Влияние физических нагрузок на функциональное состояние эндокринной системы шатов. Изменения эндокринных функций организма при различных состояниях Влияние физической культуры на эндокринную систему

В. Н. Селуянов, В. А. Рыбаков, М. П. Шестаков

Глава 1. Модели систем организма

1.1.6. Эндокринная система

Эндокринная система состоит из желез внутренней секреции: гипофиза, щитовидной, околощитовидных, поджелудочной, надпочечников, половых. Эти железы выделяют гормоны - регуляторы обмена веществ, роста и полового развития организма.

Регуляция выделения гормонов осуществляется нервно-гуморальным путем. Изменение состояния физиологических процессов достигается посылкой нервных импульсов из ЦНС (ядер гипоталамуса) к некоторым железам (гипофизу). Выделяемые передней долей гипофиза гормоны регулируют деятельность других желез - щитовидной, половых, надпочечников.

Принято различать симпатоадреналовую, гипофизарно адренокортикальную, гипофизарно половую системы.

Симпатоадреналовая система ответственна за мобилизацию энергетических ресурсов. Адреналин и норадреналин образуются в мозговом веществе надпочечников и вместе с норадреналином, выделяющимся из нервных окончаний симпатической нервной системы, действует через систему «аденилатциклаза циклический аденозинмонофосфат (цАМФ)». Для необходимого накопления цАМФ в клетке требуется ингибировать цАМФ фосфодиэстеразу - фермент, катализирующий расщепление цАМФ. Ингибирование осуществляется глюкокортикоидами (инсулин противодействует этому эффекту).

Система «аденилатциклаза-цАМФ» действует следующим образом. Гормон током крови подходит к клетке, на наружной поверхности клеточной мембраны которой имеются рецепторы. Взаимодействие гормон рецептор приводит к конформации рецептора, т. е. активации каталитического компонента аденилатциклазного комплекса. Далее из АТФ начинает образовываться цАМФ, который участвует в регуляции метаболизма (расщеплении гликогена, активизации фосфофруктокиназы в мышцах, липолиза в жировых тканях), клеточной дифференциации, синтезе белков, мышечного сокращения (Виру А. А., 1981).

Гипофизарно-адренокортикальная система включает нервные структуры (гипоталамус, ретикулярную формацию и миндалевидный комплекс), кровоснабжение и надпочечники. В состоянии стресса усиливается выход кортиколиберина из гипоталамуса в кровоток. Это вызывает усиление секреции адренокортикотропного гормона (АКТГ), который током крови переносится в надпочечники. Нервная регуляция воздействует на гипофиз и приводит к секреции либеринов и статинов, а они регулируют секрецию тропных гормонов аденогипофиза АКТГ.

Механизм действия глюкокортикоидов на синтез ферментов может быть представлен следующим образом (по А. Виру, 1981).

1. Кортизол, кортикостерон, кортикотропин, кортиколиберин проходят через клеточную мембрану (процесс диффузии).

2. В клетке гормон (Г) соединяется со специфическим белком - рецептором (Р), образуется комплекс Г-Р.

3. Комплекс Г-Р перемещается в ядро клетки (через 15 мин.) и связывается с хроматином (ДНК).

4. Стимулируется активность структурного гена, усиливается транскрипция информационной РНК (и-РНК).

5. Образование и РНК стимулирует синтез других видов РНК. Непосредственное действие глюкокортикоидов на аппарат трансляции состоит из двух этапов: 1) освобож-дения рибосом из эндоплазматической сети и усиления агрегации рибосом (наступает через 60 мин.); 2) трансляции информации, т. е. синтеза ферментов (в печени, в железах внутренней секреции, скелетных мышцах).

После выполнения своей роли в ядре клетки Г отцепляется от рецептора (время полураспада комплекса - около 13 мин.), выходит из клетки в неизменном виде.

На мембранах органов мишеней имеются специальные рецепторы, благодаря которым осуществляется транспорт гормонов в клетку. Клетки печени имеют особенно много таких рецепторов, поэтому глюкокортикоиды в них интенсивно накапливаются и метаболизируются. Время полужизни большинства гормонов составляет 20-200 мин.

Гипофизарно щитовидная система имеет гуморальные и нервные взаимосвязи. Предполагается ее синхронное функционирование с гипофизарно адренокортикальной системой. Гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин, тиротропонин) положительно сказываются на процессах восстановления после выполнения физических упражнений.

Гипофизарно половая система включает гипофиз, кору надпочечников, половые железы. Взаимосвязь между ними осуществляется нервным и гуморальным путем. Мужские половые гормоны андрогены (стероидные гормоны), женские эстрогены. У мужчин биосинтез андрогенов осуществляется в основном в клетках Лейдига (интерстициальных) семенников (главным образом тестостерон). В женском организме стероиды образуются в надпочечниках и яичниках, а также коже. Суточная продукция у мужчин составляет 4-7 мг, у женщин - в 10-30 раз меньше. Органы мишени андрогенов - предстательная железа, семенные пузырьки, семенники, придатки, скелетные мышцы, миокард и др. Этапы действия тестостерона на клетки органов-мишеней следующие:

Тестостерон превращается в более активное соединение 5-альфа-дегидротестостерон;

Образуется комплекс Г-Р;

Комплекс активизируется в форму, проникающую в ядро;

Происходит взаимодействие с акцепторными участками хроматина ядра (ДНК);

Усиливается матричная активность ДНК и синтез различных видов РНК;

Активизируется биогенез рибо- и полисом и синтез белков, в том числе андрогенозависимых ферментов;

Увеличивается синтез ДНК и активизируется клеточное деление.

