукции составляет 75-85%. Часть ее вырабатывается за счет фосфагенной, но в большей мере – за счет лактацидной (гликолитической) энергетических систем. Максимальная околомаксимальная анаэробная мощность в беге находится в пределах 50-100 ккал/мин. Возможная предельная продолжительность таких упражнений колеблется от 20 до 50 с (у выдающихся спортсменов). К соревновательным упражнениям этого типа относится бег на дистанциях 200-400 м, бег на коньках на 500 м, плавание на дистанциях до 100 м.Следует подчеркнуть, что значительное усиление деятельности кислородтранспортной системы уже играет определенную для энергетического обеспечения этих упражнений, причем тем более значительную, чем больше продолжительность упражнения. Предстартовое повышение частоты сердечных сокращений достигает весьма значительных величин (до 150-160 уд/мин). Однако, максимальных значений (80-90% от предельной) она достигает сразу после финиша. В процессе выполнения упражнения быстро растет легочная вентиляция и скорость потребления О2, так что к концу упражнения длительностью около 1 мин, легочная вентиляция может достигать 50-60% от максимальной для данного спортсмена (60-80 л/мин), а потребление кислорода на финише 400 м может составлять уже 70-80% от индивидуального МПК.Концентрация лактата в крови после упражнения весьма высокая и у квалифицированных спортсменов может достигать 15 ммоль/л. При этом наблюдается следующая закономерность – чем больше дистанция и выше квалификация спортсмена, тем выше концентрация лактата. Его накопление в крови связано с очень большой скоростью его синтеза в рабочих мышцах в результате интенсивного анаэробного гликолиза.Концентрация глюкозы в крови несколько повышена по сравнению с условиями покоя (до 100-120 мг%). Гормональные сдвиги в крови невелики и сходны с происходящими при выполнении упражнения максимальной анаэробной мощности.В упражнениях околомаксимальной анаэробной мощности спортивный результат определяется теми же ведущими физиологическими системами и механизмами, что и в упражнениях предыдущей группы. Кроме того, немалую роль играет мощность лактацидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц.Упражнения субмаксимальной анаэробной мощности (анаэробно-аэробной мощности) – это упражнения, в которых преобладает анаэробный компонент энергообеспечения работающих мышц. Его доля в общей энергопродукции организма достигает 60-70%. Данный компонент обеспечивается преимущественно за счет лактацидной (гликолитической) энергетической системы. Также в энергообеспечении упражнений анаэробно-аэробной мощности значительная доля принадлежит кислородной энергетической системе. Рекордная мощность в беговых упражнениях составляет примерно 40 ккал/мин, а возможная предельная продолжительность соревновательных упражнений колеблется от 1 до 2 мин (у выдающихся спортсменов). К соревновательным упражнениям этой группы относятся: бег на 800 м, заезды на 1 км в велоспорте (трек), плавание на 200 м, бег на коньках на 1000 и 1500 м.В процессе их выполнения этих упражнений их мощность и предельная продолжительность обусловливают близкие к максимальным значения показателей деятельности кислородтранспортной системы (ЧСС, сердечный выброс, ЛВ, скорость потребления О2) для данного спортсмена. При этом отмечается следующая закономерность – чем продолжительнее упражнение, тем выше эти показатели на финише и тем выше доля аэробной энергопродукции при выполнении упражнения. После выполнения упражнений этой группы регистрируется очень высокая концентрация лактата в рабочих мышцах и крови – до 20- 25 ммоль/л, поэтому рН крови снижается до 7,0. Концентрация глюкозы в плазме крови, как правило, заметно повышается – до 150 мг%, также как и содержание катехоламинов и гормона роста.Ведущие физиологические системы и механизмы при выполнении этих упражнений – это емкость и мощность лактацидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц, функциональные (мощностные) свойства нервно-мышечного аппарата, а также кислород-транспортные возможности организма (особенно сердечно-сосудистой системы) и аэробные (окислительные) возможности рабочих мышц. Таким образом, упражнения этой группы предъявляют весьма высокие требования как к анаэробным, так и к аэробным возможностям спортсменов.1.3 Характеристика аэробных физических нагрузокУспешность выполнения аэробных циклических упражнений определяется ведущими физиологическими системами и механизмами, к которым относятся: функциональные возможности кислород-транспортной системы и аэробные возможности рабочих мышц.По мере снижения мощности упражнений данной группы (и, соответственно, увеличения предельной продолжительности) уменьшается доля анаэробного (гликолитического) компонента энергопродукции. Следовательно, снижается концентрация лактата в плазме крови и замедляется прирост концентрации глюкозы в крови. При выполнении упражнений в течение несколько десятков минут гипергликемия не наблюдается. Более того, в конце таких упражнений может отмечаться гипогликемия (снижение концентрации глюкозы в крови).