26
На степень насыщения гемоглобина кислородом влияют также рН крови, содержание углекислого газа в крови и температура крови, вызывающие смещение кривой диссоциации оксигемоглобина вправо. Возникает так называемый эффект Бора. В результате этого эффекта сродство гемоглобина к кислороду снижается. Поскольку при мышечной работе наблюдаются все три феномена – повышение температуры, содержания углекислого газа и снижение рН крови, то это означает, что при одном и том же парциальном напряжении кислорода в крови процентное насыщение гемоглобина кислородом в результате проявления эффекта Бора падает во время мышечной работы по сравнению с условиями покоя. Эффект Бора при мышечной деятельности больше проявляется в усилении отдачи гемоглобином кислорода в тканевых капиллярах, чем в недонасыщении гемоглобина кислородом в альвеолярных капиллярах. Это объясняется тем, что наибольшая величина сдвига кривой диссоциации происходит в крутой части этой кривой – для зоны с парциальным напряжением кислорода в пределах 60–20 мм рт. ст. Процентное насыщение артериальной крови кислородом снижется с 97 % в покое до 95 % и редко меньше даже при максимальной работе.
Транспорт углекислого газа. Значение физически растворенного в плазме углекислого газа для общего транспорта этого газа также весьма невелико – всего около 5 % от суммарного содержания углекислого газа. Напряжение углекислого газа в артериальной крови составляет в среднем около 40 мм рт. ст. Во время мышечной работы небольшой мощности аль- веолярно–артериальная разность практически не изменяется с условиями покоя, а при работе большой мощности даже уменьшается. В результате снижения парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе почти весь углекислый газ, проникающий в плазму капиллярной крови из тканевой жидкости, сразу же диффундирует в эритроциты, где осуществляются две основные химические реакции, связывающие углекислый газ.
Первая реакция. Связывание углекислого газа с водой и образование угольной кислоты. Эта так называемая реакция гидратации углекислого газа катализируется специальным ферментом – карбоангидразой, ускоряющейреакцию гидратации в 250 раз. Угольная кислота немедленно диссоциирует на водородный и бикарбонатный ионы. В составе бикарбонатных ионов переносится более 4/5 всего содержащегося в венозной крови углекислого газа.
По мере повышения концентрации бикарбонатных ионов в эритроците они диффундируют в плазму, где соединяются с ионами натрия, образуя бикарбонат натрия. Последний действует как буферный агент, предотвращающий повышение кислотности (снижение рН) крови, особенно с поступлением в кровь молочной кислоты при мышечной работе. Чем больше в крови образуется бикарбонатных ионов, тем больше может транспортировать кровь углекислый газ без существенного изменения ее кислотности
27
(рН). В результате гидратации углекислого газа в крови появляется излишек водородных ионов. Поэтому при усиленном образовании углекислого газа кислотность крови может увеличиваться. Обычно этот излишек водородных ионов целиком или в значительной степени буферируется: в плазме – белками крови, а внутри эритроцитов – гемоглобином.
Вторая реакция. Связывание углекислого газа с белками крови и образование карбоминовых соединений. Небольшая часть углекислоты связывается прямо в плазме с ее белками. Однако в основном эта реакция осуществляется внутри эритроцитов, где углекислота соединяется главным образом с гемоглобином, образуя карбамингемоглобин. В этой форме транспортируется максимально до 10 % всего углекислого газа, содержащегося в крови. Напряжение углекислоты в смешанной венозной крови напряжением углекислоты в отдельных тканях и объемом крови в этих сосудах и составляет в среднем для условий покоя 46 мм рт. ст.
Газообмен в тканях
В тканевых капиллярах, как и в легочных, обмен кислорода и углекислого газа с клетками органов происходит благодаря разности парциальных напряжений этих газов в крови и тканевой жидкости. Каждый орган запрашивает кислород в соответствии со свойственной ему метаболической активностью, но покрывается этот запрос в большей или меньшей степени в зависимости от состояния кислородного бюджета организма в данный момент и в зависимости от морфофизиологических условий кровообращения данного органа.
При физической нагрузке увеличивается количество функционирующих капилляров в работающих мышцах и возрастает диффузионная поверхность. Одновременно в мышцах происходит увеличение потребления кислорода, что увеличивает разность напряжений кислорода в крови и мышцах. Отщепление кислорода от гемоглобина при этом облегчается благодаря поступлению в капилляры угольной и молочной кислот. Местное увеличение температуры в силу возросшей теплопродукции также усиливает диссоциацию оксигемоглобина в капиллярах работающих мышц. Благодаря этим факторам (эффекту Бора), коэффициент утилизации кислорода значительно возрастает и достигает при максимальной работе в среднем 75–80 % (при 25–30 % в условиях покоя). Следовательно, только за счет повышения коэффициента утилизации количество кислорода, потребляемого мышцами во время работы, может увеличиваться в 3 раза. Однако общее количество кислорода, доставляемое кровью в ткани, определяется не только величиной артериовенозной разности, но и объемной скоростью крови, то есть количеством крови, протекающей в 1 мин. через кровеносные сосуды. В условиях покоя МОК равен приблизительно 4 л. При артериовенозной разнице, равной 60 мл/л, этим количеством крови в ткани может быть доставлено 240 мл кислорода в 1 мин. При физической работе благодаря увеличению артериовенозной разности до 120–160 мл/л и
28
МОК до 25–30 л обеспечивается 20–25кратное повышение потребления кислорода по сравнению с условиями покоя.