Важно заметить, что для тестостерона участие в синтезе белка необратимо, гормон полностью метаболизируется.

Гормоны, попадающие в кровь, подвергаются катаболизму (элиминации, разрушению) преимущественно в печени, причем некоторые гормоны при росте мощности интенсивность метаболизма, в частности глюкокортикоидов, возрастает.

Основой повышения тренированности эндокринной системы являются структурные приспособительные перестройки в железах. Известно, что тренировка приводит к росту массы надпочечников, гипофиза, щитовидной железы, половых желез (через 125 дней детренировки все возвращается к норме, Виру А. А., 1977). Отмечено, что увеличение массы надпочечников сочетается с повышением содержания ДНК, т. е. интенсифицируется митоз растет количество клеток. Изменение массы железы связано с двумя процессами синтеза и деградации. Синтез железы прямо пропорционально зависит от ее массы и обратно пропорционально - от концентрации гормонов в железе. Скорость деградации увеличивается с ростом массы железы и механической мощности, уменьшается - с повышением концентрации анаболических гормонов в крови.

Уже несколько десятилетий люди стремятся не только быть здоровыми, но и иметь красивое тело. Чтобы подкорректировать фигуру, существуют комплексы упражнений, есть даже специальный вид спорта, и называется он бодибилдинг или культуризм.

Его цель – создать идеальное тело из любого, даже самого неказистого. В этом виде спорта оценивается то, как выглядит фигура человека, отвечает ли она атлетическим эталонам.

Казалось бы, и врачи, и тренера все продумали. Ничего, кроме пользы, бодибилдинг принести не может. Силовые упражнения, правильное питание соблюдение режима дня – все это должно только положительно влиять на организм. Регулярно занимаясь с отягощениями, можно укрепить сердце и сосуды, повысить иммунитет.

При этом масса тела постоянно находится под контролем, проясняется разум, ускоряются процессы мышления, улучшается память. Человек становится собранным, практически не чувствует усталости. Но при всех положительных сторонах этого спорта мало кто задумывается о тесной взаимосвязи тренировок с процессами, которые происходят в железах внутренней секреции.

Все составляющие эндокринной системы человека вырабатывают гормоны, которые передают информацию внутренним органам и при этом управляют множеством физиологических процессов, происходящих ежедневно. Вот поэтому так важно следить за их балансом. Если вдруг произойдет гормональный сбой, организм человека начинает подавать сигналы о неполадках.

Железы внутренней секреции синтезируют и секретируют гормоны, которые в тесном сотрудничестве с нервной и иммунной системами влияют на внутренние органы и контролируют их функциональное состояние, управляя жизненно важными функциями.

Биологически активные вещества выделяются прямиком в кровь, кровеносная система разносит их по всему организму и доставляет к тем органам и тканям, работа которых зависит от этих гормонов.

Специфические мембранные структуры (рецепторы к гормонам) на поверхности клеток и органов-мишеней обладают сродством к определенным гормонам и выхватывают их из кровотока, позволяя посланникам избирательно проникать только в нужные ткани (система действует по принципу ключа и замка).

Попав в пункт назначения, гормоны реализуют свой потенциал и кардинальным образом меняют направление метаболических процессов в клетках.

Учитывая практически неограниченные возможности эндокринной системы управления, трудно переоценить всю важность поддержания гормонального гомеостаза.

Секреция многих гормонов регулируется при помощи механизма отрицательной обратной связи, который позволяет быстро переключаться между увеличением и снижением продукции биологически активных веществ.

Усиление секреции гормона ведет к повышению его концентрации в кровотоке, что по принципу обратной связи тормозит его синтез. Без подобного механизма работа эндокринной системы была бы невозможна.

Главные эндокринные железы:

• Щитовидная железа
• Паращитовидные железы
• Надпочечники
• Гипофиз
• Шишковидная железа
• Поджелудочная железа
• Половые железы (яички и яичники)

В нашем организме есть органы, которые не являются железами внутренней секреции, но при этом выделяют биологически активные вещества и обладают эндокринной активностью:

• Гипоталамус
• Вилочковая железа, или тимус
• Желудок
• Сердце
• Тонкий кишечник
• Плацента

Несмотря на то, что железы внутренней секреции разбросаны по всему организму и выполняют различные функции, они являются единой системой, функции их тесно переплетаются, а влияние на физиологические процессы реализуется посредством схожих механизмов.

Три класса гормонов (классификация гормонов по химической структуре)

1. Производные аминокислот. Из названия класса следует, что эти гормоны образуются в результате модификации структуры аминокислотных молекул, в частности, тирозина. Примером может служить адреналин.
2. Стероиды. Простагландины, кортикостероиды и половые гормоны. С химической точки зрения относятся к липидам, синтезируются в результате сложных преобразований молекулы холестерина.
3. Пептидные гормоны. В человеческом организме эта группа гормонов представлена наиболее широко. Пептиды – это короткие цепочки, состоящие из аминокислот; примером пептидного гормона является инсулин.

Любопытно, что практически все гормоны нашего организма являются протеиновыми молекулами или их производными. Исключение – половые гормоны и гормоны коры надпочечников, которые относятся к стероидам.

При этом необходимо заметить, что механизм действия стероидов реализуется через рецепторы, расположенные внутри клеток, процесс этот длительный и требует синтеза протеиновых молекул.

А вот гормоны белковой природы сразу взаимодействуют с мембранными рецепторами на поверхности клеток, благодаря чему действие их реализуется гораздо быстрее.