При выполнении аэробных упражнений наблюдается повышение концентрации в плазме крови катехоламинов и гормона роста, причем чем больше мощность упражнений, тем выше их концентрация. По мере снижения мощности нагрузки наблюдается обратная зависимость – увеличение содержания в крови глюкагона и кортизола, а содержание инсулина уменьшается.Выполнение аэробных упражнений предъявляет повышенные требования к системе терморегуляции, поскольку с увеличением их продолжительности повышается температура тела.Мощность нагрузки в аэробных упражнениях такова, что энергообеспечение рабочих мышц происходит главным образом (или даже исключительно) за счет аэробных (окислительных) процессов, связанных с непрерывным потреблением организмом и расходованием работающими мышцами кислорода. Следовательно, мощность в этих упражнениях можно оценивать по уровню (скорости) дистанционного потребления О2. Если дистанционное потребление О2 соотнести с сопредельной аэробной мощностью у данного человека (т. е. с его индивидуальным МПК), то в результате получается относительная, аэробная физиологическая мощность выполняемого упражнения. В соответствии с этим показателем аэробные циклические упражнения делятся пять групп:упражнения максимальной аэробной мощности (95-100% МПК);упражнения околомаксимальной аэробной мощности (85-90% МПК);упражнения субмаксимальной аэробной мощности (70-80% МПК);упражнения средней аэробной мощности (55- 65%'отМПК);упражнения малой аэробной мощности (50% от МПК и менее).Общая энергетическая характеристика аэробных циклических упражнений приводится в табл. 6.Таблица 6. Энергетическая и эргометрическая характеристики аэробных циклических спортивных упражненийГруппаДистанционное потребление О2, % от МПКСоотношение трех энергетических, систем, %Главные энергетические субстраты*Рекордная мощность, кал/минРекордная продолжительность, минфосфагенная + лактациднаялактацидная + кислороднаякислороднаяПродолжение табл. 6Максимальной аэробной мощности95-1002055-4025-40Мышечный гликоген253- 10Околомаксимальной аэробной мощности85- 9010-520-1570-80Мышечный гликоген, жиры и глюкоза крови2010- 30Субмаксимальной аэробной мощности70-80595То же1730-120Средней аэробной мощности55-65298Жиры, мышечный гликоген и глюкоза крови14120-240Малой аэробной мощности50 и ниже100Жиры, мышечный гликоген 'И глюкоза крови12 и ниже> 240* Перечисляются в порядке значимости (удельного вклада).Рассмотрим каждый вид аэробных упражнений подробнее.Упражнения максимальной аэробной мощности – это упражнения, в которых преобладает аэробный компонент энергопродукции. Его доля при выполнении упражнений этой группы составляет до 60-70%. Однако, анаэробные (преимущественно гликолитические) процессы вносят все еще весьма значительный энергетический вклад. Основным энергетическим субстратом при выполнении этих упражнений является мышечный гликоген, который расщепляется как аэробным, так и анаэробным путем (при этом образуется большое количество молочной кислоты). Предельная продолжительность таких упражнений составляет 3-10 мин. К соревновательным упражнениям этой группы относятся: бег на 1500 и 3000 м, заезды на 4 км на велотреке, бег на 3000 и 5000 м на коньках, плавание на 400 и 800 м, академическая гребля (классические дистанции).Основные показатели функционирования органов и систем зависят от длительности выполнения упражнений. Так, через 1,5-2 мин. после начала упражнений достигаются максимальные для выполняющего упражнения частота сердечных сокращений, систолический объем крови и сердечный выброс, рабочая легочная вентиляция, скорость потребления О2. По мере продолжения упражнения перечисленные показатели изменяются разнонаправлено. Так, легочная вентиляция, концентрация в крови лактата и катехоламинов продолжает нарастать, в то же время показатели работы сердца и скорость потребления О2 начинают несколько снижаться, либо удерживаются на максимальном уровне (при состоянии высокой тренированности).После окончания упражнения концентрация лактата в крови достигает 15-25 ммоль/л. Изменения данного показателя находятся в обратной зависимости от предельной продолжительности упражнения и в прямой – от квалификации выполняющего упражнения (тренированности).В энергообеспечении этого типа аэробных упражнений задействованы общие для всех аэробных упражнений ведущие физиологические системы и механизмы. Кроме того, существенную роль в данном случае играет мощность лактацидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц.