Физические упражнения — это такие двигательные действия (включая и их совокупности), которые направлены на реализацию задач физического воспитания, сформированы и организованы по его закономерностям.
Слово физическое отражает характер совершаемой работы (в отличие от умственной), внешне проявляемой в виде перемещений тела человека и его частей в пространстве и во времени.
Слово упражнение обозначает направленную повторность действия с целью воздействия на физические и психические свойства человека и совершенствования способа исполнения этого действия.
Таким образом, физическое упражнение рассматривается, с одной стороны, как конкретное двигательное действие, с другой — как процесс многократного повторения.
Эффект физических упражнений определяется прежде всего содержанием. Содержание физических упражнений — это совокупность физиологических, психологических и биомеханических процессов, происходящих в организме человека при выполнении данного упражнения (физиологические сдвиги в организме, степень проявления физических качеств и т.п.).
Содержание физических упражнений обусловливает их оздоровительное значение, образовательную роль, влияние на личность. Выполнение физических упражнений вызывает приспособительные морфологические и функциональные перестройки организма, что отражается на улучшении показателей здоровья и во многих случаях оказывает лечебный эффект.
Оздоровительное значение физических упражнений особенно важно при гипокинезии, гиподинамии, сердечно-сосудистых заболеваниях.
Под воздействием физических упражнений можно существенно изменять формы телосложения. Подбирая соответствующую методику выполнения физических упражнений, в одних случаях массу мышечных групп увеличивают, в других случаях уменьшают.
С помощью физических упражнений можно целенаправленно воздействовать на воспитание физических качеств человека, что, естественно, может улучшить его физическое развитие и физическую подготовленность, а это, в свою очередь, отразится на показателях здоровья. Например, при совершенствовании выносливости не только воспитывается способность длительно выполнять какую-либо умеренную работу, но и одновременно совершенствуются сердечно-сосудистая и дыхательная системы.
 
Механизмы оздоровительного воздействия физических упражнений на организм человека

К средствам физической культуры также в целях закаливания организма и повышения эффективности физических упражнений относят использование естественных факторов природы-солнца, воздуха и воды. Физическая культура применяется в форме гимнастики, различных видов спорта, туризма, подвижных и спортивных игр и др.
Регулярные занятия физической культурой и спортом во всех возрастах повышают естественную сопротивляемость организма неблагоприятным влиянием окружающей среды, инфекциям. Научные наблюдения доказывают, что те, кто систематически занимаются физическими упражнениями с соблюдением правил личной гигиены, реже болеют, лучше работают, дольше живут.
Реакция организма человека, как здорового, так и больного на физические нагрузки являются универсальной моделью взаимодействия с внешней средой. Уровень приспособления функциональных систем организма в ответ на разнообразные по продолжительности и интенсивности физические нагрузки может быть сохранен лишь при наличии поддерживающих нагрузок.
Здесь возникает проблема поиска такой системы нагрузок, которая обеспечила бы поддержание достигнутого уровня адаптации или увеличение достигнутого уровня и одновременно не вызвала бы истощения и не способствовала усугублению течения заболевания.
Приспособительные реакции человеческого организма (реакции адаптации) можно разделить на срочные и долговременные, врожденные и приобретенные. Долговременная адаптация возникает постепенно, в результате длительного или многократного действия на организм определенных раздражителей.
По сути, долговременная адаптация развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что в результате постепенного количественного накопления определенных изменений организм приобретает новое качество - из неадаптированного превращается в адаптированный.
Установлено, что морфофункциональные перестройки при долговременной адаптации обязательно сопровождаются следующими процессами:
а) изменением взаимоотношений регуляторных механизмов;
б) мобилизацией и использованием физиологических резервов организма;
в) формированием специальной функциональной системы адаптации к конкретной деятельности.
В достижении устойчивой и совершенной адаптации большую роль играют перестройка регуляторных приспособительных механизмов и мобилизация физиологических резервов, а также последовательность их включения на разных функциональных уровнях.
Вначале включаются обычные физиологические реакции и лишь затем - реакции напряжения механизмов адаптации, требующие значительных энергетических затрат с использованием резервных возможностей организма, что в результате приводит к формированию специальной функциональной системы адаптации, обеспечивающей конкретную деятельность человека.
Итогом адаптации является готовность организма к соответствующим физическим нагрузкам. Функциональная система, образующаяся в ответ на любую физическую нагрузку, включает в себя три звена: афферентное, центральное регуляторное и эффекторное.