Важные гормоны, на секрецию которых влияют занятия спортом:

• Тестостерон
• Гормон роста
• Эстрогены
• Тироксин
• Инсулин
• Адреналин
• Эндорфины
• Глюкагон
• Тестостерон

Тестостерон по праву считается краеугольным камнем бодибилдинга и синтезируется как в мужском, так и в женском организме.

Мужские половые гормоны ускоряют основной обмен, уменьшают процент жира в организме, придают уверенности в собственных силах, поддерживают объем, силу и тонус скелетной мускулатуры.

Фактически, именно тестостерон наряду с гормоном роста инициирует процессы гипертрофии (увеличения размера и удельного веса мышечной ткани) мышечных клеток и содействует регенерации мышц после микротравм.

Несмотря на то, что в женском организме концентрация тестостерона в десятки раз ниже, роль тестостерон в жизни женщины нельзя недооценивать.

Достаточно сказать, что именно от этого гормона зависит степень полового влечения и яркость испытуемых женщиной оргазмов. Что касается регуляции секреции мужских половых гормонов, то это очень непростой процесс.

Первоначальный сигнал подает гипоталамус, в котором синтезируется гонадотропин – рилизинг-фактор, который направляется в гипофиз и запускает в этой эндокринной железе продукцию лютеинизирующего гормона.

ЛГ выделяется в кровь, направляется к клеткам Лейдига, расположенным в тканях яичек, и инициирует в них процессы ферментного превращения холестерина в тестостерон.

Теперь давайте выясним, как занятия спортом влияют на секрецию тестостерона? Главный секрет – предельно нагружайте крупные мышцы и не работайте с одними и теми же группами мышц два дня подряд.

И возьмите на вооружение еще один совет. Выполняйте минимальное число повторений, но берите максимальный вес: в идеале 85 % подходов должно состоять из 1-2 повторений, это поможет поднять секрецию тестостерона до максимума.

Доказано, что тренировки в утренние часы более эффективны, поскольку они совпадают по времени с суточным максимумом концентрации тестостерона в крови. Соответственно, именно в это время ваши шансы увеличить силовые показатели предельно высоки.

Получаем, что секрецию тестостерона повышают невероятно интенсивные, но при этом сравнительно короткие анаэробные тренировочные сессии.

А вот продолжительность аэробных тренировок не должна превышать 45 минут, так как после преодоления этой временной отметки начинается заметное снижение продукции тестостерона.

Гормон роста

Гормон роста синтезируется в гипофизе и является важнейшим гормоном бодибилдинга. Он стимулирует синтез протеина и укрепляет кости, суставы, сухожилия, связки и хрящевую ткань. Попутно соматотропин ускоряет метаболизм жиров и уменьшает использование углеводов во время тренировок.

Это приводит к увеличению использования жиров и поддержанию стабильного уровня глюкозы, благодаря чему вы можете тренироваться дольше и эффективнее (конечно, при этом не следует превышать 45-минутный порог, позволяющий добиться максимального выброса тестостерона).

Увеличение секреции гормона роста сопровождается множеством благоприятных эффектов, в числе которых ускорение энергетического обмена, повышение концентрации внимания, усиление полового влечения и мужской силы.

Долгосрочные эффекты включают в себя повышение аэробной работоспособности и силовых показателей, укрепление волос, разглаживание морщин и улучшение состояния кожи, уменьшение висцерального жира и укрепление костной ткани (в т.ч. на фоне остеопороза).

С возрастом секреция соматотропина резко падает, и некоторым людям приходится принимать препараты гормона роста. Однако повышения секреции соматотропина (не до заоблачных показателей, конечно) можно достичь и иным путем – при помощи тренировок.

Для повышения синтеза гормона роста идеально подходит изнурительная, выматывающая анаэробная тренировка. Применяйте ту же стратегию, что и для увеличения продукции тестостерона и нагружайте крупные мышцы.

А чтобы добиться максимального повышения продукции гормона роста, тренируйтесь не дольше 30 минут. Эти же рекомендации актуальны и для аэробных тренировок, которые следует проводить с интенсивностью, граничащей с анаэробной нагрузкой. Лучше всего для этих целей подойдет интервальный тренинг.

Эстроген

Женские половые гормоны, в частности, наиболее активный их представитель 17-бета-эстрадиол, помогают использовать жировые запасы в качестве источника топлива, поднимают настроение и улучшают эмоциональный фон, увеличивают интенсивность основного обмена и усиливают половое влечение (у женщин).

Также вам наверняка известно, что в женском организме концентрация эстрогенов меняется в зависимости от состояния репродуктивной системы и фазы цикла, а с возрастом секреция половых гормонов снижается и достигает минимума к наступлению менопаузы.

А теперь давайте посмотрим, как влияют на секрецию эстрогенов занятия спортом? В ходе клинических испытаний доказано, что концентрация женских половых гормонов в крови женщин в возрасте от 19 до 69 лет заметно увеличивалась как после 40-минутной тренировки на выносливость, так и после тренинга, во время которого выполнялись упражнения с отягощениями.

Более того, высокий уровень эстрогенов сохранялся в течение четырех часов после тренинга. (Опытную группу сравнивали с контрольной, представительницы которой не занимались спортом). Как видим, и в случае с эстрогенами мы может контролировать гормональный профиль при помощи одной лишь тренировочной программы.

Тироксин

Синтез этого гормона возложен на фолликулярные клетки щитовидной железы, а его главное биологическое предназначение состоит в повышении интенсивности основного обмена и стимуляции всех без исключения метаболических процессов.

Именно по этой причине тироксин играет столь заметную роль в борьбе с лишним весом, а выброс гормонов щитовидной железы способствует сжиганию в печах организма дополнительного количества килокалорий.

