НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ім О. О. Богомольця
кафедра фізкультури
Реферат на тему:
ЗМІНИ В ОРГАНІЗМІ під час фізичного навантаження
студента 3 курсу
3 групи, 2 мед. ф-ту
Шепетько Олександра
Київ - 1998
Фізична робота ділиться на два види, динамічну і статичну.
Динамічна робота виконується тоді, коли у фізичному сенсі відбувається подолання опору на певній відстані У цьому випадку (наприклад, при їзді на велосипеді, підйомі на сходи або в гору) робота може бути виражена у фізичних одиницях (1 Вт = 1 Дж / с = 1 Нм / с) При позитивній динамічній роботі мускулатура діє як «двигун», а при негативній динамічній роботі вона відіграє роль «гальма» (наприклад, під час спуску з гори) Статична робота проводиться при ізометричному м'язової скороченні. Так як при цьому не долається ніяке відстань, у фізичному сенсі це не робота, тим не менш організм реагує на навантаження фізіологічним напруженням. Виконана робота в цьому випадку вимірюється як добуток сили і часу.
Фізична активність викликає негайні реакції різних систем органів, включаючи м'язову, серцево-судинну і дихальну. Ці швидкі адаптаційні зрушення відрізняються від адаптації, що розвивається протягом більш-менш тривалого терміну, наприклад у результаті тренувань. Величина швидких реакцій служить, як правило, безпосередньої мірою напруги.
Негайні реакції обумовлені зміною великої кількості параметрів, зокрема, зміною м'язового кровопостачання. У спокої кровоток у м'язі складає 20 40 мл • хв - '• кг -'. При екстремальних фізичних навантаженнях ця величина істотно зростає, досягаючи максимуму, рівного 1,3 л-хв - 1 • кг - 1 у нетренованих осіб і 1,8 л-хв - '-кг - "в осіб, тренованих на витривалість. Кровотік посилюється не миттєво з початком роботи, а поступово, протягом не менше 20-30 с; цього часу достатньо, щоб забезпечити кровоток, необхідний для виконання легкої роботи. При важкій динамічній роботі, проте, потреба в кисні не може бути повністю задоволена, тому зростає частка енергії, одержуваної за рахунок анаеробного метаболізму.
Обмін речовин в м'язі. При легкій роботі одержання енергії відбувається по анаеробному шляху тільки протягом короткого перехідного періоду після початку роботи; надалі метаболізм здійснюється повністю за рахунок аеробних реакцій з використанням як субстратів глюкози, а також жирних кислот і гліцерину. На відміну від цього під час важкої роботи одержання енергії частково забезпечується анаеробними процесами. Зрушення в бік анаеробного метаболізму (що призводить до утворення молочної кислоти) відбувається в основному через недостатність артеріального кровотоку в м'язі, або артеріальної гіпоксії Крім цих «вузьких місць» у процесах енергозабезпечення і тих, що тимчасово виникають відразу ж після початку роботи, при екстремальних навантаженнях утворюються «вузькі місця», пов'язані з активністю ферментів на різних етапах метаболізму. При накопиченні великої кількості молочної кислоти настає м'язове стомлення. Після початку роботи потрібен якийсь час для збільшення інтенсивності аеробних енергетичних процесів у м'язі. У цей період дефіцит енергії компенсується за рахунок легкодоступних анаеробних енергетичних резервів (АТФ і креатин-фосфату). Кількість макроергічних фосфатів невелика в порівнянні з запасами глікогену, однак вони незамінні як протягом зазначеного періоду, так і для забезпечення енергією при короткочасних перевантаженнях під час виконання роботи.
Під час динамічної роботи відбуваються істотні адаптаційні зрушення в роботі серцево-судинної системи. Серцевий викид і кровотік в працюючому м'язі зростають, так що кровопостачання більш повно задовольняє підвищену потребу в кисні, а утворюється в м'язі тепло відводиться в ті ділянки організму, де відбувається тепловіддача.
