Изменения функций различных органов и систем организма

В состоянии покоя деятельность различных функций отрегулирована соответственно невысокому уровню кислородного запроса и энергообеспе­чения. При переходе к рабочему уровню необходима перестройка функций различных органов и систем на более высокий уровень активности и новое межсистемное согласование на рабочем уровне.

В центральной нервной системе происходит повыше­ние лабильности и возбудимости многих проекционных и ассоциативных нейронов. Во время работы "нейроны движения" организуют через пира­мидный путь моторную активность, а "нейроны положения" через экстра­пирамидную систему - формирование рабочей позы. В различных отделах ЦНС создается функциональная система нервных центров, обеспечи­вающая выполнение задуманной цели действия на основе анализа внешней информации, действующих в данный момент мотиваций и хранящихся в мозгу памятных следов двигательных навыков и тактических комбинаций. Возникающий комплекс нервных центров становится рабочей доминан­той, которая имеет повышенную возбудимость, подкрепляется различны­ми афферентными раздражениями и избирательно затормаживает реакции на посторонние раздражители. В пределах доминирующих нервных цен­тров создается цепь условных и безусловных рефлексов или двигательный динамический стереотип, облегчающий последовательное выполнение одинаковых движений (в циклических упражнениях) или программы раз­личных двигательных актов (в ациклических упражнениях).

Еще перед началом работы в коре больших полушарий происходит предварительное программирование и формирование преднастройки на предстоящее движение, которые отражаются в различных формах изме­нений электрической активности. Происходит избирательное увеличение межцентральных взаимосвязей корковых потенциалов, изменяется форма кривой, огибающей амплитуду колебаний ЭЭГ, появляются "меченые ритмы" ЭЭГ - потенциалы в темпе предстоящего движения, воз­никают условные отрицательные колебания или так называемые "волны ожидания", а также премоторные и моторные потенциалы.

В спинном мозгу за 60 мс перед началом двигательного акта повыша­ется возбудимость мотонейронов, что отражается в нарастании амплитуды вызываемых в этот момент спинальных рефлексов (Н-рефлексов).

В мобилизации функций организма и их резервов значительна роль симпатической нервной системы, выделения гормонов гипофиза и над­почечников, нейропептидов.

В двигательном аппарате при работе повышаются возбу­димость и лабильность работающих мышц, повышается чувствитель­ность их проприорецепторов, растет температура и снижается вязкость мышечных волокон. В мышцах дополнительно открываются капилляры, которые в состоянии покоя находились в спавшемся состоянии, и улучша­ется кровоснабжение. Однако при больших статических напряжениях (более 30% максимального усилия) кровоток в мышцах резко затрудняется или вовсе прекращается из-за сдавливания кровеносных сосудов. Нервные импульсы, приходящие в мышцу с небольшой частотой, вызывают слабые одиночные сокращения мышечных волокон, а при повышении частоты - их более мощные тетанические сокращения.

Различные двигательные единицы (ДЕ) в целой скелетной мышце при длительных физических нагрузках вовлекаются в работу попеременно восстанавливаясь в периоды отдыха, а при больших кратковременных на­пряжениях - включаются синхронно. В зависимости от мощности работы активируются разные ДЕ: при небольшой интенсивности работы активны лишь высоковозбудимые и менее мощные медленные ДЕ, а с повышением мощности работы - промежуточные и, наконец, маловозбудимые, но наи­более мощные быстрые ДЕ.

Дыхание значительно увеличивается при мышечной работе - рас­тет глубина дыхания (до 2-3 л) и частота дыхания (до 40-60 вдохов в 1мин).

Минутный объем дыхания при этом может увеличиваться до 150-200 л • мин^-1.Однако большое потребление кислорода дыхательными мышцами (до 1л•мин^-1) делает нецелесообразным предельное напряжение внешнего дыхания.

Сердечно-сосудистая система, участвуя в доставке ки­слорода работающим тканям, претерпевает заметные рабочие изменения. Увеличивается систолический объем крови (при больших нагрузках у спортсменов до 150-200 мл), нарастает ЧСС (до 180 уд • мин^-1и более), растет минутный объем крови (у тренированных спортсменов до 35 л • мин^-1 и более). Происходит перераспределение крови в пользу работаю­щих органов - главным образом, скелетных мышц, а также сердечной мышцы, легких, активных зон мозга - и снижение кровоснабжения внут­ренних органов и кожи. Перераспределение крови тем более выражено, чем больше мощность работы. Количество циркулирующей крови при ра-6Ъте увеличивается за счет ее выхода из кровяных депо. Увеличивается скорость кровотока, а время кругооборота крови снижается вдвое.

В системе крови наблюдается увеличение количества формен­ных элементов. Наблюдается миогенный эритроцитов (до 5.5-6•10¹²•л^-1) имиогенный тромбоцитоз (увеличение в 2 раза). В зависимости от тяже­сти работы проявляются различные стадии миогенного лейкоцитоза. Не­большие тренировочные нагрузки вызывают появление 1-й стадии - лимфоцитарной с преобладанием в лейкоцитарной формуле лимфоцитов и ростом общего количества лейкоцитов до 10-12•10⁹•л^-1 . Более значитель­ные нагрузки, особенно в соревнованиях, вызывают появление 2-й стадии или 1-й нейтрофильной с ростом количества нейтрофилов (особенно юных и палочкоядерных) и увеличением количества лейкоцитов до 16-18•10⁹•л^-1 . Истощающая нагрузка приводит к 3-й стадии или 2-й - нейтрофильной с резким ростом количества лейкоцитов в крови до 20-50•10^-9•л^-1, преоб­ладанием незрелых форм нейтрофилов и исчезновением других форм лей­коцитов (эозинофилов, базофилов).

При работе увеличивается отдача кислорода из крови в ткани. Соответ­ственно, становится больше артериовенозная разность по кислороду и коэффициент использования кислорода.

Рост кислородного долга при передвижениях спортсменов на средних и длинных дистанциях сопровождается увеличением в крови концентрации молочной кислоты и снижением рН крови. В связи с потерей воды и увеличением количества форменных элементов повышение вязкости кро­ви достигает 70%.

При циклических упражнениях различной длительности с увеличением дистанции снижаются единичные энерготраты (ккал в 1с) и растут суммар­ные энерготраты (до 2-3 ккал на всю работу), а анаэробный путь энергопродукции (за счет АТФ, КрФ и гликолиза) сменяется постепенно аэроб­ным путем (за счет окисления углеводов, а затем и жиров).