Кроме того, тяжелоатлетам следует взять на заметку, что тироксин принимает непосредственное участие в процессах физического роста и развития.

Во время тренировочной сессии секреция гормонов щитовидной железы увеличивается на 30%, а повышенный уровень тироксина в крови сохраняется в течение пяти часов.

Базальный уровень секреции гормона на фоне регулярных занятий спортом также повышается, а максимального эффекта можно добиться при помощи интенсивных, изнурительных тренировок.

Помимо вышесказанного, анаболические стероиды также действуют и на функционирование щитовидной железы. Вследствие их приема щитовидка прекращает выработку тиреотропного гормона TSH, что крайне негативно сказывается на общем уровне метаболизма. Однако данная реакция незначительна и ее последствия находятся вполне в пределах нормы.

Наукой доказано, что анаболические стероиды могут спровоцировать развитие диабета у людей, имеющих склонность к данному заболеванию. К таким выводам пришли ученые, проведя опыты на крысах, чей организм был в небольшой мере склонен к диабету.

Адреналин

Медиатор симпатического отдела вегетативной нервной системы синтезируется клетками мозгового слоя надпочечников, но нас больше интересует его влияние на физиологические процессы.

Адреналин отвечает за «крайние меры» и является одним из гормонов стресса: он повышает частоту и интенсивность сердечных сокращений, поднимает артериальное давление и способствует перераспределению кровотока в пользу активно работающих органов, которые должны получать кислород и питательные вещества в первую очередь.

Добавим, что адреналин и норадреналин относятся к катехоламинам и синтезируются из аминокислоты тирозин.

Какие прочие эффекты адреналина могут заинтересовать сторонников активного образа жизни? Гормон ускоряет распад гликогена в печени и мышечной ткани и стимулирует использование жировых запасов в качестве дополнительного источника топлива.

Также следует взять на заметку, что под действием адреналина избирательно расширяются сосуды и усиливается кровоток в печени и скелетной мускулатуре, что позволяет оперативно снабжать работающие мышцы кислородом и помогает использовать их на все сто процентов во время занятий спортом!

Можем ли мы усилить выброс адреналина? Без проблем, надо лишь поднять до предела интенсивность тренировочного процесса, ведь количество адреналина, секретируемого мозговым слоем надпочечников, прямо пропорционально выраженности тренировочного стресса. Чем сильнее стресс – тем больше адреналина поступает в кровоток.

Инсулин

Эндокринный отдел поджелудочной железы представлен панкреатическими островками Лангерганса, бета-клетки которых синтезируют инсулин.

Роль этого гормона переоценить невозможно, ведь именно инсулин отвечает за снижение уровня сахара в крови, участвует в метаболизме жирных кислот и указывает аминокислотам прямую дорогу к мышечным клеткам.

Практически все клетки человеческого организма имеют на внешней поверхности клеточных мембран рецепторы к инсулину. Рецептором является белковая молекула, которая способна связывать циркулирующий в крови инсулин; формируют рецептор две альфа-субъединицы и две бета-субъединицы, объединенные дисульфидной связью. Под влиянием инсулина происходит активация других мембранных рецепторов, которые выхватывают из кровотока молекулы глюкозы и направляют их внутрь клеток.

Какие внешние факторы усиливают секрецию инсулина? Прежде всего, мы должны говорить о приеме пищи, ведь каждый раз после еды в нашем организме происходит мощный выброс инсулина, который сопровождается аккумуляцией жировых запасов в клетках жировой ткани.

У тех, кто слишком часто эксплуатирует этот физиологический механизм, значительно увеличивается масса тела. Кроме того, у ряда людей может развиться резистентность тканей и клеток к инсулину - сахарный диабет.

Конечно, далеко не у всех любителей «высокой кухни» развивается диабет, да и тяжесть этого заболевания во многом определяется его типом.

Однако переедание гарантировано ведет к увеличению общей массы тела, а исправить ситуацию и похудеть вы сможете с помощью ежедневных аэробных нагрузок и силовых тренировок.

Занятия спортом помогают контролировать уровень сахара в крови и позволяют избежать многих проблем. Экспериментальным путем доказано, что даже десятиминутная аэробная нагрузка понижает уровень инсулина в крови, и этот эффект усиливается по мере увеличения продолжительности тренировочной сессии.

А что касается силовых тренировок, то они повышают чувствительность тканей к инсулину даже в состоянии покоя, и это действие подтверждено в ходе клинических испытаний.

Эндорфины

С точки зрения биохимии эндорфины являются пептидными нейротрансмиттерами, состоящими из 30 аминокислотных

остатков. Эта группа гормонов секретируется гипофизом и принадлежит к классу эндогенных опиатов - веществ, которые выбрасываются в кровоток в ответ на болевой сигнал и обладают способностью купировать боль.

В числе прочих физиологических эффектов эндорфинов отметим способность подавлять аппетит, вызывать состояние эйфории, снимать чувство страха, тревоги и внутреннего напряжения.

Влияют ли занятия спортом на секрецию эндорфинов? Ответ утвердительный. Доказано, что уже через 30 минут после начала умеренной или интенсивной аэробной нагрузки уровень эндорфинов в крови увеличивается в пять раз по сравнению с состоянием покоя.

Более того, регулярные занятия спортом (на протяжении нескольких месяцев) способствуют повышению чувствительности тканей к эндорфинам.

Это означает, что через определенный промежуток времени вы будете получать более мощный ответ эндокринной системы на одни и те же физические нагрузки.

И заметим, что, хотя длительные тренировки в этом отношении и выглядят предпочтительнее, уровень секреции эндорфинов в значительной степени определяется индивидуальными особенностями организма.