Під час легкої роботи з постійним навантаженням частота скорочень серця зростає протягом перших 5-10 хв і досягає постійного рівня; це стаціонарний стан зберігається до завершення роботи навіть протягом декількох годин. Під час важкої роботи, яка виконується з постійним зусиллям, такий стабільний стан не досягається; частота скорочень серця збільшується в міру стомлення до максимуму, величина якого неоднакова в окремих осіб (підйом, обумовлений втомою). Навіть після завершення роботи частота серцевих скорочень змінюється в залежності від що відбувся напруги. Після легкої роботи вона повертається до первісного рівня протягом 3-5 хв; після важкої роботи період відновлення значно довший - при надзвичайно важких навантаженнях він досягає декількох годин. Іншим критерієм може служити загальне число ударів пульсу понад початкову частоту пульсу протягом періоду відновлення; цей показник служить мірою м'язового стомлення і, отже, відображається навантаження, потрібне для виконання попередньої роботи.
Ударний об'єм крові на початку роботи зростає лише на 20 30%, а після цього зберігається на постійному рівні. Він трохи падає лише у випадку максимальної напруги, коли частота скорочень серця настільки велика, що при кожному скороченні серце не встигає цілком заповнитися кров'ю. Як у здорового спортсмена з добре тренованим серцем, так і у людини, яка не займається спортом, серцевий викид і частота скорочень серця при роботі змінюються приблизно пропорційно один одному, що обумовлено цією відносною сталістю об'єму.
При динамічній роботі артеріальний кров'яний тиск змінюється як функція виконуваної роботи. Систолічний тиск збільшується майже пропорційно виконуваному навантаженню, досягаючи приблизно 220 мм рт. ст. при навантаженні 200 Вт. Діастолічний тиск змінюється лише незначно, частіше у бік зниження. У системі кровообігу, яка функціонує під низьким тиском (наприклад, у правому передсерді) тиск крові під час роботи збільшується мало; виразне його підвищення в цій ділянці є патологією (наприклад, при серцевій недостатності).
Споживання організмом кисню зростає пропорційно величині й ефективності затрачуваних зусиль. При легкій роботі досягається стаціонарний стан, коли споживання кисню і його утилізація еквівалентні, але це відбувається лише на протязі 3-5 хв, протягом яких кровоток і обмін речовин у м'язі пристосовуються до нових вимог. До тих пір поки не буде досягнутий стаціонарний стан, м'яз залежить від невеликого кисневого резерву, який забезпечується 0 2, пов'язаним з міоглобіном, і від здатності отримувати більше кисню з крові. При важкій м'язовій роботі, навіть якщо вона виконується з постійним зусиллям, стаціонарний стан не настає; як і частота скорочень серця, споживання кисню постійно підвищується, досягаючи максимуму.
З початком роботи потреба в енергії збільшується миттєво, однак для пристосування кровотоку й аеробного обміну потрібен якийсь час; таким чином, виникає киснева недостатність. При легкій роботі величина кисневого боргу залишається постійною після досягнення стаціонарного стану, однак при важкій роботі вона наростає до самого закінчення роботи. Після закінчення роботи, особливо в перші кілька хвилин, швидкість споживання кисню залишається вище рівня спокою відбувається насичення киснем. Однак цей термін не точний, тому що збільшення споживання кисню після завершення роботи не відображає безпосередньо процеси поповнення запасів 0 2 в м'язі, а відбувається і за рахунок впливу інших факторів, таких, як збільшення температури тіла і дихальна робота, зміна м'язового тонусу і поповнення запасів кисню в організмі. Таким чином, борг, який буде повернутий, за величиною більше, ніж виник під час самої роботи. Після легкої роботи величина кисневого боргу сягає 4 л, а після важкої може доходити до 20 л.
Під час легкої динамічної роботи хвилинний об'єм дихання, як і серцевий викид, збільшується пропорційно споживанню кисню. Це збільшення виникає в результаті наростання дихального обсягу і частоти дихання.
Під час і після динамічної роботи кров зазнає істотні зміни. За ним лише зрідка можна дійсно оцінити ступінь фізичної напруги, але особливе значення їх полягає в тому, що вони служать джерелами помилок при лабораторній діагностиці.