Афферентное звено функциональной системы объединяет рецепторы, нейроны, афферентные нервные клетки в центральной нервной системе. Все эти образования воспринимают раздражения из внешней среды, реакции самого организма, обрабатывают полученную информацию, т. е. осуществляют так называемый афферентный синтез, являющийся стимулом, пусковым элементом адаптации.
Афферентный синтез происходит не только перед началом двигательной деятельности, но и при выполнении самого движения. В этом синтезе в процессе движения важнейшая роль принадлежит сенсорным коррекциям, которые осуществляются благодаря информации, поступающей от мышц и внутренних органов.
Афферентные импульсы с рецепторов - основное условие образования адаптивной функциональной системы, второе условие формирования такой системы - внешние сенсорные влияния, информирующие о положении частей тела и изменениях в окружающей обстановке.
Центральное регуляторное звено функциональной системы представлено нейрогенными и гуморальными процессами управления адаптивными реакциями. В ответ на афферентные сигналы нейрогенная часть звена включает двигательную реакцию и мобилизует вегетативные системы на основе рефлекторного принципа регуляции функций.
Афферентная импульсация от рецепторов вызывает в коре большого мозга положительные (возбудительные) и отрицательные (тормозные) процессы, которые формируют функциональную адаптивную систему. В адаптированном организме нейрогенная часть звена быстро и четко реагирует на афферентную импульсацию соответствующей мышечной активностью и мобилизацией вегетативных функций.
В неадаптированном организме такого совершенства нет, мышечное движение будет выполнено приблизительно, а вегетативное обеспечение окажется недостаточным.
При поступлении сигнала о физической нагрузке одновременно с описанными выше изменениями происходит нейрогенная активация гуморальной части центрального регуляторного звена, ответственного за управление адаптационным процессом.
Функциональное значение гуморальных реакций (усиленное высвобождение гормонов, ферментов и медиаторов) определяется тем, что они путем воздействия на метаболизм органов и тканей обеспечивают более полноценную мобилизацию функциональной системы и ее способность к длительной работе на повышенном уровне.
Конкретными результатами гуморальных влияний являются активация деятельности мышечной и вегетативных систем, мобилизация углеводов и жиров из депо и их эффективное окисление, перераспределение энергоресурсов в органах и тканях, повышение синтеза нуклеиновых кислот и белков и др.
Эффекторное звено функциональной адаптивной системы включает в себя скелетные мышцы, органы дыхания, кровообращения, кровь и др. Воздействие физических нагрузок на уровне скелетных мышц характеризуется количеством активируемых моторных единиц; уровнем и характером биохимических процессов в мышечных клетках; особенностями кровоснабжения мышц, обеспечивающими приток кислорода, питательных веществ и удаление метаболитов.
Таким образом, увеличение силы, скорости и точности движений, работоспособности при их многократном выполнении в процессе долговременной адаптации достигается двумя основными процессами: формированием в центральной нервной системе механизма управления движениями и морфофункциональными изменениями в мышцах (гипертрофия мышц, увеличение мощности систем аэробно-анаэробного энергообразования, возрастание количества миоглобина и митохондрий, уменьшение образования и накопления аммиака, перераспределение кровотока и др.).
Зная закономерности формирования функциональной системы, можно различными средствами эффективно влиять на отдельные ее звенья, ускоряя приспособление к физическим нагрузкам и повышая тренированность, т. е. управлять адаптационным процессом. В общих чертах механизм реакции человека при выполнении физической нагрузки может быть представлен следующим образом.
В результате действия сигналов, воспринимаемых рецепторами, афферентная импульсация поступает в кору большого мозга, где возникают процессы возбуждения и торможения, формирующие соответствующую функциональную систему, объединяющую определенные структуры головного мозга.
Эта управляющая система избирательно мобилизует надлежащие мышечные группы при участии структур всех моторных уровней мозга: коркового моторного уровня (моторной коры), подкоркового моторного уровня (стриопалидарной системы), стволового моторного уровня, включающего двигательные центры продолговатого и среднего мозга, и сегментарного моторного уровня, объединяющего двигательные центры спинного мозга, и, наконец, конечного звена - мотонейронов.
Одновременно с мобилизацией мышц нейрогенное звено управления воздействует на центры кровообращения, дыхания и других вегетативных функций, в результате чего активизируется дыхание и кровообращение, тормозится функция органов пищеварения, почек и др.
Однако в неадаптированном организме центральная «управляющая» система действует нерезультативно: координация движений является несовершенной, интенсивность и продолжительность работы недостаточны.
Это связано, прежде всего, с несовершенством существующих межцентральных связей и недостаточным их количеством. В этом случае отмечается неэффективная импульсация, стимулирующая мышцы, которые должны быть вовлечены в работу, и мышцы-антагонисты. Одновременно отмечается дискоординация в деятельности дыхания, кровообращения и мышц.
