Медико-биологические основы физической культуры и спорта

Введение

Человек подчиняется биологическим законам, которые присущи всем живым существам. Однако он отличается не только по своей структуре от представителей животного мира, но и своим развитым мышлением, интеллектом, языком, социально-бытовыми условиями и социальными отношениями.
Физическое развитие может происходить как спонтанно, так и целенаправленно под воздействием специально отобранных систем физических упражнений в контексте физического воспитания. Знание строения человеческого тела, функциональных закономерностей отдельных органов и систем организма помогает направлять процессы формирования здорового образа жизни и физической подготовленности людей. Представления в области биомедицинских наук (анатомия, физиология, биология, гигиена и т. д.) лежат в основе организации и управления физической культурой и спортом, а также должны поддерживаться независимой деятельностью.
Цель работы – изучить медико-биологические основы физической культуры и спорта.
Задачи работы:
• изучить организм как биологическую систему;
• рассмотреть влияние двигательной активности на организм;
• физическая культура как средство укрепления здоровья.

1. Организм как биологическая система

В биологии организм считается автономной единицей мира, функция которой возможна только при постоянном взаимодействии с окружающей средой и самообновлении в результате этого взаимодействия.
Основной функцией организма является обмен веществ, который обеспечивается одновременными и непрерывными процессами во всех органах и тканях - ассимиляцией и диссимиляцией.
Ассимиляция (анаболизм) сводится к образованию веществ, поступающих в организм извне, и накоплению новых химических соединений, которые приводят к образованию различных тканей (массы тела) и созданию энергетического потенциала, необходимого для реализации жизненно важных функций. Мероприятия, в том числе физические упражнения.
Диссимиляция (катаболизм) - это разрушение химических веществ в организме, разрушение старых, мертвых или поврежденных тканевых элементов организма, а также выброс энергии из веществ, накопленных в процессе ассимиляции.1
С метаболизмом связаны такие функции организма, как рост, развитие, размножение, питание, пищеварение, дыхание и выведение отходов, движение, реакция на изменения внешней среды и так далее.
Воздействия на организм окружающей среды разнообразны, что является не только источником жизненно важных веществ, но и источником беспокоящих воздействий (раздражителей). Постоянные колебания внешних условий стимулируют соответствующие адаптационные реакции в организме, которые предотвращают возникновение отклонений во внутренней его среде (кровь, лимфа, тканевая жидкость) и большинстве клеточных структур.
В процессе эволюции, при формировании отношения организма к внешней среде, гомеостаз развивается как важнейшее свойство для поддержания постоянства состава внутренней среды. Выражением гомеостаза является наличие ряда биологических констант - стабильных количественных показателей, характеризующих нормальное состояние организма. К ним относятся температура тела, содержание белков, сахаров, ионов натрия, калия и т. д. в крови и тканевых жидкостях. Константы определяют физиологические пределы гомеостаза, следовательно, длительное пребывание организма в условиях, существенно отличающихся от тех, к которым он адаптирован к гомеостазу, и могут быть изменения, несовместимые с нормальной жизнью.
Однако адаптивные механизмы организма не исчерпаны, благодаря чему поддерживается гомеостатическое состояние при сохранении постоянства регулируемых функций. Например, в случае различных видов физических нагрузок направление регуляции направлено на создание оптимальных условий для функционирования организма в связи с повышенными потребностями (увеличение частоты сердечных сокращений, дыхательных движений, активация обменных процессов и т. д.).
Современная наука рассматривает организм как саморегулирующуюся биологическую систему, в которой все клетки, ткани, органы тесно связаны и взаимодействуют, образуя единое целое с высокой функциональной эффективностью.
Взаимосвязь функций и процессов обеспечивается двумя регулирующими механизмами - гуморальным и нервным, которые преобладают в процессе биологической адаптации в мире животных, а затем постепенно трансформируются в регуляторы функций организма.
Гуморальный регуляторный механизм осуществляется химическими веществами в жидкостях организма (кровь, лимфа, тканевая жидкость).
Наиболее важными из них являются гормоны, которые выделяются эндокринными железами. Попав в кровь, они проникают во все органы и ткани, независимо от того, участвуют ли они в регуляции функций. Только избирательное привлечение тканей к определенному веществу приводит к вовлечению гормона в процесс регуляции. Гормоны движутся со скоростью кровотока без определенного «реципиента». Принцип саморегуляции четко проявляется между различными химическими регуляторами, особенно гормонами. Если, например, количество инсулина (гормона поджелудочной железы) в крови становится слишком большим, это служит пусковым сигналом для увеличения выработки адреналина (гормона надпочечников). Динамический баланс концентрации этих гормонов обеспечивает оптимальный уровень глюкозы в крови.
Нервный механизм регуляции осуществляется нервными импульсами, которые проходят через определенные нервные волокна в точно определенные органы или ткани организма. Нервная регуляция является идеальным гуморальным, потому что, во-первых, распространение нервных импульсов происходит быстрее (от 0,5 до 120 м / с), а во-вторых, они имеют целевое направление, то есть по нервным путям импульсы направляются в конкретные клетки или группы клеток.
Основным нервным механизмом регуляции функции является рефлекторная реакция тканей или органов на раздражение, исходящее из внешней и внутренней среды. Он реализуется по рефлекторной дуге, по которой возбуждение переходит от рецепторов к исполнительным органам (мышцам, железам), которые отвечают на стимуляцию. Есть два типа рефлексов: безусловный или врожденный и условный или приобретенный.
Нервная регуляция функций организма состоит из самых сложных взаимосвязей этих двух типов рефлексов.
Нервная и гуморальная регуляция функций тесно связана и образует единую нейрогуморальную регуляцию. Например, передатчиком нервного возбуждения является гуморальный (химический) компонент - медиатор, а деятельность многих эндокринных желез стимулируется нервными импульсами. Взаимосвязь нервных и гуморальных связей в механизме управления функциями организма сводится к тому, что преобладание нервного компонента происходит, когда контролируемая функция больше связана со средовыми стимулами, а роль механизма юмора возрастает с уменьшением ассоциации.2
При двигательной активности мышцы сокращаются, сердце меняет свою работу, железы выделяют в кровь гормоны, которые в свою очередь укрепляют или ослабляют мышцы, сердце и другие органы. Другими словами, рефлекторный ответ сопровождается гуморальными сдвигами, а гуморальный сдвиг сопровождается изменением рефлекторной регуляции.
Функционирование нервной системы и химическое взаимодействие клеток и органов обеспечивают важнейшие возможности организма, саморегуляцию физиологических функций, что приводит к автоматическому поддержанию необходимых условий существования организма. Любое изменение внешней или внутренней среды организма заставляет его деятельность восстанавливать нарушенное постоянство условий его жизнедеятельности, то есть восстанавливать гомеостаз. Чем выше развито тело, тем более совершенен и стабилен гомеостаз.
Характер саморегуляции направлен на достижение определенного результата управления органами и процессами их функционирования в организме на основе информации, циркулирующей по прямому и обратному каналам через замкнутый контур, например терморегуляция, боль. Функцию каналов связи могут выполнять рецепторы, нервные клетки, циркулирующие жидкости в организме и так далее. Саморегулирование регулируется конкретными законами. Существует ряд принципов саморегуляции.
Принцип неравновесности выражает способность живого организма поддерживать свой гомеостаз, основанный на поддержании динамического неравновесного, асимметричного состояния относительно окружающей среды