К упражнениям околомаксимальной аэробной мощности относятся упражнения, при выполнении которых до 90% всей энергопродукции обеспечивается аэробными (окислительными) реакциями в рабочих мышцах. В качестве субстратов окисления используются преимущественно углеводы, а не жиры. Из углеводов используется в первую очередь гликоген рабочих мышц, и в меньшей степени – глюкоза крови (на второй половине дистанции). Максимальная продолжительность упражнений составляет до 30 мин. К этой группе относятся: бег на дистанциях 5000 и 10 000 м, бег на лыжах до 15 км и на коньках на 10 000 м, плавание на дистанции 1500 м. В процессе выполнения упражнений частота сердечных сокращений находится на уровне 90-95%, легочная вентиляция составляет 85-90% от индивидуальных максимальных значений. Концентрация лактата в крови после упражнения у высококвалифицированных спортсменов достигает 10 ммоль/л. Кроме того, в процессе выполнения упражнения происходит существенное повышение температуры тела – до 39°.Упражнения субмаксимальной аэробной мощности – это упражнения при выполнении которых более 90% всей энергии образуется аэробным путем. При этом жиры подвергаются окислительному расщеплению в несколько большей степени, чем в предыдущем типе упражнений. Поэтому основным энергетическим субстратом служат не только гликоген мышц, но и жиры рабочих мышц и крови, а по мере продолжения работы – глюкоза крови. Рекордная продолжительность упражнений может достигать 120 мин. К этой группе упражнений относятся: бег на 30 км и более (в том числе марафонский бег), спортивная ходьба до 20 км, лыжные гонки на 20-50 км.В процессе выполнения упражнения частота сердечных сокращений находится на уровне 80-90%, а легочная вентиляция обычно составляет 70-80% от максимальных значений для данного спортсмена. Концентрация лактата в крови, как правило, не превышает 4 ммоль/л. При этом наблюдается следующая закономерность – уровень лактата заметно увеличивается только в начале бега или в результате длительных подъемов. На протяжении выполнения упражнений данного типа температура тела существенно повышается и может достигать 39-40°.Ведущими физиологическими системами и механизмами при выполнении этих упражнений являются общие для всех аэробных упражнений, а также емкость кислородной (окислительной) системы. Последний механизм в значительной степени определяется запасами гликогена в рабочих мышцах, и печени и способностью мышц к повышенной длительной утилизации (окислению) жиров.В группу упражнений средней аэробной мощности входят упражнения, при выполнении которых почти вся энергия рабочих мышц обеспечивается аэробными процессами. При этом основным энергетическим субстратом служат жиры рабочих мышц и крови, а углеводы вносят относительно меньший вклад. Предельная продолжительность упражнения может составлять до нескольких часов. К упражнениям этой группы относятся: спортивная ходьба на 50 км, лыжные гонки на сверхдлинные дистанции (более 50 км).Кардиореспираторные показатели при выполнении упражнений средней аэробной мощности не превышают 60-75% от максимальных для данного спортсмена. Следует отметить, что во многом характеристики упражнений двух последних групп весьма сходны.Упражнения малой аэробной мощности – при их выполнении практически вся энергия рабочих мышц обеспечивается за счет окислительных процессов, в которых расходуются преимущественно жиры и в гораздо меньшей степени – углеводы. Упражнения такого типа могут выполняться в течение многих часов. К ним относятся: упражнениям в системе занятий массовой или лечебной физической культурой, ходьба (в том числе в рамках повседневной деятельности человека).Таким образом, физические упражнения весьма сильно различаются по своим энергетическим характеристикам. В зависимости от основного механизма энергообеспечения они подразделяются на группы и подгруппы, каждая из которых характеризуется специфическими биохимическими изменениями в организме спортсмена (или выполняющего упражнения). Знание этих особенностей совершенно необходимо для грамотного построения тренировочного процесса в соответствии с поставленными целями и задачами.Глава 2 Физиологические особенности слуховой сенсорной системы.2.1 Общее представление о сенсорных системахКак известно, адаптация организма к меняющимся условиям внешней и внутренней среды может осуществляться только в том случае, если эти изменения будут восприниматься и оцениваться. Восприятие изменений среды происходит посредством рецепторов, которые входят в состав сенсорной системы.Сенсорная система представляет собой совокупность рецепторов и нейронов, обеспечивающих восприятие раздражителей (изменений условий внешней и внутренней среды) и проведение импульсов от рецепторов в центральную нервную систему, а также сенсорные нейроны коры больших полушарий головного мозга, воспринимающие эту информацию. Любая сенсорная система состоит из трех звеньев: рецептор, афферентный проводник и сенсорные нейроны коры (сенсорная зона).Рассмотрим общие принципы устройства сенсорных систем.1. Принцип многоэтажности – заключается в том, что в каждой сенсорной системе существует несколько передаточных промежуточных инстанций на пути от рецепторов к коре больших полушарий головного мозга.