Методичка: Изменения в организме во время физической нагрузки

НАЦИОНАЛЬНЫЙМЕДИЦИНСКИЙУНИВЕРСИТЕТ

им А.А.Богомольца

кафедрафизкультуры

Реферат натему:

ИЗМЕНЕНИЯВ ОРГАНИЗМЕВО ВРЕМЯ ФИЗИЧЕСКОЙНАГРУЗКИ

студента3 курса
3 группы,2 мед. ф-та

ШепетькоАлександра

Киев – 1998

Физическаяработа делитсяна два вида, динамическуюи статическую.

Динамическаяработа выпол­няетсятогда, когдав физическомсмысле происхо­дитпреодолениесопротивленияна определенномрасстоянииВ этом случае(например, приезде на велосипеде, подъеме налестницу илив гору) работаможет бытьвыражена вфизическихединицах (1 Вт= 1 Дж/с = 1 Нм/с) Приположительнойди­намическойработе мускулатурадействует как«дви­гатель», а при отрицательнойдинамическойработе онаиграет роль«тормоза»(например, приспуске с горы)Статическаяработа производитсяпри изо­метрическоммышечной сокращении.Так как приэтом не преодолеваетсяникакое расстояние, в физи­ческомсмысле это неработа; тем неменее организмреагирует нанагрузкуфизиологическимнапряженн­ей.Проделаннаяработа в этомслучае измеряетсякак произведениесилы и времени.

Физическаяактивностьвызывает немедленныереакции различныхсистем органов, включая мы­шечную, сердечно-сосудистуюи дыхательную.Эти быстрыеадаптационныесдвиги отличаютсяот адап­тации, развивающейсяв течение болееили менее длительногосрока, напримерв результатетрениро­вок.Величина быстрыхреакций служит, как правило, непосредственноймерой напряжения.

Немедленныереакции обусловленыизменениембольшого количествапараметров, в частности, изменениеммышечногокровоснабжения.В покое кровотокв мыш­це составляет20 40 мл • мин — ' •кг — '. При экст­ремальныхфизическихнагрузках этавеличина су­щественновозрастает, достигая макси­мума, равного 1,3 л-мин — 1 •кг — 1 унетренирован­ныхлиц и 1,8 л-мин -' -кг — ' у лиц, тренированныхна выносливость.Кровоток усиливаетсяне мгно­веннос началом работы, а постепенно, в течение неменее 20-30 с; этоговремени достаточно, чтобы обеспечитькровоток, необходимыйдля выполнениялегкой работы.При тяжелойдинамическойработе, однако, потребностьв кислородене может бытьполностьюудовлетворена, поэтому возрастаетдоля энергии, получаемойза счет анаэробногометабо­лизма.

Обмен веществв мышце. Прилегкой работеполучениеэнергии происходитпо анаэробномупути тольков течение короткогопереходногопериода посленачала работы; в дальнейшемметаболизмосуществляетсяполностью засчет аэробныхреакций сиспользованиемв качествесубстратовглюкозы, а такжежирных кислоти глицерола.В отличие отэтого во времятяжелой работыполучениеэнергии частичнообеспечиваетсяанаэробнымипроцессами.Сдвиг в сторонуанаэроб­ногометаболизма(приводящегок образованиюмолочной кислоты)происходитв основномиз-за недостаточностиартериальногокровотока вмыш­це, илиартериальнойгипоксии Кромеэтих «узкихмест» в процессахэнергообеспеченияи тех, что временновозникают сразуже после началаработы, приэкстремальныхнагрузкахобразуют­ся«узкие места», связанные сактивностьюфермен­товна различныхэтапах метаболизма.При накоп­лениибольшого количествамолочной кислотына­ступаетмышечное утомление.После началаработы требуетсянекоторое времядля увеличенияинтенсивностиаэробныхэнергети­ческихпроцессов вмышце. В этотпериод дефицитэнергии компенсируетсяза счет легкодоступныханаэробныхэнергетическихрезервов (АТФи креатин-фосфата).Количествомакроэргическихфосфатов невеликопо сравнениюс запасамигликогена, однако онинезаменимыкак в течениеуказанногопериода, таки для обеспеченияэнергией прикратковременныхперегрузкахво время выпол­ненияработы.

Во времядинамическойработы происходятсу­щественныеадаптационныесдвиги в работесердеч­но-сосудистойсистемы. Сердечныйвыброс и кровотокв работающеймышце возрастают, так что кровоснабжениеболее полноудовлетворяетпо­вышеннуюпотребностьв кислороде, а образующее­сяв мышце теплоотводится вте участкиорганизма, гдепроисходиттеплоотдача.

