Функции двигательной активности

1. Моторная функция. Применительно к человеку стало хресто­матийным представление о моторной функции как о сумме движений, выполняемых им в повседневной жизни. С ее помо­щью человек взаимодействует с окружающей средой. Двига­тельные реакции необходимы человеку для общения, через них осуществляется контакт с природой, они служат внешним проявлением трудового процесса. Классик отечественной фи­зиологии И-М. Сеченов еще в XIX в. установил, что у человека при его адаптации к окружающей среде все бесконечное раз­нообразие мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению — мышечному движению.

Для реализации этого явления организм имеет мощную мы­шечную систему, входящую в состав опорно-двигательного ап­парата, которая использует различные формы деятельности динамическую, статическую и тоническую. В процесс объедине­ния и регуляции всех форм моторной активности вовлечены все уровни центральной нервной системы и гормонального аппара­та: кора больших полушарий головного мозга, базальные ган­глии, лимбическая система, мозжечок, ствол мозга и спинной мозг.

Вовлечение всех уровней центральной нервной системы в регуляцию двигательной адаптации — показатель многогран­ной значимости ДА для жизнедеятельности организма, так как именно ДА запускает и определяет множество ключевых про­цессов и тем самым обеспечивает выполнение своих функций и прогресс организма в целом.

2. Побудительная функция. Доказано, что двигательная ак­тивность является генетически обусловленной биологической потребностью. Удовлетворение потребности в движении так же жизненно важно, как и любой другой, например, в пище, воде и т.п. Потребность в ДА - врожденная, т.е. генетически закодиро­вана. Более того, закодирован объем движений в единицу време­ни (сутки). Так, в исследованиях было выявлено, что у новорож­денных крысят, ограниченных в движениях на сутки с помощью пеленания, на следующий день суточный объем ДА в 2 раза пре­вышал тот, который был зарегистрирован до их фиксации. Этот феномен трактуется как компенсация «мышечного голода», вы­званного вынужденной временной неподвижностью животных. Наблюдения за детьми дали сходные результаты.

Как известно, назначение любой потребности - побуждать организм к ее удовлетворению. Следовательно, потребность в моторной активности, выполняя побудительную функцию,.обеспечивает взаимодействие организма с окружающей сре­дой и способствует совершенствованию форм адаптации (при­способления).

3. Творческая (развивающая) функция. Согласно теории, развиваемой И.А. Аршавским, ДА является ведущим факто ром онтогенеза, т.е. индивидуального развития человека с мо­мента зарождения до конца жизни. Функциональная актив­ность оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) обедняет ее плас­тические ресурсы. Для их пополнения из окружающей среды требуется двигательная активность. Движение стимулирует процессы ассимиляции, благодаря чему достигается и возме­щение, и накопление запасов белков и энергии, т.е. избыточ­ный анаболизм (греч. апаЬо1е - подъем). Избыток ресурсов по­буждает клетку делиться на две, каждая из которых проходит тот же цикл в стадии эмбриогенеза.

Показано, что при ДА рабочий цикл обмена веществ трата -восстановление может происходить не только с возвратом к исходному уровню, но и с превышением его. Это есть супер­компенсация энергетических трат, т.е. избыточный анаболизм, который служит основой прогрессивного развития. Его сте­пень задается характером работы. В свою очередь степень вос­становления определяет последующую интенсивность энерге­тики, в частности клеточного дыхания.

• На всех последующих стадиях развития сохраняется роль мускулатуры и ДА как ведущего фактора онтогенеза. Согласно энергетическому правилу скелетных мышц, особенности энер­гетических процессов в различные возрастные периоды, а также изменения дыхательной и сердечно-сосудистой систем зависят от уровня развития скелетной мускулатуры. Таким об­разом, ДА творит многоклеточный организм в стадии эмбрио­генеза и обусловливает его прогресс и жизнеспособность на всех последующих этапах онтогенеза.

Известно, что для живых систем первостепенное значение имеют скоростные, кинетические характеристики элементар­ных химических реакций. Наиболее полноценные проявления жизнеспособности организма определяются высоким уровнем содержания янтарной кислоты и активности фермента сукци-натдегидрогеназы, ее окисляющего. Это связано с тем, что ян­тарная кислота как энергетическая прима субстратов может обеспечить наиболее высокий темп энергетики, и поэтому в онтогенезе «янтарная энергетика» выступает в качестве двига­теля физиологического прогресса.