Систематическая тренировка приводит к расширению межцентральных связей всех моторных уровней мозга, формированию динамического стереотипа как слаженной уравновешенной системы нервных процессов, формирующейся по механизму условных рефлексов. При этом формирование стереотипа распространяется на вегетативные функции, т. е. образуется действенная система целостного регулирования выполнения соответствующей мышечной работы.
Адаптация центральной управляющей системы проявляется в автоматизации движений, при этом хорошо закрепленные двигательные навыки выполняются без контроля нервными центрами, что является проявлением экономизации.
Накопление фонда условных рефлексов в процессе тренировки способствует расширению возможностей человека к экстраполяции в процессе выполнения сложных двигательных актов, т. е. к расширению возможностей центральной нервной системы мгновенно создавать алгоритмы моторных актов, необходимых для эффективного решения неожиданных двигательных задач.
Понятие «адаптация» тесно связано с представлением о функциональных резервах, т. е. скрытых возможностях человеческого организма, которые могут быть реализованы в экстремальных условиях.
Биологические резервы адаптации могут быть подразделены на клеточные, тканевые, органные, системные и резервы целостного организма. На уровне клеток резервы адаптации связаны с варьированием числа активно функционирующих структур из общего числа имеющихся и увеличением числа структур соответственно уровню требуемого от органа функционального напряжения.
На более высоких уровнях функциональные резервы проявляются в снижении энерготрат на единицу работы, повышении интенсивности и эффективности функционирования различных органов и систем организма. На уровне целостного организма резервы проявляются в возможностях осуществления целостных реакций, обеспечивающих расширение двигательных задач разной сложности и адаптацию к экстремальным условиям окружающей.
Те изменения в организме, с которыми связано защитное, профилактическое действие физкультуры, весьма многообразны. Можно выделить 2 основных пути профилактического действия физической активности: непосредственное воздействие на сердечнососудистую систему и органы кровообращения, и их влияние на факторы риска.
Очень важно определить основные качественные и количественные характеристики нагрузок, оказывающих оздоровительное и профилактическое влияние. Поэтому для оценки этого действия используется ряд физиологических параметров, которые определяют развитие выносливости. С их помощью выясняют объем и интенсивность нагрузок. Риск развития патологии сердечнососудистой системы (ССС) и органов кровообращения оказался более тесно связан не с уровнем двигательной активности, а с выносливостью, т.е. состоянием организма, возникающим при воздействии физических упражнений. Физические тренировки улучшают функциональные возможности организма путем совершенствования адаптации к нагрузкам.
Выносливость - это способность человека достаточно долго выполнять тяжелую работу. Большой максимальный объем, и интенсивность выполняемой работы сопровождается большим потреблением кислорода. Поэтому выносливость целесообразно определять величиной максимального потребления кислорода организмом (МПК). Лица с высокой выносливостью имеют большую величину МПК.
В то же время непредельную работу люди с высокой выносливостью выполняют с меньшей реакцией ССС, с меньшим потреблением кислорода, т.е. более экономично. Для развития выносливости, как правило, необходимы нагрузки определенного объема и интенсивности.
Эффективность нагрузок определяется 4 факторами:
· типом нагрузки;
· интенсивностью;
· частотой;
· продолжительностью.
Тип нагрузки. Для развития выносливости предпочтительны динамические упражнения с участием больших мышечных групп (не менее 1/6-1/7 общего объема мышц). Динамические упражнения - это работа, проводимая при постоянном напряжении и включающая в себя ритмические сокращения сгибателей и разгибателей. Занятия состоят из так называемых циклических упражнений: бега, плавания, езды на велосипеде, ходьбы на лыжах и др. Статические нагрузки не вызывают необходимых изменений в ССС и сами по себе не ведут к развитию выносливости, но значительно увеличивают силу мышц.
Интенсивность нагрузки является основным фактором, от которого зависит повышение функциональных возможностей органов кровообращения и ССС, которыми определяется оздоровительное действие физической активности. Обобщение классических исследований показало, что только нагрузка, вызывающая учащение пульса до 130 ударов в минуту и выше и сохраняющая определенное время этот ритм, ведет к достоверному увеличению МПК
Серия специальных экспериментов показала, что интенсивность и продолжительность нагрузки - это основные факторы оздоровительного действия.
При составлении программы занятий физическими упражнениями следует учитывать данные о необходимости «пиковых нагрузок». Для лучшего развития выносливости нужны не монотонные нагрузки, а работа с периодами максимальной мощности. Работа переменной мощности с периодами возрастающей интенсивности оказывает на организм более выраженное воздействие.