Во времялегкой работыс постояннойнагрузкойчастота сокращенийсердца возрастаетв течение первых5-10 мин и достигаетпостоянногоуровня; этостационарноесостояниесохраняетсядо завершенияработы дажев течение несколькихчасов. Во времятяжелой работы, выполняемойс постояннымусили­ем, такоестабильноесостояние недостигается; ча­стота сокращенийсердца увеличиваетсяпо мере утомлениядо максимума, величина которогоне­одинаковау отдельныхлиц (подъем, обусловленныйутомлением).Даже послезавершенияработы частотасердеч­ныхсокращенийизменяетсяв зависимостиот имев­шегоместо напряжения.После легкойработы онавозвращаетсяк первоначальномууров­ню в течение3-5 мин; послетяжелой работыпериод восстановлениязначительнодольше – причрезвы­чайнотяжелых нагрузкахон достигаетнесколькихчасов. Другимкритерием можетслужить общеечисло пульсовыхударов свышеначальнойчастоты пульсав течение периодавос­становления; этот показательслужит мероймышечно­гоутомления и, следовательно, отражает нагрузку, потребовавшуюсядля выполненияпредшествую­щейработы.

Ударный объемсердца в началеработы возрастаетлишь на 20 30%, а послеэтого сохраняетсяна постоянномуровне. Он немногопадает лишьв случае максимальногонапряжения, когда частотасокращенийсердца стольвелика, что прикаждом сокращениисердце не успеваетцеликом заполнитьсякровью. Как уздоровогоспортсменас хорошо тренированнымсердцем, таки у человека, не занимающегосяспортом, сердечныйвыброс и частотасокращенийсердца приработе изменяютсяприблизительнопропорциональнодруг другу, чтообусловленоэтим относительнымпо­стоянствомударного объема.

При динамическойработе артериальноекровяное давлениеизменяетсякак функциявыполняемойработы. Систо­лическоедавлениеувеличиваетсяпочти пропорци­ональновыполняемойнагрузке, достигаяприблизи­тельно220 мм рт. ст. принагрузке 200 Вт.Диастолическоедавление изменяетсялишь незначи­тельно, чаще в сторонуснижения. Всистеме кровообращения, функционирующейпод низкимдавлением(например, вправом предсердии)давление кровиво время работыувеличиваетсямало; отчетливоеего повышениев этом участкеявляется патологией(например, присердечнойне­достаточности).

Потреблениеорганизмомкислородавозрастаетпропорциональновеличине иэффек­тивностизатрачиваемыхусилий. Прилегкой работедостигаетсястационарноесостояние, когда потреб­лениекислорода иего утилизацияэквивалентны, но это происходитлишь по прошествии3-5 мин, в течениекоторых кровотоки обмен ве­ществв мышце приспосабливаютсяк новым требо­ваниям.До тех пор покане будет достигнутостационарноесостояние, мышца зависитот неболь­шогокислородногорезерва, которыйобеспечивается02, связаннымс миоглобином, и от способ­ностиизвлекатьбольше кислородаиз крови. Притяжелой мышечнойработе, дажеесли она выполня­етсяс постояннымусилием, стационарноесостояние ненаступает; каки частота сокращенийсердца, потреблениекислородапостояннопо­вышается, достигая максимума.

С началомработы потреб­ностьв энергииувеличиваетсямгновенно, однако дляприспособлениякровотока иаэробногообмена требуетсянекотороевремя; такимобразом, возни­каеткислородныйдолг. При легкойрабо­те величинакислородногодолга остаетсяпостоян­нойпосле достижениястационарногосостояния, однако притяжелой работеона нарастаетдо самого окончанияработы. По окончанииработы, особеннов первые несколькоминут, скоростьпо­треблениякислородаостается вышеуровня покояпроисходит«выплата»кислородногодолга. Однакоэтот терминне точен, таккак увеличениепотреблениякислорода послезавершенияработы не отражаетнепосредственнопроцессы восполнениязапасов 02 вмышце, а происходити за счет влияниядругих факторов, таких, как увеличениетемпера­турытела и дыхательнаяработа, изменениемышеч­ноготонуса и пополнениезапасов кислородав ор­ганизме.Таким образом, долг, которыйбудет возвращен, по величинебольше, чемвозникший вовремя самойработы. Послелегкой работывеличина кислородногодолга достигает4 л, а после тяжелойможет доходитьдо 20 л.

Во времялегкой динамическойработы минутныйобъем дыхания, как и сердечныйвыброс, увеличиваетсяпропорциональнопотреблениюкислорода. Этоувеличениевозникает врезультатенарастаниядыхательногообъема и частотыдыхания.

Во время ипосле динамическойработы кровьпретерпеваетсущественныеизменения. Поним лишь изредкаможно действительнооценить степеньфизическогонапряжения, но особое значениеих состоит втом, что онислужат источникамиошибок прилабораторнойдиагностике.

