Закономерность адаптации к физическим нагрузкам

Адаптационные реакции организма на физические нагрузки никогда не ограничиваются их влиянием на одну какую-то систему, так как между отдельными системами существует четко выраженная взаимосвязь.

Не менее важным фактором служит закон о том, что для различных органов или различных функциональных показателей переход от стимуляции к торможению функциональной активности происходит при неодинаковом уровне тренировочных нагрузок.

Структуры, возникшие в ходе адаптации к тренировочным нагрузкам, могут по своему вкладу в жизнедеятельность на изученный отрезок времени существенно отличаться. Тренировочные нагрузки у лиц различных конституциональных (соматических) типов и вариантов биологического развития имеют различную «энергетико-пластическую» стойкость к перестройке. Иногда организм как бы «жертвует» своей структурой ради сохранения функции.

Например, рациональная форма адаптации длинной трубчатой кости к нагрузке проявляется расширением эпифизов, диафиза и костномозговой полости, долгим сохранением потенциального продольного роста. При этом на наружной поверхности кости остеобласты активно строят кость. Костеобразование превышает костеразрушение, а на внутренней стороне (со стороны полости кости) превышает костеразрушение. Резкого утолщения костеобразования не происходит. Увеличив свой наружный размер, кость, в соответствии с законами механики, повышает прочность при той же или сходной толщине компактного вещества. Эта форма адаптации наиболее экономична; наблюдалась она при естественно возникающей с возрастом у взрослых людей убыли костного вещества. На микроскопическом уровне она проявляется образованием остеонов большого диаметра, тонкостенных и с широким внутренним каналом.

Нерациональная форма адаптации кости характеризуется сохранением наружных поперечных размеров или же их уменьшением – за счет уменьшения поднадкостенного костеобразования или активизации костеразрушения. Стенка диафиза утолщается при отложении нового костного вещества со стороны костномозговой полости, что ведет к сужению костномозгового канала. Рост костей в длину тормозится при более раннем исчезновении зоны роста. Этот процесс требует большей затраты костного вещества для обеспечения необходимого уровня прочности. Уменьшение костномозговой полости сужает вместилище для костного мозга и, возможно, нарушает питание костного вещества. Нерациональная форма адаптации менее надежна и ведет к ее срыву. Она служит причиной костного травматизма и преждевременного старения суставов.
Слабым звеном сустава является хрящ. Убыль его клеток не компенсируется в обычных условиях образованием новых. Механическая перегрузка сустава нередко ведет к истончению суставного хряща. При этом последний утрачивает свои буферные свойства, амортизирующие функции, а лежащий под ним участок кости подвергается постоянной перегрузке и травмируется. Дальнейшее изменение сустава может идти с возникновением по краям суставной поверхности костных выростов – остеофитов, что завершается деформирующим артрозом. Иногда над хрящевой пластинкой могут образоваться кистовидные разрежения. Образование остеофитов можно считать рациональным, так как костные разрастания по краям имеют компенсаторное значение, и только увеличившись, они создают неприятные болевые ощущения. Стирания костей с возрастом у спортсменов различных специализаций дает ясное представление о «спортивных деструкциях».

Приведем исследования костей у спортсменов с динамическими, статическими и статодинамическими (ударными) нагрузками, полученными А.П. Козловым на весьма репрезентативном материале с применением методов рентгенографии и рентгенофотометрического анализа.

При сравнении среднего показателя плотности костей запястья, выстроенных в порядке возрастания, автор получил следующий ряд (табл. 6.1):

Ясно, что различные по характеру и длительности нагрузки вызывают и различную плотность костей. Нагрузки статодинамического характера (хоккеисты, фехтовальщики, борцы, лыжники) приводят к большим изменениям в плотности костей, чем нагрузки статического или динамического характера.

Анализировать изменения в костной ткани у спортсменов без учета характера рабочих нагрузок, пола, спортивного стажа, региона проживания недопустимо.

VII. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ

Необходимым условием жизни является двигательная активность независимо от уровня организации живой материи. Движение является одним из главных условий существования животного мира и прогресса в его эволюции. Основным двигателем организма является скелетная мускулатура. От активности скелетной мускулатуры зависит резервирование энергетических ресурсов, экономичное их расходование в условиях покоя, а также и постоянное обновление, и совершенствование морфологических структур, обеспечивающих движение. Следовательно, активная двигательная деятельность сдерживает возрастные инволюционные процессы, способствует удлинению активной творческой жизни. Изучают двигательную деятельность человека с различных позиций, ставя во главу изучения то одну то другую жизнеобеспечивающую систему. Изучаются психическая, физиологическая, морфологическая адаптации человека к работе различной направленности. В самостоятельные дисциплины выделились: физиология спортивной деятельности (физиология спорта), спортивная морфология, спортивная биомеханика, биохимия и т.д. Эти направления в науке существенно отличаются от общей эргономики тем, что изучаются реакции и адаптации организма к регламентированным нагрузкам с определенным ритмом.

С точки зрения биологии характерной особенностью мышц является их способность избирательно преобразовывать химическую энергию в механическую. Последняя проявляется в виде движений внутри организма (перистола, перистальтика, сокращение полых органов и т.д.) или в выполнении работы, связанной с перемещением тела в силовом поле при взаимодействии организма и внешней среды. В первом случае используется энергия гладких мышц, во втором – поперечно-полосатых.