Адаптация пищеварения и обмена веществ к физическим нагрузкам
Мышечная деятельность оказывает разное влияние на процессы пищеварения. С одной стороны, активация обменных процессов положительно влияет на функцию различных пищеварительных желез и на процесс всасывания. Развитие мышц брюшного пресса и их умеренная активность способствует выполнению моторной функции пищеварительного тракта. С другой – напряженная мышечная работа в значительной мере угнетает пищеварительные процессы.
Мышечная работа в зависимости от ее интенсивности угнетает слюноотделения. Наиболее выраженное торможение как условно-рефлектор- ного, так и безусловного слюноотделение наблюдается в самом начале работы. По мере дальнейшего продолжения работы фоновое слюноотделение и его рефлекторная активация в значительной мере восстанавливаются. Новое торможение наблюдается при развитии утомления или же при значительных потерях жидкости из-за усиленного потоотделения. Слюноотделение угнетается также и в предстартовом состоянии.
Мышечная работа, выполняемая непосредственно после приема пищи, оказывает разное влияние на деятельность желудка в зависимости от ее интенсивности и длительности. Легкая и не очень продолжительная работа усиливает желудочную секрецию и переваривающие способности желудочного сока. Тяжелая работа вызывает снижение кислотности и переваривающей силы желудочного сока, а также угнетение моторики желудка. Угнетение выделения желудочного сока после приема пищи, богатой углеводами и жирами, более выражено, чем после белковой диеты. Тяжелая работа полностью подавляет сложнорефлекторную фазу желудочной секреции и значительно тормозит нейрохимическую фазу. В соответствии с этим работа, выполненная непосредственно после приема пищи, тормозит сокоотделение в желудке в первые часы секреторного периода. Если мышечная работа начинается через 2–2,5 часа после приема пищи, то она может в некоторой мере усиливать секрецию желудочного сока и моторную функцию желудка.
Значительная физическая нагрузка обусловливает задержку как секреции поджелудочного сока, так и желчеотделение. Угнетение выражено тем сильнее, чем выше интенсивность нагрузки. При легкой работе секреция поджелудочного сока и его липолитическая активность могут усиливаться. Мышечная работа не угнетает синтез пищеварительных ферментов в ткани поджелудочной железы. Угнетается лишь выделение их в полость кишечника. Различные ферменты поджелудочной железы неодинаково реагируют на физическую нагрузку. Меньше всего угнетается синтез и выделение протеаз. Изучение активности ферментов в слизистой оболочке тонкого кишечника, осуществляющих пристеночное пищеварение, показа-
29
ло, что дистальная часть кишечника, так называемая резервная зона, отвечает на физическую нагрузку повышением ферментной активности на фоне постоянства или ее снижения в проксимедиальных отделах кишечника.
Одним из важных факторов, влияющих на функцию пищеварительных органов, является перераспределение крови во время мышечной работы. Если в покое кровоток через печень и органы пищеварительного тракта составляет 25–30 % от всего сердечного выброса, то во время напряженной мышечной работы он может снижаться до 3,5 %. Хотя в этих условиях сердечный выброс увеличивается в 5 раз и более, но все же общее снабжение кровью органов пищеварительного тракта уменьшается с 1,2–1,5 л/мин. в покое до 0,9 л/мин. во время мышечной работы. Физическая нагрузка, выполняемая за 30–90 мин. До приема пищи, усиливает секрецию желудочного сока и повышает его кислотность.
Адаптация к систематически повторяющимся нагрузкам (тренировка) снижает угнетающее влияние нагрузки на пищеварительные процессы.
30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Физическая подготовка в образовательных организациях является одним из важных элементов программы обучения, в связи с этим она требует тщательной проработки каждого вида занятия с учетом возрастнополовых особенностей организма человека. Физическое воспитание составляет важный педагогический процесс формирования физической культуры в соответствии с научными требованиями, а также напрямую связано с трудовой деятельностью обучающихся. Это помогает как можно быстрее адаптироваться к новым условиям и научится правильно и быстро реагировать в стрессовых ситуациях.
Важным элементом физического воспитания является адаптация. Процесс профессиональной адаптации начинается с момента поступления на обучение и продолжается на протяжении всей учебной деятельности, а в дальнейшем и в трудовой. Важным структурным элементом в тренировках являются повторность и возрастание физических нагрузок. За счет этого вырабатывается показатель физиологической сущности состояния тренированности, который увеличивается путем совершенствования механизмов регуляции, увеличением физиологических резервов и повышением устойчивости к длительным и интенсивным нагрузкам.
В условиях постоянного повышения возрастания требований к профессиональной физической подготовке сотрудников органов внутренних дел проводится огромная работа по обучению и поддержанию полученных навыков. Немаловажным фактором достижения эффективного обучения является высокий уровень работоспособности, который базируется на крепком здоровье и физическом развитии с элементами применения техники безопасности. Все это в совокупности помогает обучающимся выполнить главные задачи трудовой деятельности.