Дипломная (вкр): Влияние биологических ритмов на физическую работоспособность студентов

Интенсивность нагрузки зависит и от того, какое количество мышечной массы включается в работу. Чем больше это количество, тем интенсивнее работа.

Если нагрузка предельно интенсивна или длительна, то все структуры организма начинают работать на обеспечение такого высокого уровня жизнедеятельности. В этих условиях не остается ни одной системы, ни одного органа, которые были бы индифферентны по отношению к физической нагрузке. Одни системы увеличивают свою деятельность, обеспечивая мышечное сокращение, а другие - затормаживают, освобождая резервы организма. Повторная деятельность при этом выполняется при уже снизившейся работоспособности, что не стимулирует ее дальнейшего развития.

Даже малоинтенсивная мышечная работа никогда не является работой только одних мышц, это деятельность всего организма.

Физиологические системы, увеличивающие свою деятельность во время мышечной работы и помогающие ее осуществлению, называют системами обеспечения мышечной деятельности.

1.6 Показатели восстановления работоспособности

При определении оптимальных интервалов отдыха необходимо учитывать интенсивность восстановительных процессов. Наиболее точным показателем этого является уровень работоспособности, объем повторной работы, который может выполнить человек в данных условиях. Однако такой способ связан с выполнением дополнительной напряженной работы и поэтому не может быть рекомендован для спортивной практики. Более удобным и достаточно информативным способом оценки работоспособности является изучение особенности реакции организма на различные тесты, выполняемые до тренировочного занятия и в периоде восстановления. К таким тестам относятся косвенное определение максимального потребления кислорода, проба PWC170, исследование оксигенации крови при задержке дыхания, определение способности скелетных мышц к развитию напряжения и к расслаблению.

После напряженной мышечной деятельности величины МПК и пробы PWC170 обычно оказываются сниженными. Затем они постепенно восстанавливаются и через некоторое время после окончания мышечной деятельности становятся выше исходных. Например, у квалифицированных велосипедистов через 1 час после окончания тренировочного режима в подготовительном периоде величина PWC оказалась снижена в среднем 1701 км/мин до 1573 кг/мин, через 24 часа этот показатель стал выше, чем до работы. Такая же динамика работоспособности наблюдалась и у велосипедистов менее высокой квалификации. [20].

Изменения величин МПК и PWC после мышечной деятельности отражает динамику работоспособности организма в восстановительном периоде. Однако ни одна из этих величин не может считаться достоверным критерием готовности всех систем организма к повторным нагрузкам. Это объясняется разновременным их восстановлением. Например, исследование квалифицированных бегунов показали, что полное восстановление величин МПК после напряженной тренировочной нагрузки нередко сочетается с недостаточным завершением восстановительных процессов в миокарде. Изменения некоторых показателей ЭКГ становятся в это время даже более выраженными по сравнению с данными, полученными сразу же после работы.

Тесты с определением оксигенации крови выявили, что в периоде восстановления содержание оксигемоглобина при задержке дыхания снижается быстрее и более значительно (в связи с повышением интенсивности окислительных процессов в тканях), чем до работы.

Об изменениях внутриклеточного метаболизма в процессе восстановления можно судить по длительности удержания стабильного уровня оксигенации крови при задержке дыхания. Уменьшаясь под влиянием напряженной мышечной деятельности этот показатель, вновь удлиняется в восстановительном периоде, что свидетельствует о нормализации химических процессов в работавших органах.

О восстановлении работоспособности двигательного аппарата можно судить по особенностям напряжения и расслабления мышц. Снижаясь при утомительной работе эти функции мышц, повышаются в периоде восстановления. По их динамике можно определить степень готовности органов движения к повторной работе.

В спортивной врачебной практике о восстановлении работоспособности организма нередко судят по восстановлению одной из его функций. Однако это дает лишь ориентировочные сведения. Отдельные функции восстанавливаются в разное время, что обусловлено характером мышечной деятельности и индивидуальными особенностями человека.

Интенсивность восстановительных процессов можно оценивать по динамике частоты сердцебиений. Этот показатель определяется сразу же после работы и затем повторно через строго определенные промежутки времени. Снижение этого показателя по отношению к величине установленное сразу же после работы в известной степени позволяет судить о интенсивности восстановления, а следовательно и о готовности организма к повторной работе. Например, при тренировке бегунов на средней дистанции повторное прохождение отрезков дистанции рекомендуется после снижения ЧСС на 30% по отношению к величине зарегистрированной сразу же после окончания бега на предыдущем отрезке.