Глюкагон

Как и инсулин, глюкагон секретируется клетками поджелудочной железы и влияет на уровень сахара в крови. Отличие состоит в том, что этот гормон оказывает диаметрально противоположное инсулину действие и повышает концентрацию глюкозы в кровотоке.

Немного биохимии. Молекула глюкагона состоит из 29 аминокислотных остатков, а синтезируется гормон в альфа-клетках островков Лангерганса в результате сложной цепи биохимических процессов.

Сначала образуется предшественник гормона – белок проглюкагон, а затем эта протеиновая молекула подвергается ферментативному гидролизу (расщеплению на более короткие фрагменты) вплоть до образования линейной полипептидной цепи, которая и обладает гормональной активностью.

Физиологическая роль глюкагона реализуется при помощи двух механизмов:

1. При снижении в крови уровня глюкозы усиливается секреция глюкагона. Гормон поступает в кровоток, достигает клеток печени, связывается со специфическими рецепторами и инициирует процессы распада гликогена. Распад гликогена приводит к высвобождению простых сахаров, которые выделяются в кровоток. В результате в крови повышается уровень сахара.
2. Второй механизм действия глюкагона реализуется посредством активации в гепатоцитах процессов глюконеогенеза – синтеза молекул глюкозы из аминокислот.

Группе ученых из Университета в Монреале удалось доказать, что занятия спортом повышают чувствительность печеночных клеток к глюкагону. Эффективные тренировки повышают сродство гепатоцитов к этому гормону, что способствует превращению различных нутриентов в источники энергии. Обычно секреция глюкагона усиливается через 30 минут после начала тренировки по мере снижения уровня глюкозы в крови.

Вывод

Какие выводы мы можем сделать из предложенного материала? Железы внутренней секреции и продуцируемые ими гормоны формируют сложную, разветвленную, многоуровневую структуру, которая является прочным фундаментом для всех физиологических процессов.

Эти невидимые молекулы постоянно находятся в тени, они просто делают свою работу, пока мы заняты решением повседневных проблем.

Значение эндокринной системы переоценить невозможно, мы целиком и полностью зависим от уровня выработки гормонов железами внутренней секреции, а занятия спортом помогают нам влиять на эти сложные процессы.

4.5. Эндокринная система

Эндокринную систему в организме человека представляют железы внутренней секреции - эндокринные железы.

Эндокринные железы называются так потому, что не имеют выводного потока, они выделяют продукт своей деятельности - гормон прямо в кровь, а не через трубочку или проток, как делают экзокринные железы. Гормоны эндокринных желез передвигаются с кровью к клеткам организма. Гормоны обеспечивают гуморальную регуляцию физиологических процессов в организме. Часть гормонов продуцируется только в определенный возрастной период, большинство же - на протяжении всей жизни человека. Они могут тормозить или ускорять рост организма, половое созревание, физическое и психическое развитие, регулировать обмен веществ и энергии, деятельность внутренних органов и т.д.

Рассмотрим основные гормоны, выделяемые эндокринной системой.

Гипофиз выделяет более 20 гормонов; например, гормон роста регулирует рост тела; пролактин отвечает за выделение молока; окситоцин стимулирует родовую деятельность; антидиуретический гормон поддерживает уровень содержания воды в организме.

Щитовидная железа - гормон тироксин, содействующий активности всех систем организма.

Паращитовидные железы - паратгормон, контролирующий уровень кальция в крови.

Поджелудочная железа - гормон инсулин, поддерживающий уровень содержания сахара в крови.

Надпочечники - адреналин, побуждающий организм к действию, кортизон, помогающий управлять уровнями стресса, альдостерон, контролирующий уровень содержания соли в организме и др.

Половые железы - яичники у женщин - гормоны эстроген и прогестерон, регулирующие менструации и сохраняющие беременность; яички у мужчин - гормон тестостерон, контролирующий мужские половые качества.

По химическому составу гормоны можно разделить на две основные группы: протеины и производные протеинов и гормоны, имеющие кольцевую структуру, стероиды.

Инсулин - гормон поджелудочной железы - это протеин, а гормоны щитовидной железы образуются на протеиновой основе и являются производными протеина. Половыe гормоны и гормоны, вырабатываемые корой надпочечников, являются стероидными гормонами.

Некоторые из перечисленных желез вырабатывают кроме гормонов еще секреторные вещества (например, поджелудочная железа участвует в процессе пищеварения, выделяя ферментативные секреты в двенадцатиперстную кишку).

Характеристика работы гормонов. Все гормоны действуют в очень маленьких дозах. В некоторых случаях выполнения какой-либо задачи бывает достаточно одной миллионной грамма гормона.

Гормон, достигая клетки, может начать действовать только в том случае, если окажется на определенном участке ее оболочки - в клеточном рецепторе, где он начинает стимулировать образование вещества, называемого циклической аденозинмонофосфатной кислотой. Считается, что она активизирует несколько ферментных систем внутри клетки, вызывая тем самым специфические реакции, в ходе которых вырабатываются необходимые вещества.

Реакция каждой отдельной клетки зависит от ее собственной биохимии. Так, аденозинмонофосфат, образующийся в присутствии гормона инсулина, инициирует клетки на использование глюкозы, в то время как гормон глюкогон, также вырабатываемый поджелудочной железой, заставляет клетки высвобождать глюкозу, которая накапливается в крови и, сгорая, дает энергию для физической активности.

Сделав свою работу, гормоны теряют активность под влиянием самих клеток или уносятся в печень для дезактивирования, затем разрушаются и либо выбрасываются из организма, либо используются для создания новых гормонных молекул.