Мышечная активность увеличивает энергоресурсы посред­ством биохимического механизма, о котором говорилось выше. Можно сказать, что ДА является «тягловойсилой» энер­гетики организма.

Сокращение мышц вызывает значительный расход богатых энергией соединений (аденозин трифосфата - АТФ и др.) и энергетических субстратов (углеводы, липиды). Этот расход перекрывается избыточным анаболизмом. Следовательно, по­ложительный эффект творческой функции ДА в развитии и жизнедеятельности организма может проявиться только при систематической умеренной (оптимальной) физической нагрузке.

4. Тренирующая функция. Систематическая умеренная фи­зическая нагрузка является эффективным универсальным тре­нирующим фактором, вызывающим благоприятные функцио­нальные, биохимические и структурные изменения в организме. Глобальное тренирующее влияние физической нагрузки обу­словлено тем, что организм реагирует на нее по принципу системности, вовлекая в процесс механизмы адаптации: нейрогуморальную регуляцию, исполнительные органы и вегета­тивное обеспечение.

Согласно теории индивидуальной адаптации, сформулиро­ванной Ф.З. Меерсоном, в процессе тренировки прослежива­ются два этапа: срочная, но несовершенная адаптация и совер­шенная долговременная адаптация.

Срочная адаптация - это генерализованная мобилизация функциональной системы, ответственной за конкретную дея­тельность (адаптацию) до предельно достижимого уровня.

Долговременная адаптация формируется постепенно, в результате длительного или множественного действия на ор­ганизм физических упражнений. Стадия начинается с переход­ного этапа, который обусловлен активизацией синтеза нукле­иновых кислот и белков гормональными и другими фактора­ми.Это приводит к избирательному росту определенных структур функциональной системы, ответственной за конкрет­ную адаптацию. Процесс охватывает все звенья функциональ­ной системы (нейрогуморальное, двигательное и вегетатив­ное), что приводит к формированию разветвленного структур­ного следа повышающего мощность системы в целом.

Таким образом, результатом систематической физической тренировки является увеличение массы и физической мощнос­ти в сочетании с увеличением митохондрий (энергетических ультраструктур клетки) и энергетического потенциала скелет­ных мышц. Такие же позитивные морфофункциональные сдвиги происходят в механизмах нервной и гуморальной регу­ляции, а также в системах кровообращения, дыхания, выделе­ния. Все это повышает адаптационные возможности организма в целом и укрепляет здоровье.

Глубинные системные и местные преобразования в орга­низме при физической тренировке связаны с решающей ролью функций генетического аппарата клеток, ответственных за реализацию движения.

Конечный результат этих преобразований - повышение жизнеспособности организма, укрепление здоровья.,

5. Защитная функция. Положительный эффект физической тренировки имеет два аспекта: специфический, проявляющий­ся в выносливости организма к физическим нагрузкам, и не­специфический, выражающийся в повышенной устойчивости к действию других факторов окружающей среды и заболева­ниям. Этим определяется защитная (профилактическая) функ­ция систематической ДА.

Установлено, что профилактический неспецифический эффект физической нагрузки выражается в повышении устойчивости к боли и отрицательным эмоциям, в улучшении способности к обу­чению и, что особенно важно для современного человека, в по­вышении устойчивости организма к факторам, вызывающим по­вреждения сердца и системы кровообращения, появлению кото­рых во многом способствуют стрессы;

Защитное действие физической тренированности при сер­дечно-сосудистых заболеваниях характеризуется двумя основ­ными особенностями:

1. предварительная физическая тренировка может способство­вать более легкому течению возникшей болезни (например, инфаркта миокарда или острой транзиторной ишемии) и более быстрому выздоровлению;

2. тренированность является фактором, предупреждающим самовозникновение заболевания.

Эти особенности адаптации объясняют меньшую вероят­ность развития факторов риска у тренированных людей, что в свою очередь определяется наличием соответствующих ком­понентов структурного следа адаптации. Кроме того, физические упражнения в умеренных дозах содействуют восстановлению механизмов саморегуляции всех жизненных процессов орга­низма при выздоровлении, таким образом исправляя дефекты, вызванные с той или иной болезнью.

Физические упражнения, переводя энергообмен на более мобильный «янтарный» уровень, обеспечивают высокую стресс оустоЙчивость организма к различным неблагоприят­ным факторам биологической, и особенно социальной, среды. Заметим, что в процессе ранней эволюции человека интенсив­ная ДА выступала в качестве единственного врожденного фак­тора предупреждения стресса.