Під час легкої фізичної роботи в здорової людини виявляються лише незначні зміни в парціальному тиску СО2 і 02 в артеріальній крові. Важка робота викликає більш суттєві зміни. Найбільші відхилення від рівня спокою складають 8% для артеріального рО 2, і 10% - для рСО 2. Насичення киснем змішаної венозної крові падає з ростом напруги; відповідно до цього артеріовенозна різниця по кисню збільшується від значення, приблизно рівного 0,05 (рівень спокою), до 0,14 у нетренованих і 0,17 у тренованих осіб. Це збільшення обумовлене підвищеним витяганням кисню з крові в працюючому м'язі.
При фізичній роботі показник гематокриту збільшується як у результаті зниження обсягу плазми (у зв'язку з посиленою капілярної фільтрацією), так і за рахунок надходження еритроцитів з місць їх утворення (при цьому збільшується частка незрілих форм). Відзначено також зростання числа лейкоцитів (робочий лейкоцитоз). Відзначено, що кількість лейкоцитів у крові бігунів на довгі дистанції збільшується пропорційно тривалості бігу на 5000-15000 клітин / мкл у залежності від працездатності (менше в осіб з високою працездатністю). Збільшення відбувається переважно за рахунок зростання кількості нейтрофільних гранулоцитів, так що при цьому чисельне співвідношення клітин різних типів міняється. Крім того, пропорційно інтенсивності роботи збільшується число тромбоцитів
Легка фізична робота не впливає на кислотно-лужну рівновагу, тому що всі надмірна кількість утворюється вуглекислоти виділяється через легені. Під час важкої роботи розвивається метаболічний ацидоз, ступінь якого пропорційна швидкості утворення лактату; частково він компенсується за рахунок дихання (зниження артеріального РСО 2).
Рівень глюкози в артеріальній крові у здорової людини мало змінюється під час роботи. Тільки при важкій і тривалій роботі відбувається падіння концентрації глюкози в артеріальній крові, що вказує на дедалі ближчий виснаження. Разом з тим концентрація лактату в крові варіює в широких межах залежно від ступеня напруження і тривалості роботи - відповідно швидкості утворення лактату в м'язі, що функціонує в анаеробних умовах, і швидкості його елімінації. Лактат руйнується або піддається перетворенням у непрацюючих скелетних м'язах, жировій тканині, печінці, нирках і міокарді. В умовах спокою концентрація лактату в артеріальній крові складає приблизно 1 ммоль / л; при важкій роботі тривалістю близько півгодини або за вкрай важких короткочасних навантаженнях з хвилинними інтервалами можуть бути досягнуті максимальні рівні, що перевищують 15 ммоль / л При тривалій важкій роботі концентрація лактату спочатку збільшується, а потім падає.
Якщо раціон багатий вуглеводами, концентрації вільних жирних кислот і гліцеролу мало змінюються під впливом роботи, оскільки секреція інсуліну, обумовлена споживанням вуглеводів, гальмує ліполіз. Однак при звичайному раціоні тривала важка робота супроводжується збільшенням концентрацій вільних жирних кислот і гліцерину в крові в 4 або більше разів
Терморегуляція. Потовиділення зазвичай вважається ознакою важкої роботи. Початок помітного потовиділення, однак, залежить не тільки від важкості роботи, але і від умов навколишнього середовища. Секреція поту починається тоді, коли відбувається перевищення нейтральної температури через або посиленою теплопродукції під час м'язової роботи, або недостатньої тепловіддачі внаслідок високої температури або вологості навколишнього середовища, невідповідною одягу, відсутності руху повітря (конвекції) або, нарешті, через нагрівання тіла надлишковим тепловим випромінюванням (наприклад, у ливарному цеху).
Під час і після фізичної роботи концентрація багатьох гормонів у крові змінюється. У більшості випадків цей ефект неспецифічний, або недостатньо зрозумілий. Виділяється підвищена кількість адреналіну, норадреналіну. Через 2 хв після початку роботи відбувається посилення секреції аденогипофизом АКТГ, який стимулює виділення кротікостероідов з коркового везества надниркових залоз. Концентрація інсуліну трохи знижується під час роботи, рівень же глюкагону може як підвищуватися, так і знижуватися.