Гормоны как вещества высокой биологической активности способны вызывать значительные изменения в состоянии организма, в частности в осуществлении обмена веществ и энергии. Они обладают дистанционным действием, характеризуются специфичностью, которая выражается в двух формах: одни гормоны (например, половые) влияют только на функцию некоторых органов и тканей, другие (гипофиз, щитовидная и поджелудочная железа) управляют изменениями в цепи обменных процессов всего организма.

Расстройства в деятельности желез внутренней секреции вызывают понижение общей работоспособности человека. Функция эндокринных желез регулируется центральной нервной системой. Нервное и гуморальное (через кровь и другие жидкие среды) воздействие на различные органы, ткани и их функции представляет собой проявление единой системы нейрогуморальной регуляции функций организма.

При занятиях физической культурой для достижения функциональной активности организма человека необходимо учитывать высокую степень биологической активности гормонов. Функциональная активность организма человека характеризуется способностью к выполнению различных двигательных процессов и возможностью поддерживать высокий уровень функций при выполнении напряженной интеллектуальной (умственной) и физической деятельности.

4.6. Функции дыхания

Дыханием называется процесс потребления кислорода и выделения углекислого газа тканями живого организма. Его осуществляют две системы организма: дыхательная и кровеносная.

Различают внешнее (легочное) и внутриклеточное (тканевое) дыхание.

Внешним дыханием называется обмен воздухом между окружающей средой и легкими, внутриклеточным - обмен кислородом и углекислым газом между кровью и клетками тела (при этом кислород переходит из крови в клетки, а углекислый газ как один из продуктов обмена веществ переходит из клеток в кровь).

Переход кислорода и углекислого газа из одной среды в другую происходит по законам диффузии под воздействием разницы парциального давления этих газов в сторону из среды с большим парциальным давлением в среду с меньшим парциальным давлением данного газа.

В клетках тканей в результате их жизнедеятельности парциальное давление кислорода постоянно стремится к снижению, а в работающих мышцах - может снизиться до нуля.

При таком соотношении парциального давления, кислород в легких через полупроницаемые стенки капилляров переходит в кровь, а из крови - в клетки тканей. Углекислый газ, наоборот, из клеток переходит в кровь, из крови - в полость легких, из легких - в атмосферный воздух.

Дыхательный аппарат человека составляют:

ü воздухоносные пути - носовая полость, трахея, бронхи, которые ветвятся на более мелкие бронхиолы, заканчивающиеся альвеолами (легочными пузырьками);

ü легкие - пассивная эластичная ткань, в которой начитывается от 200 до 600 млн. альвеол, в зависимости от роста тела;

ü грудная клетка - герметично закрытая полость;

ü плевра – пленка из специфической ткани, которая покрывает легкие снаружи и грудную клетку изнутри;

ü дыхательные мышцы - межреберные, диафрагма и ряд других мышц, принимающих участие в дыхательных движениях, но имеющих основные функции.

Механизм дыхания - рефлекторный (автоматический). Циклически повторяющаяся деятельность дыхательного аппарата обусловлена ритмическим возникновением возбуждения в дыхательном центре, расположенном в продолговатом мозге.

В покое при вдохе сокращаются наружные межреберные мышцы и мышцы диафрагмы. Они увеличивают объем грудной клетки и благодаря разности давлений легкие заполняются воздухом.

При выдохе мышцы расслабляются и под действием силы тяжести и атмосферного давления, объем полости грудной клетки уменьшается, а находящийся в легких воздух выходит наружу.

При физической работе в акте вдоха дополнительно участвуют мышцы плечевого пояса и грудного отдела, а при ускорении или усилении выдоха в нем также принимают участие внутренние межреберные мышцы и мышцы брюшного пресса.

Дыхательный центр продолговатого мозга связан с высшими отделами ЦНС, поэтому возможна произвольная регуляция дыхания (например, задержка) при разговоре, пении, выполнении физических упражнений и в других случаях.

Показателями работоспособности органов дыхания являются дыхательный объем, частота дыхания, жизненная емкость легких, легочная вентиляция, кислородный запрос, потребление кислорода, кислородный долг и др.

Дыхательный объем - количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, выдох, дыхательная пауза). Величина дыхательного объема находится в прямой зависимости от степени тренированности к физическим нагрузкам и колеблется в состоянии покоя от 350 до 800 мл. В покое у нетренированных людей дыхательный объем находится на уровне 350-500 мл, у тренированных - 800 мл и более.

При интенсивной физической работе дыхательный объем может увеличиваться до 2500 мл.

Частота дыхания - количество дыхательных циклов в 1 мин. Средняя частота дыхания у нетренированных людей в покое - 16-20 циклов в 1 мин, у тренированных за счет увеличения дыхательного объема частота дыхания снижается до 8-12 циклов в 1 мин. У женщин частота дыхания на 1-2 цикла больше.

При спортивной деятельности частота дыхания у лыжников и бегунов увеличивается до 20-28 циклов в 1 мин., у пловцов - 36-45; наблюдались случаи увеличения частоты дыхания до 75 циклов в 1 мин.

Жизненная емкость легких - максимальное количество воздyхa, которое может выдохнуть человек после полного вдоха (измеряется методом спирометрии).

Средние величины жизненной емкости легких: у нетренированных мужчин - 3500 мл, у женщин - 3000; у тренированных мужчин - 4700 мл, у женщин - 3500. При занятиях циклическими видами спорта на выносливость (гребля, плавание, лыжные гонки и т.п.) жизненная емкость легких может достигать у мужчин 7000 мл и более, у женщин - 5000 мл и более.

Легочная вентиляция - объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин. Легочная вентиляция определяется путем умножения величины дыхательного объема на частоту дыхания. Легочная вентиляция в покое находится на уровне 5000-9000 мл (5-9 л).