6. Стимулирующая функция. Наши мышцы - настоящий генератор биотоков, которые являются самыми главными раз­дражителями мозга. Эти раздражители поступают не из внеш­ней среды, как, например, свет или звук, а из внутренней - из самого организма в виде биотоков, которые рождаются в ра­ботающих мышцах и устремляются в головной мозг по так называемому механизму обратной связи. Их называют проприоцентивной афферентацией (мышечной чувст­вительностью). Практически при сокращении и расслаблении мышц возбуждаются специальные мышечные рецепторы (проприоцепторы), которые посылают нервные импульсы (по­тенциал действия) в головной мозг. Чем интенсивнее поток нервных импульсов (биотоков), тем интенсивнее стимулиру­ется головной мозг, особенно кора больших полушарий, т.е. повышается тонус коры. Известно, что чем выше тонус коры, тем выше уровень бодрствования.Таким образом, ДА «заря­жает» мозг. Недаром физические упражнения в умеренных дозах называют зарядкой: они предназначены не для трениро­вок, а для стимуляции.

В свое время И.П. Павлов в своих лекциях студентам гово­рил об опытах, проведенных американскими учеными на людях-добровольцах. Оказалось, что при длительном лишении сна люди могли не засыпать, пока у них были силы двигаться. Но стоило им присесть, даже просто остановиться, как они за­сыпали. Об этом же свидетельствуют наблюдения за космо­навтами на орбите. На заре освоения космоса космические ко­рабли были несовершенными, поэтому космонавты находи­лись круглосуточно в положении сидя или полулежа в кресле. Однако в течение длительного времени они проводили зри­тельную и умственную работу. Космонавты рассказывали: во время работы они часто обнаруживали, что изображения на экране вдруг начинали расплываться, а потом исчезали, но сто­ило им потянуться и подвигаться (насколько это было возмож­но), изображения вновь появлялись, как на проявленной фото­пластинке. Причиной этого явления было утомление, сочетав­шееся с полным расслаблением мышц, которые не могли дать необходимой биоэлектрической подпитки работающему мозгу. На последующих этапах развития космонавтики в режим жизнедеятельности были включены обязательные фи­зические упражнения. Это позволяло решить не только про­блему повышения работоспособности и нормализации сна кос­монавтов, но и проблему удержания кальция в организме, ко­торый утрачивался при длительной гиподинамии.

Двигательная активность в оптимальных дозах стимулирует синтез мозгом «гормонов счастья» - эндорфинов, которые вы­зывают положительные эмоции, тем самым способствуя гар­монизации жизнедеятельности организма.

8. Терморегуляционная функция. Для сохранения постоянства параметров внутренней среды организма, в частности поддержа­ния постоянной температуры, необходим непрерывный приток энергии в виде теплоты. В механизме внутренней теплопродукции организма мышечный компонент составляет значительную долю.

Показано, что все превращения энергии в работающей мышце подчиняются первому закону термодинамики, согласно которо­му всякий раз, когда расходуется некоторое количество энергии, должно вырабатываться точно такое же количество энергии.

Когда мышца совершает работу, она выделяет теплоту и теряет пропорциональное количество внутренней энергии. Этот процесс можно выразить уравнением

Здесь А — теплота активизации; — теплота сокращения; совершенная мышечная работа; — теплота расслабления.

На ранней стадии сокращения, когда еще отсутствуют при­знаки развития напряжения или укорочения мышцы, быстро выделяется теплота активизации А'. Когда мышца начинает со­кращаться и производить работу, происходит дальнейшее вы­деление теплоты — теплоты сокращения Ос. Наконец, теплота расслабления ()р будет выделяться в процессе расслабления, главным образом вследствие отсутствия работы. Поддержани­ем температурного гомеостаза организма мы обязаны мы­шечной теплопродукции, которая получила название сократи­тельного термогенеза:

7. Биоритмологическая функция. Работа организма произ­водится в определенных ритмах, которые называют биологи­ческими, или биоритмами. Все биоритмы объединены в систе­му по принципу иерархичности (соподчиненности). В этой ие­рархии ведущими являются биоритмы центральной нервной системы (ритмы биотоков головного мозга); остальные био­ритмы ведомые. Установлено, что ритмическая двигательная активность (бег, ходьба и др.) обладает способностью пере­страивать ритмы биотоков мозга. Об этом свидетельствуют электроэнцефалограммы (запись биотоков мозга) отделов коры больших полушарий, ответственных за регуляцию дви­жений: при ритмической ДА (бег) появляются так называемые меченые ритмы. При многократном повторении ритмических упражнений (систематических тренировках) меченые ритмы появляются по механизму «рефлекса на время»: они регистри­руются на электроэнцефалограмме спортсмена в часы его тре­нировок, даже если последние в это время не происходят, т.е. в отсутствие соответствующей ДА. Меченые ритмы появляют­ся в соответствующей обстановке и при мысленном «проигры­вании» этих упражнений. Перед выступлением на соревнова­ниях спортсмену полезно мысленно воспроизвести нужные физические упражнения: это запускает меченые ритмы, т.е. конкретную нервную программу действий, таким образом со­здавая условия готовности работы мозга в нужном направле­нии. Меченые ритмы могут быть выработаныкак в микро-, так и в макроинтервалах времени.

Существуют закономерные связи между проявлением мече­ных ритмов и уровнем работоспособности и тренированности. При переутомлении и развитии невроза (в состоянии перетре­нированности) их выраженность резко уменьшается, но чем выше уровень тренированности, тем выше устойчивость мече­ных ритмов и тем более они выражены.

8. Корректирующая функция. Физические упражнения -весьма эффективное доступное для всех средство совершенст­вования тела. Систематическими физическими упражнения­ми достигается не только физическое совершенство в узком смысле слова, но и устойчивая согласованность работы всех внутренних органов, а также совершенствование функций нервной системы и психических процессов.

В качестве подтверждения этого положения рассмотрим такое свойство нервной системы, как подвижность возбужде­ния и торможения. Согласно учению И.П. Павлова, это свой­ство обусловливает в значительной степени весь комплекс нервных и психических свойств человека: темперамент, харак тер, умение направлять и переключать внимание,живость эмо­ционального реагирования, сообразительность, успеваемость в учебе, ловкость и быстроту физического реагирования на вне­запно изменившуюся ситуацию, скорость адаптации организ­ма к изменившимся условиям среды, легкость в общении с людьми, скорость и прочность формирования новых навыков, укрепление памяти.

У людей со сниженной подвижностью нервных процессов имеют место скованность, угловатость, замедленность воспри­ятия, трудности общения, застенчивость, угрюмость, они вяло на все реагируют и, сознавая это, нередко страдают, а глав­ное — недооценивают свои возможности, а значит, снижают их. Нерешительность — их типичная черта.

Развитию подвижности нервных процессов до необходимого уровня могут помочь мышцы, в частности их тренировка в на­пряжении и расслаблении (релаксации). Установлено, что систе­матическое чередование расслабления и напряжения тренирует подвижность нервных процессов. Такая тренировка имеет про­филактическое и лечебное значение, особенно для людей инерт­ных, с заторможенной инициативой, нерешительных, тревожно-мнительных, склонных к длительным переживаниям. Кроме того, подвижность нервных процессов хорошо развивают такие спортивные упражнения, как спринтерский бег, бег на коньках, в том числе роликовых, разнообразные прыжки, упражнения со скакалкой и особенно спортивные игры.

Таким образом, физическая тренировка оказывает много­стороннее влияние на организм. Она приводит не только к фи­зическому совершенству, но и отражается на развитии нерв­ных и психических процессов, иначе говоря, способствует гар­моническому развитию личности и формированию егоздоровья.

9. Речеобразующая функция. Активное состояние мышц не только стимулирует умственную работоспособность, но и спо­собствует развитию речи. Ученые показали, что существует тесная связь речевой функции с ДА в период раннего детства;

в первую очередь это касается тонко координированных дви­жений пальцев рук. Активизирующее влияние ДА пальцевна речевую функцию в раннем онтогенезе обеспечивается тем, что в коре больших полушарий центры регуляции движения кисти и речи функционально и морфологически тесно связаны (они находятся рядом). Эту врожденную предпосылку необхо­димо использовать, например, занимать детей играми, в кото­рых необходима манипуляция с маленькими предметами: лепка фигурок и предметов из пластилина, игры с конструкто­ром и т.д.

Таким образом, ДА кроме своей основной - моторной -функции, обеспечивающей взаимодействие организма с окру­жающей средой и его адаптацию, запускает и определяет множество ключевых процессов, оптимизирующих жизнедея­тельность организма.

Целенаправленное использование двигательной активности в виде физической культуры должно лечь в основу организа­ции здорового образа жизни студента.