. В то же время, как биологическая система, организм не только противодействует нежелательным эффектам и облегчает эффект положительного воздействия на нее, но при отсутствии того и другого может проявлять спонтанную активность, отражая огромную активность в создании базовых структур.
Закрепление результатов спонтанной активности в возникающих структурах формирует основу для феноменов развития.
Принцип управления по замкнутому циклу заключается в том, что в живой системе информация об ответе на входящую стимуляцию каким-то образом анализируется и корректируется по мере необходимости. Информация циркулирует в замкнутом цикле с прямой обратной связью и обратной связью, пока не будет достигнут желаемый результат. Примером является регуляция функции скелетных мышц.
Из центральной нервной системы (ЦНС) мышца стимулируется прямыми каналами связи, на которые мышца реагирует сокращением (или напряжением). Информация о степени сокращения мышц доставляется в центральную нервную систему по каналам обратной связи, где сравнение и оценка полученных результатов являются относительно адекватными. При несоответствиях новый корректирующий импульс посылается из центральной нервной системы в мышцу. Информация будет циркулировать в замкнутом цикле, пока мышечная реакция не достигнет желаемого уровня.
Принцип прогноза заключается в том, что биологическая система, очевидно, определяет свое поведение (реакции, процессы) в будущем, основываясь на оценке вероятности повторения прошлого опыта. Благодаря этому прогнозу он формирует основу для превентивного регулирования как предпосылки для ожидаемого события, с помощью которого оптимизируются механизмы корректирующих действий. Например, функция прогнозирующего сигнала условного рефлекса; использование элементов ранее сформированных двигательных действий при разработке новых.
2. Влияние двигательной активности на основные физиологические функции организма