При физической работе этот объем достигает 50 л. Максимальный показатель может достигать 187,5 л при дыхательном объеме 2,5 л и частоте дыхания 75 дыхательных циклов в 1 мин.

Кислородный запрос - количество кислорода, необходимого организму для обеспечения процессов жизнедеятельности в различных условиях покоя или работы в 1 мин. В покое в среднем кислородный запрос равен 200-300 мл. При беге на 5 км, например, он увеличивается в 20 раз и становится равным 5000-6000 мл. При беге на 100 м за 12 секунд, при пересчете на 1 мин кислородный запрос увеличивается дo 7000 мл.

Суммарный, или общий, кислородный запрос - это количество кислорода, необходимое для выполнения всей работы.

В состоянии покоя человек потребляет 250-300 мл кислорода в 1 мин. При мышечной работе эта величина возрастает.

Наибольшее количество кислорода, которое организм может потребить в минуту при определенно-интенсивной мышечной работе, называется максимальным потреблени­ем кислорода (МПК). МПК зависит от состояния сердечнососудистой и дыхательной систем, кислородной емкости крови, активности протекания процессов обмена веществ и других факторов.

Для каждого человека существует индивидуальный предел МПК, выше которого потребление кислорода не­возможно. У людей, не занимающихся спортом, МПК равно 2,0-3,5 л/мин, у спортсменов-мужчин может достигать 6 л/мин и более, у женщин - 4 л/мин и более.

Величина МПК характеризует функциональное состояние дыхательной и сердечнососудистой систем, степень тренированности организма к длительным физическим нагрузкам.

Абсолютная величина МПК зависит также от размеров тела, поэтому для ее более точного определения рассчитывают относительное МПК на 1 кг массы тела.

Для оптимального уровня здоровья необходимо обладать способностью потреблять кислород на 1 кг массы тела: женщинам не менее 42, мужчинам - не менее 50 мл.

Кислородный долг - разница между кислородным запросом и количеством кислорода, которое потребляется во время работы за 1 мин. Например, при беге на 5000 м за 14 мин кислородный запрос равен 7 л/мин, а предел (по­толок) МПК у данного спортсмена - 5,3 л/мин; следовательно, в организме каждую минуту возникает кислородный долг, равный 1,7 л кислорода, т.е. такое количество кислорода, которое необходимо для окисления продуктов обмена веществ, накопившихся при физической работе.

При длительной интенсивной работе возникает суммарный кислородный долг, который ликвидируется после окончания работы.

Величина максимально возможного суммарного долга имеет предел (потолок). У нетренированных людей он находится на уровне 4-7 л кислорода, у тренированных - может достигать 20-22 л.

Физическая тренировка способствует адаптации тканей к гипоксии (недостатку кислорода), повышает способность клеток тела к интенсивной работе при недостатке кислорода.

Дыхательная система - единственная внутренняя система, которой человек может управлять произвольно. Поэтому можно дать следующие рекомендации:

а) дыхание необходимо осуществлять через нос, и только в случаях интенсивной физической работы допускается дыхание одновременно через нос и узкую щель рта, образованную языком и нёбом. При таком дыхании воздух очищается от пыли, увлажняется и согревается, прежде поступить в полость легких, что способствует повышению эффективности дыхания и сохранению дыхательных путей здоровыми;

б) при выполнении физических упражнений необходимо регулировать дыхание:

· во всех случаях выпрямления тела делать вдох;

· при сгибании тела делать выдох;

· при циклических движениях ритм дыхания приспосабливать к ритму движения с акцентом на выдохе. Например, при беге делать на 4 шага вдох, на 5-6 шагов - выдох или на 3 шага - вдох и на 4-5 шагов - выдох и т.д.

· избегать частых задержек дыхания и натуживания, что приводит к застою венозной крови в периферических сосудах.

Наиболее эффективно функцию дыхания развивают физические циклические упражнения с включением в работу большого количества мышечных групп в условиях чистого воздуха (плавание, гребля, лыжный спорт, бег и др.).

5. ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УЧЕБНОГО ТРУДА И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ. СРЕДСТВА ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ В РЕГУЛИРОВАНИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

5.1. Основные понятия.

5.2. Особенности учебного труда студентов.

5.3. Формирование профессионально важных качеств средствами физической культуры, спорта и туризма.

5.4. Особенности интеллектуальной деятельности студентов.

5.1. Основные понятия

Психофизиологическая характеристика труда - трудовые процессы ведутся в определенном направлении, планируются заранее, связаны с конкретными заданиями, выполнение которых требует определенных психофизиологических энергозатрат, соответствующих уровней мышления умозаключений для получения конечного результата, имеющего общественное значение (обучение, самообучение, открытие, изобретение, рационализация и т.д.).

Работоспособность - сочетание соответствующих возможностей человека, обладающего специальными знаниями, умениями, навыками, физическими, психологическими и физиологическими качествами, совершать целенаправленные действия, формировать процессы мыслительной деятельности.

Утомление - объективное состояние организма, при котором в результате длительной напряженной работы снижается уровень работоспособности, дальнейшие процессы деятельности характеризуются отсутствием творческих начал, преобладанием «шаблонного» мышления и т.п.

Усталость - субъективное состояние индивидуума, для которого характерны резкие кратковременные снижения уровня работоспособности; выполнение последующих трудовых актов требует волевых усилий и использования скрытых резервных возможностей организма.

Рекреация (лат. - восстановление) - широкое понятие, связанное с отдыхом, восстановлением сил, использованием природных возможностей и т.п.