При организации физкультурно-оздоровительных мероприятий целесообразно на фоне нагрузок средней интенсивности включать кратковременные нагрузки (на уровне 95-100% от максимальной ЧСС). Средняя интенсивность составляет 70- 80% от максимальной ЧСС.
Если физические нагрузки регулярны, то определяется прямая зависимость между частотой тренировок и их оздоровительным действием. Исследовалась эффективность физкультурно-оздоровительных занятий разной частоты (1-5 раз в неделю) при интенсивности 70-90% от максимальной ЧСС. Оказалось, что достоверное увеличение МПК и работоспособности начинается с 2-х разовых занятий в неделю. Значительный прирост МПК начинается с 3-х разовых занятий и дальнейшее увеличение частоты до 5 раз не дает дополнительный прирост МПК.
При увеличении частоты занятий может возрастать риск травм опорно-двигательного аппарата, поэтому нецелесообразно заниматься чаще, чем 5 раз в неделю. 2-3 разовые занятия обеспечивают необходимый оздоровительный эффект. Для поддержания уже достигнутого уровня выносливости необходимо также не менее 2 занятий в неделю. При этом возможно некоторое снижение интенсивности до нижнего предела при увеличении времени занятий.
Продолжительность нагрузок тесно связана с интенсивностью работы. При интенсивности 70% от максимальной ЧСС продолжительность нагрузки должна составлять 20 минут. Нижний предел продолжительности работы (так называемый период врабатывания) составляет 4-5 минут нагрузки. Оптимальная продолжительность оздоровительных нагрузок составляет 20-60 минут.
Несомненно, существует необходимость индивидуальных нагрузок в зависимости от возраста и уровня подготовленности, но установлено, что здоровые люди во время занятий должны производить ту мышечную работу, которая способствует развитию выносливости. Это должны быть динамические упражнения с интенсивностью в зоне тренирующего действия (50-85% от МПК или 65-90% от макс. ЧСС) продолжительностью 20-60 минут и частотой 2-5 раз в неделю. Для лиц с очень низкой подготовленностью рекомендуется начинать с менее интенсивных, но более длительных нагрузок. В основную часть занятия целесообразно включение 1-3 «пиковых» нагрузок.
Рекомендуются 5 разовые занятия с затратой энергии не менее 550 ккал за каждую тренировку, или ежедневный бег трусцой по 20 минут, или 4-5 кратные занятия продолжительностью 30 минут с интенсивностью энергозатрат 7,5 ккал/мин. Все официальные программы физкультурно-оздоровительных занятий в разных странах придерживаются этих принципов дозирования нагрузок.
Оптимальным признан уровень энергозатрат 2000 ккал в неделю.
Выводы
Таким образом, оздоровительный эффект занятий массовой физической культурой связан прежде всего с повышением аэробных возможностей организма, уровня общей выносливости и трудоспособности.
Повышение физической работоспособности сопровождается профилактическим эффектом в отношении факторов риска сердечнососудистых заболеваний: снижением веса тела и жировой массы, содержания холестерина в крови, снижением артериального давления и ЧСС.
Кроме того, регулярная физическая тренировка позволяет в значительной степени задержать возрастных инволюционных изменений физиологических функций, а также дегенеративных изменений органов и систем.
Выполнение физических упражнений положительно влияет на весь двигательный аппарат, препятствуя развития дегенеративных изменений, связанных с возрастом и гиподинамией (нарушение функций организма при снижении двигательной активности). Повышается минерализация костной ткани и содержание кальция в организме, что препятствует развитию остеопороза (дистрофия костной ткани с перестройкой её структуры и разрежением).
Увеличивается приток лимфы к суставным хрящам и межпозвонковым дискам, что является лучшим средством профилактики артроза и остехондроза (дегенерация суставных хрящей).
Все эти данные свидетельствуют о неоценимом положительном влиянии занятий физической культурой на организм человека.
Таким образом, можно говорить о необходимости физических упражнений в жизни каждого человека. При этом очень важно учитывать состояние здоровья человека и его уровень физической подготовки для рационального использования физических возможностей организма, чтобы физические нагрузки не принесли вреда здоровью.
Список использованной литературы.
1. Э.Н. Вайнер. Валеология. Учебник для вузов. – М.: Флинта, 2001.
2. В.И Ильинич. Физическая культура студента: Учебник.- М.:Гардарики, 1999.-448 c.
3. В.А.Коваленко Физическая культура: Учебное пособие. Изд-во АСВ, 2000.-432 с.