Восстановление других показателей функционального состояния органов кровообращения весьма вариативно. Вследствие этого они менее точно определяют готовность организма к повторной работе. Например восстановление АД в одних случаях происходит в течение нескольких минут, в других задерживается на длительное время. После длительной и напряженной работе отдельные показатели АД часто становятся ниже исходных величин, что обусловлено гиперемией в работавших мышцах. На длительную послерабочую гиперемию указывает так же снижение жесткости артериальных стенок в активных областях тела. По ходу восстановления жесткость артериальных стенок претерпевает фазовые изменения. При этом у более тренированных людей наблюдаются более резко выраженные дифференцированные сосудистые реакции.

Большое значение для восстановления работоспособности организма имеет нормализация его внутренней среды. Продолжительность восстановления РН крови и ее щелочных резервов зависит от мощности и длительности работы. Например, по некоторым данным эти показатели восстанавливаются быстрее после бега на 200 м и 10000 м и медленнее после бега на 400 и 5000 м. восстановление форменных элементов крови происходит очень медленно. Эритроциты и гемоглобин могут в зависимости от особенностей мышечной деятельности и степени тренированности человека восстанавливаться в течение нескольких часов или суток. Если под влиянием работы содержание Эг и Нb резко понижается, то его восстановление до исходного уровня иногда задерживается до 7 и более суток. Содержание в крови лейкоцитов и тромбоцитов, а так же лейкоцитарная формула восстанавливаются после длительной и напряженной работы в течение нескольких суток. При очень напряженной работе характеризующейся эмоциональным возбуждением количество эозинофилов в крови резко уменьшается. Восстановление численности этих клеток происходит в течение 1-2 суток.

После выполнения динамической работы максимальной мощности набольший интерес представляют сдвиги в функциональном состоянии двигательного аппарата. Восстановление работоспособности после скоростной работы тесно коррелирует также с погашением кислородного долга и функциональным состоянием ЦНС. Оптимальным интервалом отдыха в этих случаях будет такой, при котором возбудимость двигательных центров остается еще высокой, а относительно небольшой кислородный долг оказывается уже почти ликвидированным.

После работы субмаксимальной мощности для восстановления работоспособности большую роль играет погашение кислородного долга и нормализация внутренней среды организма. Кислородный долг состоит из двух частей.

Первая-алактатная - обусловлена ресинтезом фосфорсодержащих соединений, вторая - лактатная - связана с окислением молочной кислоты. В процессе восстановления происходит сначала быстрая ликвидация кислородного долга, что связано с интенсивными окислительными реакциями в мышцах. В дальнейшем этот процесс протекает менее быстро. Он обусловлен ресинтезом молочной кислоты, диффундировавшей в кровь.

При работе субмаксимальной мощности кислородный долг у тренированных спортсменов может достигать 20 л и более. Его ликвидация после работы такой мощности обычно заканчивается в течение 1,5-2 часов.

Выполнение длительной работы большой умеренной мощности характеризуется медленным восстановлением дыхательных функций и энергетики. Даже у квалифицированных спортсменов энергетические траты снижаются до исходных величин очень долг - в течение нескольких суток.

Казалось бы, о восстановлении работоспособности организма можно судить по восстановлению его основных двигательных качеств: быстроты, силы и выносливости. Однако экспериментальные данные показывают, что восстановление их так же весьма вариативно. Даже такие взаимосвязанные показатели как сила и силовая выносливость, восстанавливаются в разное время.

Длительность интервалов отдыха между отдельными упражнениями на тренировочных занятиях, между ними и повторными выступлениями на соревнованиях должна планироваться с учетом того, что эффективность последующей работы будет больше тогда, когда утомление от предыдущей деятельности почти ликвидирована, а положительное действие этой работы еще сохранено.

На тренировочных занятиях оптимальная длительность интервалов отдыха зависит от объема и мощности выполняемых нагрузок, от уровня тренированности спортсмена, от метеорологических условий. В среднем она колеблется от 1-20 минут.

Оптимальные интервалы отдыха между тренировочными занятиями могут быть разными. Однако продолжительность их не должна быть больше 48 часов. Для достижения высоких спортивных результатов необходимо тренироваться с меньшими интервалами отдыха. На тренировочных сборах нагрузки могут выполняться даже 2-3 раза в день.

Успешность образовательного и воспитательного процессов находятся в прямой зависимости от ритмичности физиологических процессов детского организма и от конкретных метеотропных реакций школьников.

Составление режима учебных занятий, питания, отдыха и т.д. без учета вышеуказанных закономерностей может быть связано не только со снижением умственной или физической работоспособности, но и с развитием какого-либо заболевания. [21].

Ритмы жизни обусловлены протеканием физиологических процессов в организме, влиянием природных и социальных факторов окружающей среды: сменой времен года, суток, состоянием солнечной активности и космического излучения, вращением Луны вокруг Земли, относительным расположением и влиянием планет друг на друга, сменой сна и бодрствования, трудовых процессов и отдыха, двигательной активности и пассивного отдыха и т.д.