Релаксация (лат. - ослабление, успокоение) - состояние покоя, расслабленности в результате снятия напряжения.

Л.П. Матвеева сборника трудов ученых социалистических стран "Очерки по теории физической культуры" (1984) и учебного пособия "Введение в теорию физической культуры" (1983), а также работ В.И. Столярова , рассматривающего философско-социологические проблемы ТФК и методологические принципы определения понятий в ее сфере. Однако при всей значимости этих исследований они не могли в полной...

Спорту и республиканскими федерациями по олимпийским видам спорта во взаимодействии с Олимпийским комитетом России, в соответствии с его Уставом, принятыми законами и Олимпийской хартией. Статья 10. Пропаганда физической культуры и спорта в Республике Коми 1. Государственные органы управления физической культурой и спортом Республики Коми, физкультурно...

Спорта не формирует так красоту тела и культуру движений как гимнастика и, следовательно, в большей мере формирует культуру личности. Цель исследования. Обобщить теоретический материал по проблеме воздействия гимнастических упражнений на формирование личной физической культуры школьников. Объект исследования – личная физическая культура школьника. Предмет исследования: влияние гимнастических...

ФКиС. 17. Особенности менеджмента в различных физкультурно-спортивных организациях. 18.Технология выработки и принятия управленческого решения. 19.Принципы управления физической культурой и спортом. 20.Функции менеджмента в физической культуре и спорте: общая характеристика и основания классификации. 21.Методы управления физической культурой и спортом: общая характеристика и основания...

Возможность выполнения физических нагрузок обеспечивается слаженной работой желез внутренней секреции. Вырабатываемые ими гормоны усиливают кислороднотранспортную функцию, ускоряют передвижение электронов в цепях дыхания, а также обеспечивают гликогенолитическое и липолитическое действие ферментов, тем самым поставляя энергию углеводов и жиров. Уже перед самой нагрузкой под влиянием нервных стимулов условнорефлекторного происхождения активируется симпатическо-адреналовая система. В циркулирующей крови поступает адреналин, вырабатываемый мозгом надпочечников. С его действием сочетается влияние норадреналина, который освобождается из нервных окончаний.

Под влиянием катехоламинов осуществляется распад гликогена печени до глюкозы и поступления ее в течение крови, а также анаэробное расщепление гликогена мышц. Катехоламины вместе с гликогеном, тироксином, гормонами гипофиза соматотропином и кортикотропином осуществляют расщепление жира до свободных жирных кислот.

Вся гипоталамо-адренокортикальная система активизируется в условиях физических нагрузок, если их мощность превышает 60 % от уровня максимального потребления кислорода.

Деятельность этой системы усиливается, если такие нагрузки осуществляются в условиях психоэмоционального напряжения. Длительные физические нагрузки, особенно у недостаточно тренированных лиц, могут приводить к угнетению адренокортикальной активности, которая формируется после фазы ее усиления. Угнетение гормонального обеспечения мышечной деятельности приводит к нарушениям регуляции артериального давления и солевого обмена. Происходит накопление воды и натрия в миокарде и волокнах скелетных мышц.

Под влиянием систематических тренировок организм приобретает способность к более экономному выброса гормонов, которые обеспечивают мышечную деятельность сравнительно небольшой интенсивности. Одновременно повышается мощность эндокринной системы, которая становится способной обеспечить высокий уровень катехоламинов, глюкокортикоидов и тироксина в крови во время нагрузки. Тренировки усиливают липолитическое действие адреналина. Характерной особенностью тренированного организма является повышенная чувствительность к инсулину. Весь комплекс изменений эндокринной системы, которые происходят благодаря физической тренировке, значительно улучшает нервно-гуморальную регуляцию функций организма.

Каждый человек хочет всегда быть здоровым, молодым и красивым, существует много способов достижения этих целей. Для поддержания физической формы, а также для лечения каких-либо заболеваний, может применяться мануальная терапия, частью которой является массаж. Оздоровительный массаж имеет множество видов и техник, тут мы рассмотрим наиболее популярные из них: общий массаж; медовый массаж; лечебный массаж; балийский массаж;…

Средства массовой информации часто говорят о проблемах человека, в связи с которыми у него возникают переживания, и чаще всего среди них перечисляют вопросы отношений между близкими людьми и в обществе, на работе. Но одной из самых основных проблем, которые влияют на психику человека, является финансовый кризис, особенно это касается стран со средним и низким уровнем…

Между алкоголем и состоянием кожи существует прямая и очевидная связь - при злоупотреблении алкоголем появляется или усугубляется множество проблем с кожей. Именно об этих проблемах рассказывается в этой статье. Небольшое количество алкоголя время от времени помогает нам успокаиваться и расслабляться. В действительности, такие алкогольные напитки как вино в умеренных количествах полезны для организма. Тем не…

Выбор наилучшего метода лечения ахалазии зависит от оценки состояния пациента врачом, личных предпочтений пациента, а также от того, какие подходы к лечению уже использовались. Иногда это редкое заболевание, влияющее на функционирование пищевода, лечится при помощи лекарственных препаратов или инъекций. В других случаях может возникать необходимость в минимально инвазивной процедуре, называемой баллонной дилатацией. Если эти методы…

Абляция - это медицинская техника, используемая для устранения тканей организма посредством радиоволновых частот. Она применяется для решения множества различных медицинских проблем. Существует абляция тканей сердца, абляция эндометрия, поверхностная абляция и абляция опухолей печени. Абляция тканей сердца используется для лечения аритмии сердца, вызываемой неправильным расположением тканей в пределах сердца. Ткани могут блокировать регулярные электрические импульсы, посылаемые…