Во времялегкой физиче­скойработы у здоровогочеловека выявляютсялишь незначительныеизменения впарциальномдавлении СО2и 02 в артериальнойкрови. Тяжелаяработа вызываетболее существенныеизменения.Наибольшиеотклоненияот уровня покоясоставляют8% для артериальногорО2, и 10% — для рСО2.Насыщениекислородомсмешаннойвенозной кро­випадает с ростомнапряжения; соответственноэтому артериовенознаяразница покислородуувеличиваетсяот значения, приблизи­тельноравного 0,05 (уровеньпокоя), до 0,14 уне­тренированныхи 0,17 у тренированныхлиц. Это увеличениеобусловленоповышеннымизвлечениемкислорода изкрови в работающеймышце.

При физическойработе показа­тельгематокритаувеличиваетсякак в результатеснижения объемаплазмы (в связис усиленнойка­пиллярнойфильтрацией), так и за счетпоступленияэритроцитовиз мест ихобразования(при этом увеличиваетсядоля незрелыхформ). Отмеченотак­же нарастаниечисла лейкоцитов(рабочий лейкоци­тоз).Отмечено, чточисло лейкоцитовв крови бегуновна длинныедистан­цииувеличиваетсяпропорциональнодлительностибега на 5000-15000 клеток/мклв зависимостиот работоспособно­сти(меньше у лицс высокойработоспособностью).Увеличениепроисходитпреимущественноза счет возрас­танияколичестванейтрофильныхгранулоцитов, так что приэтом численноесоотношениеклеток разныхтипов меняется.Кроме того, пропорциональноинтенсивностиработы увеличиваетсячисло тромбоцитов

Легкая фи­зическаяработа не влияетна кислотно-щелочноеравновесие, так как всеизбыточноеколичествооб­разующейсяуглекислотывыделяетсячерез легкие.Во время тяжелойработы развиваетсяметаболическийацидоз, степенькоторогопропорциональнаскорости образованиялактата; частичноон компен­сируетсяза счет дыхания(снижениеартериальногоРсо2).

Уро­веньглюкозы вартериальнойкрови у здоровогочеловека малоизменяетсяво время работы.Только притяжелой и длительнойработе происходитпаде­ние концентрацииглюкозы вартериальнойкрови, что указываетна приближающеесяистощение.Вме­сте с темконцентрациялактата в кровиварьирует вшироких пределахв зависимостиот степенина­пряженияи длительностиработы – соответ­ственноскорости образованиялактата в мышце, функционирующейв анаэробныхусловиях, искорости егоэлиминации.Лактат разрушаетсяили под­вергаетсяпревращениямв неработающихскелетныхмышцах, жировойткани, печени, почках и миокар­де.В условияхпокоя концентрациялактата варте­риальной крови составляетприблизительно1 ммоль/л; притяжелой работедлительностьюоко­ло получасаили при крайнетяжелых кратковремен­ныхнагрузках сминутнымиинтерваламимогут бытьдостигнутымаксимальныеуровни, превышаю­щие15 ммоль/л Придлительнойтяжелой работеконцентрациялактата сначалаувеличивается, а за­тем падает.

Если рационбогат углеводами, концентрациисвободныхжирных кислоти глицероламало изме­няютсяпод влияниемработы, так каксекреция инсулина, обусловленнаяпотреблениемуглеводов, тормозит липолиз.Однако приобычном рационедлительнаятяжелая работасопровождает­сяувеличениемконцентрацийсвободныхжирных кислоти глицеролав крови в 4 илиболее раз

Терморегуляция.Потоотделениеобычно счита­етсяпризнакомтяжелой работы.Начало заметногопотоотделения, однако, зависитне только оття­жести работы, но и от условийокружающейсреды. Секрецияпота начинаетсятогда, когдапроисходитпревышениенейтральнойтемпературыпо причине либоусиленнойтеплопродукцииво время мышечнойработы, либонедостаточнойтеплоотдачивследствиевысокой температурыили влажностиокружающейсреды, несоответствующейодежды, отсутствиядвижения воздуха(конвекции)или, наконец, по причиненагреваниятела избыточ­нымтепловым излучением(например, влитейном цехе).

Во время ипосле физическойработы концентрациямногих гормоновв крови изменяется.В большинствеслучаев этотэффект неспецифический, либо недостаточнопонятный. Выделяетсяповышенноеколичествоадреналина, норадреналина.Через 2 мин посленачала работыпроисходитусиление секрецииаденогипофизомАКТГ, которыйстимулируетвыделениекротикостероидовиз корковоговезестванадпочечников.Концентрацияинсулина несколькоснижается вовремя работы, уровень жеглюкагона можеткак повышаться, так и снижаться.