Проведенные учёными исследования свидетельствуют, что активность человека в вечернее и ночное время оборачивается дорогой ценой. Например, инфаркты миокарда случаются у «сов» в полтора раза чаще, чем у «жаворонков». Единственное преимущество «сов» - это их лучшая приспособляемость к вынужденным нарушениям суточного ритма и большее сохранение привычного уровня работоспособности, скажем, при пересечении нескольких часовых поясов при полётах на дальние расстояния. К тому же у них хорошие перспективы - к глубокой старости все постепенно становятся «жаворонками».

Вместе с тем эксперименты ряда учёных показали, что, например, уровень сенсорных реакций вечером у «сов» такой же, как и утром, т.е. утром они могут справляться с любой работой не менее успешно, чем вечером. Поэтому, если вы причисляете себя к разделу «сов», постарайтесь постепенно перестраивать режим дня в сторону утреннего типа. Ритмика изменения работоспособности в течение недели следующая.

Наиболее результативными являются вторник, четверг и пятница, а нерезультативными - понедельник и суббота. Поэтому, важно правильно составить распорядок дня и распределить работу в недельном цикле таким образом, чтобы наибольшая нагрузка соответствовала наибольшим возможностям организма. Знание и разумное использование биологических ритмов может существенно помочь в рациональной организации самостоятельных и самодеятельных занятий физической культурой и спортом, в правильном сочетании их с учёбой.

С биологической точки зрения физическая подготовка представляет собой процесс направленной адаптации организма к тренировочным воздействиям. Нагрузки, применяемые в процессе физической подготовки, выполняют роль раздражителя, возбуждающего приспособительные изменения в организме. Тренировочный эффект определяется направленностью и величиной физиологических и биохимических изменений, происходящих под воздействием применяемых нагрузок. Глубина происходящих при этом в организме сдвигов зависит от основных характеристик физической нагрузки:

• интенсивности и продолжительности выполняемых упражнений;

• количества повторений упражнений;

• продолжительности и характера интервалов отдыха между повторением упражнений.

Определенное сочетание перечисленных параметров физических нагрузок приводит к необходимым изменениям в организме, к перестройке обмена веществ и, в конечном итоге, к росту тренированности.

Процесс адаптации организма к воздействию физических нагрузок имеет фазный характер. Поэтому выделяют два этапа адаптации: срочный и долговременный (хронический). [22].

Этап срочной адаптации сводится преимущественно к изменениям энергетического обмена и связанных с ним функций вегетативного обеспечения на основе уже сформированных механизмов их реализации, и представляет собой непосредственный ответ организма на однократные воздействия физических нагрузок.

При многократном повторении физических воздействий и суммировании многих следов нагрузок, постепенно развивается долгосрочная адаптация. Этот этап связан с формированием в организме функциональных и структурных изменений, происходящих вследствие стимуляции генетического аппарата нагружаемых во время работы клеток. В процессе долговременной адаптации к физическим нагрузкам активируется синтез нуклеиновых кислот и специфических белков, в результате чего происходит увеличение возможностей опорно-двигательного аппарата, совершенствуется его энергообеспечение.

Фазовость протекания процессов адаптации к физическим нагрузкам позволяет выделять три разновидности эффектов в ответ на выполняемую работу.

Срочный тренировочный эффект, возникающий непосредственно во время выполнения физических упражнений и в период срочного восстановления в течение 0.5 - 1.0 часа после окончания работы. В это время происходит устранение образовавшегося во время работы кислородного долга.

Отставленный тренировочный эффект, сущность которого составляет активизация физической нагрузкой пластических процессов для избыточного синтеза разрушенных при работе клеточных структур и восполнение энергетических ресурсов организма. Этот эффект наблюдается на поздних фазах восстановления (обычно в пределах до 48 часов после окончания нагрузки).

Кумулятивный тренировочный эффект - является результатом последовательного суммирования срочных и отставленных эффектов повторяющихся нагрузок. В результате кумуляции следовых процессов физических воздействий на протяжении длительных периодов тренировки (более одного месяца) происходит прирост показателей работоспособности и улучшение спортивных результатов.

Небольшие по объему физические нагрузки не стимулируют развитие тренируемой функции и считаются неэффективными. Для достижения выраженного кумулятивного тренировочного эффекта необходимо выполнить объем работы, превышающий величину неэффективных нагрузок.

Дальнейшее наращивание объемов выполняемой работы сопровождается, до определенного предела, пропорциональным увеличением тренируемой функции. Если же нагрузка превышает предельно допустимый уровень, то развивается состояние перетренированности, происходит срыв адаптации.

Многочисленные исследования показывают, что физическая культура и спорт могут оказывать исключительно эффективное влияние на факторы работоспособности и противодействовать преждевременному наступлению утомления.