Движение - самая важная особенность человеческого организма. Благодаря наличию скелетных мышц человек может двигаться, выполнять движения отдельных частей тела. Постоянные движения также происходят во внутренних органах, которые также имеют мышечные ткани в виде «гладких» мышц (кишечная моторика, поддержание тонуса артериальных кровеносных сосудов и т. д.). Сердечная мышца имеет сложную структуру, которая непрерывно работает как насос на протяжении всей жизни человека, обеспечивая движение крови через кровеносные сосуды.3
С эволюционным развитием человека в онтогенезе и филогенезе двигательная активность оказала значительное влияние на морфологию отдельных органов и систем организма.
Организм человека состоит из отдельных органов, которые выполняют свои врожденные функции. Существуют группы органов, которые выполняют общие функции - системы органов. Системы органов взаимосвязаны своей функциональной активностью.
Многие функциональные системы в значительной степени обеспечивают двигательную активность человека. Они включают в себя систему кровообращения, дыхательную систему, опорно-двигательный аппарат и пищеварительную систему и выделительные системы, эндокринные железы, сенсорную систему, нервную систему и т.д.
Физическая культура оказывает большое влияние на психические функции и обеспечивает их активность и стабильность. Существуют результаты многочисленных исследований, посвященных изучению стабильности внимания, восприятия, памяти и других аспектов мышления у обученных и неподготовленных людей. Стабильность исследуемых параметров оценивалась по степени их поддержания под воздействием различных степеней усталости и по способности поддерживать работоспособность в точное время. Выяснилось, что стабильность показателей умственной деятельности была прямо пропорциональна уровню различной физической подготовленности.
Неблагоприятные факторы снижают умственную работоспособность, если упражнения используются правильно в этих условиях. Оптимальная физическая подготовленность обеспечивает поддержание ряда показателей повышенной нервной активности, в частности стабильности функций второй сигнальной системы.
Усталость - это состояние, которое возникает в результате неадекватной работы восстановительных процессов и проявляется в снижении эффективности, нарушении координации регуляторных механизмов и ощущении усталости. Усталость играет важную биологическую роль и служит предупреждением о возможной перегрузке рабочего органа или всего организма.
Существует две фазы развития усталости: компенсированная и некомпенсированная. На компенсированной фазе не происходит видимого ухудшения характеристик. Работа выполняется в сочетании с напряженной активностью других систем организма, которые не принимали активного участия в работе до наступления усталости.
Если желаемая интенсивность работы не поддерживается, даже если резервные системы организма подключены, начинается фаза некомпенсированной усталости.
При значительной интенсивности, которая не соответствует непосредственной готовности организма к выполнению этого стресса, возникает острая усталость.
Сумма изменений в нервно-мышечной системе и центральной нервной системе в результате многократной кропотливой работы приводит к хронической усталости.
Систематическое продолжение работы в состоянии усталости, неадекватная организация работы, физические упражнения, длительное выполнение работы с чрезмерным умственным и физическим напряжением - все это может привести к пересмотру.
Острая и хроническая усталость и перенапряжение могут привести к заболеваниям нервной системы, обострению сердечно-сосудистых заболеваний, повышению артериального давления и язвенной болезни и снижению физической силы.
Умственная усталость граничит с болезнью и имеет более длительный период выздоровления. Это является следствием того факта, что человеческий мозг с его большими компенсаторными способностями может долгое время работать с перегрузкой, не сообщая нам о нашем истощении, которое мы чувствуем только тогда, когда начинается фаза перегрузки.
Средствами восстановления организма от усталости и перенапряжения являются: оптимальная физическая активность, переключение на другие виды работы и совмещение работы с активным отдыхом, рациональное питание, установление строгого гигиенического образа жизни. Ускоряют процесс восстановления адекватного времени и сна, водоснабжения, паровой бани, массажа, фармакологических и физиотерапевтических процедур, а также психорегуляторных тренировок.
Ритмическое течение физиологических процессов является важной особенностью живого организма. Каждый орган тела, клетка, состав крови, гормоны, температура тела, частота сердечных сокращений (ЧСС), артериальное давление, дыхание и другие системы, а также показатели их функций имеют свой собственный ритм, измеряемый в секундах, часах, месяцах и даже годах.
Биоритмы отдельных органов и систем взаимодействуют друг с другом и образуют упорядоченную систему ритмических процессов - организацию физической активности во времени.
Например, существует ежедневный биоритм, при котором наблюдается высокая работоспособность человека с 8:00 до 12:00 и с 17:00 до 19 часов. В эти часы активируются практически все функции организма. Значительно снижаются психофизические функции в периоды с 2 до 3 часов и с 13 до 15 часов. Когда достижение наиболее эффективно, это вторник, четверг и пятница, а также понедельник и суббота безуспешны.4
Правильно выстроенные распорядок дня, распределение работы таким образом, чтобы наибольшая нагрузка соответствовала величайшим возможностям организма, является одной из важнейших задач поддержания здоровья и работоспособности.
Нарушение биоритмов, рабочего времени, работы, тренировок, питания, отдыха, сна и физических нагрузок может привести не только к снижению работоспособности, но и к развитию заболевания.
Недостаток физической активности создает особые противоестественные условия для жизни человека и отрицательно влияет на структуру и функции всех тканей организма человека