Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 44. Адаптації до фізичного навантаження

Поміркуйте

  • Чому наступного дня після важкого фізичного навантаження дуже болять м'язи?

Згадайте

  • Енергетичний обмін
  • Гліколіз. Цикл трикарбонових кислот
  • Мітохондрії. АТФ
  • Міоглобін

Адаптаційно-трофічна функція симпато-адреналової системи

Організм сприймає фізичне навантаження як якийсь сторонній подразник, і першою на цей подразник реагує симпатична нервова система, яка стимулює викид адреналіну наднирниками. Ці органи — симпатична нервова система та мозковий шар наднирників — складають так звану симпато-адреналову функціональну систему, що терміново готує організм до праці в екстремальних умовах. Під дією адреналіну збільшуються частота й об'єм дихання. Кровоток у м'язах суттєво посилюється, тому кровопостачання більш повно задовольняє підвищену потребу в кисні.

Але симпато-адреналова система не лише ініціює термінову реакцію на подразник. Вона також виконує адаптаційно-трофічну функцію — готує організм у цілому до підвищеної функціональної активності. Це здійснюється шляхом змін в обміні речовин. По-перше, посилюється енергетичний обмін (гліколіз, цикл трикарбонових кислот, розпад ліпідів) і стимулюється синтез АТФ у клітинах. По-друге, стимулюються процеси, що підвищують у крові вміст глюкози — головного субстрата реакцій енергетичного обміну. Зокрема, адреналін посилює розпад глікогену в печінці до глюкози і сприяє захопленню й утилізації глюкози тканинами.

Дізнайтеся більше

Як ви знаєте, кисень необхідний клітинам для процесів енергетичного обміну і синтезу АТФ. Під час інтенсивної м'язової роботи, однак, потреба в кисні не може бути повністю задоволена. Тому більшу частину енергії клітини починають одержувати шляхом безкисневого гліколізу. Інтенсивний гліколіз призводить до утворення молочної кислоти. У разі накопичення великої кількості молочної кислоти настає м'язова втома. Болісні відчуття в м'язах після сильного навантаження спричиняються саме накопиченням молочної кислоти.

Симпатична нервова система впливає на різні відділи центральної нервової системи, підтримуючи збудливість і регулюючи рефлекторну діяльність. Добре відомо, що в умовах творчого підйому, що супроводжується виділенням норадреналіну, збільшується не тільки фізична, а й розумова працездатність. Але пізніше настає фізична і розумова втома.

Мал. 44.1. Об'єм м'яза залежить від фізичного навантаження

Довготривале пристосування до підвищеної м'язової діяльності

Якщо фізичні навантаження повторюються регулярно, на тлі збережених результатів термінової адаптації від попереднього навантаження, то в результаті систематичних повторень системи організму, що забезпечують такий вид діяльності, зазнають довгострокових змін. Тож у процесі регулярних фізичних навантажень тренованість організму підвищується, і він може витримувати більші навантаження.

Один зі способів адаптації до силового тренінгу — це збільшення розміру м'яза (мал. 44.1). Також у м'язових клітинах накопичується більше молекул АТФ, ферментів енергетичного обміну, збільшується кількість мітохондрій, накопичується білок міоглобін (який акумулює кисень у м'язовій тканині).

Гіпокінезія й гіподинамія

Для забезпечення нормальної життєдіяльності організму людини потрібна достатня активність скелетних м'язів. Робота м'язового апарату сприяє розвитку мозку. Рухова діяльність підвищує енергопродукцію й утворення тепла, поліпшує функціонування дихальної, серцево-судинної та інших систем організму. Нестача руху порушує нормальну роботу всіх систем і спричиняє появу особливих станів — гіпокінезії й гіподинамії.

Гіпокінезія — це знижена рухова активність. Вона може бути пов'язана з фізіологічною незрілістю організму, з особливими умовами роботи в обмеженому просторі, з деякими захворюваннями. В окремих випадках (у разі постільного режиму, наприклад) може бути повна відсутність рухів.

Існує й близьке поняття — гіподинамія. Це зниження м'язових зусиль, коли рухи здійснюються, але за вкрай малих навантажень на м'язовий апарат.

В обох випадках скелетні м'язи мало навантажені. Виникає величезний дефіцит біологічної потреби в рухах. Усе це знижує працездатність організму.

За малорухливого способу життя людини м'язи слабшають і втрачають тонус, зменшуються витривалість і сила. Відсутність м'язового навантаження зменшує інтенсивність енергетичного обміну. З'являється надмірна вага, розвивається ожиріння. Слідом за цим відбуваються й інші ендокринні порушення.

Атрофуються не тільки скелетні, але й серцевий м'яз. Як наслідок — зменшується кровопостачання тканин, стінки судин утрачають тонус, розвивається гіпертонія, варикозне розширення вен. Хрящі поступово стають менш еластичними, тіло втрачає гнучкість.

Знижується тонус нервової системи, адже вона проводить менше імпульсів.

Гіподинамія й гіпокінезія найнегативнішим чином позначаються на здоров'ї.

Причини гіподинамії

До прямих причин гіподинамії належать малорухомий і неактивний спосіб життя. Гіподинамія є наслідком звільнення людини від фізичної праці, поширення офісної сидячої роботи, широкого використання транспорту. Гіподинамія на сьогодні є проблемою для всього світу. Це не хвороба, але серйозний виклик для суспільства.

Практична робота

Дослідження змін кровообігу та дихання людини при фізичному навантаженні

1. Утворіть пари, у яких кожен учень виконуватиме почергово функції випробовуваного і дослідника.

3. Випробовуваний має здійснити 10 присідань, а дослідник — виміряти кількість вдихів та скорочень серця протягом хвилини перед присіданнями та після них.

3. Складіть та заповніть таблицю за результатами досліду. Зробіть висновки.

Ключова ідея

Наш організм еволюційно пристосований до фізичних навантажень на рівні фізіологічних і біохімічних процесів. За недостатньої фізичної активності зменшується загальна адаптивність організму й розвиваються патологічні стани.

Запитання та завдання

1. Поясніть, чому в екстремальних умовах працездатність організму суттєво збільшується. Чи відбувається те саме з вами під час термінової підготовки до екзаменів? Чому наступного дня відчувається втома? 2. Чому ожиріння називають хворобою цивілізації? 3. Як ви вважаєте, чи позначається гіподинамія на інтелектуальних здібностях?