«Естественно - научные основы жизнедеятельности организма»

Введение

Естественно-научные основы физической культуры - комплекс медико-биологических наук (анатомия, физиология, биология, биохимия, гигиена и др.). Анатомия и физиология - важнейшие биологические науки о строении и функциях человеческого организма. Человек подчиняется биологическим закономерностям, присущим всем живым существам. Однако от представителей животного мира он отличается не только строением, но развитым мышлением, интеллектом, речью, особенностями социально-бытовых условий жизни и общественных взаимоотношений. Труд и влияние социальной среды в процессе развития человечества повлияли на биологические особенности организма современного человека и его окружение. В основе изучения органов и межфункциональных систем человека принцип целостности и единства организма с внешней природной и социальной средой.

Организм - слаженная единая саморегулирующаяся и саморазвивающаяся биологическая система, функциональная деятельность которой обусловлена взаимодействием психических, двигательных и вегетативных реакций на воздействия окружающей среды, которые могут быть как полезными, так и пагубными для здоровья. Отличительная особенность человека - сознательное и активное воздействие на внешние природные и социально-бытовые условия, определяющие состояние здоровья людей, их работоспособность, продолжительность жизни и рождаемость (репродуктивность).

Без знаний о строении человеческого тела, о закономерностях функционирования отдельных органов и систем организма, об особенностях протекания сложных процессов его жизнедеятельности нельзя организовать процесс формирования здорового образа жизни и физической подготовки населения, в том числе и учащейся молодежи. Достижения медико-биологических наук лежат в основе педагогических принципов и методов учебно-тренировочного процесса, теории и методики физического воспитания и спортивной тренировки.

Все названные вопросы требуют дальнейшего рассмотрения и изучения. Целью данной работы является изучение и характеристика естественно - научных основ жизнедеятельности организма, в задачи которой входит систематизация, накопление и закрепление знаний.

Естественно - научные основы жизнедеятельности организма

Глава 1.Сущность физиологии физических упражнений и спорта

Каждому человеку и Вам студентам в том числе необходимо знать не только функциональные особенности своего возраста но и то, какие изменения происходят в организме человека под влиянием систематических занятий физическими упражнениями и спортом. Эти знания позволят более эффективно и самое главное сознательно использовать средства и методы физической культуры, а также планировать величину тренировочных нагрузок в соответствии с возможностями вашего организма.

Медицинская наука при рассмотрении организма человека воспринимает его, прежде всего, как многоструктурную, многогранную микровселенную. Медицинская наука при рассмотрении организма человека и его систем исходит из принципа целостности человеческого организма, обладающего способностью к самовоспроизведению, саморазвитию и самоуправлению. Организм человека - очень мудрая саморегулируемая система.

Целостность организма обусловлена структурой и функциональной связью всех его систем, состоящих из высокоспециализированных дифференцированных клеток, объединенных в структурные комплексы, обеспечивающие морфологическую основу для наиболее общих проявлений жизнедеятельности организма. Ведь в создании каждой клеточки, нашего тела, т.е. в молекуле ДНК, закодирована программа нормальной жизнедеятельности и функционирования всего человеческого организма. Поэтому, в первую очередь, необходимо создать благоприятные условия для самовосстановления организма.

Физиологическая регуляция процессов, протекающих в организме, весьма совершенная и позволяет ему постоянно приспосабливаться к изменяющимся воздействиям внешней окружающей среды.

Все органы и системы человеческого организма находятся в постоянном взаимодействии и являются, как мы отметили выше, саморегулирующей системой, в основе которой лежат функции нервной и эндокринной систем организма.

Отличительной особенностью человека является способность сознательно, созидательно и активно изменять как внешние природные, так и социально-бытовые условия своего существования с целью укрепления здоровья, повышения умственной и физической работоспособности.

Без знания строения человеческого тела, функциональных закономерностей деятельности человеческого организма в целом и отдельных его органов и систем, процессов жизнедеятельности, протекающих в условиях воздействия на организм человека естественных факторов природы, невозможно правильно организовать процесс физического воспитания.

В основе физиологии физических упражнений и спорта, учебно - тренировочного процесса по физическому воспитанию лежат естественные науки. В первую очередь, это анатомия и физиология. Обе науки практически неотделимы друг от друга и рассматриваются всегда вместе.

АНАТОМИЯ- наука, изучающая внешнюю форму и внутреннюю структуру иначе говоря морфологию человеческого организма. Она дает представление о строении и взаимном расположении различных частей организма, отдельных органов и тканей, выполняющих какую-либо функцию в процессе развития человека при взаимодействии.

ФИЗИОЛОГИЯ- наука, изучающая закономерности функционирования как целостного организма человека, так и его отдельных систем, органов, тканей, клеток, а так же о том, как интегрируются их функции с тем, чтобы регулировать среду организма.

Поскольку физиология характеризует функции структур нецелесообразно начинать его изучение не имея представление об анатомике.

Тело человека - удивительный механизм! В нём происходит бесконечное множество отлично координированных явлений, которые обеспечивают непрерывное осуществление сложных функций, таких, как зрение, слух, дыхание, обработка получаемой информации (мышление) без нашего сознательного усилия.

В течении столетий ученые изучали, как работает организм человека, как изменяются функции органов и их физиология, особенно при физических нагрузках.

Было установлено, что функционально все органы и системы организма человека находятся в тесной взаимосвязи и что активизация работы одного органа обязательно влечет за собой деятельности других органов.

Более подробно функции органов и их строение будет рассмотрено ниже.

Глава2. Принципы строения и функции органов и систем человеческого организма

Выделение различных органов в организме в системе условно. Объясняется это тем, что они функционально взаимосвязаны между собой. Основные системы человеческого организма, которые мы с вами рассмотрим:

• костно-мышечная система (аппарат движения и опоры);

• система кровообращения, в том числе лимфатическая;

• система дыхания;

• нервная система;

• эндокринная система;

Любая двигательная, в том числе и спортивная деятельности совершается при помощи мышц за счет их сокращения. Поэтому строение и функциональные возможности мускулатуры необходимо знать всем людям, но в особенности тем, кто занимается физической культурой и спортом. На долю мышц приходится значительная часть сухой массы тела человека. У женщин на мышцы приходится от 30 до 35% общей массы тела, а у мужчин 40-50 % соответственно. Специальной силовой тренировкой можно значительно увеличить мышечную массу. Физическое бездействие наоборот, приводит к уменьшению мышечной массы и очень часто - к увеличению жировой массы.

2.1 Структура и функция мышечной ткани

Мышцы осуществляют двигательную функцию организма как в целом, так и отдельных его частей. Мышечная ткань - это группа тканей организме, обладающих сократительными свойствами. Любое движение человека от моргания глазами до марафонского бега зависит от адекватности функционирования мышц.

Любое усилие, в том числе и спортсмена, осуществляется благодаря мышечному сокращению. При сокращении мышцы укорачиваются, и через свои эластичные элементы - сухожилия осуществляют движение частей тела. Они участвуют в сокращении сердца, в прохождении пищи через кишечно-желудочный тракт, в движении любой части скелет нашего тела. Всего в организме человека около 400 мышц, но только три типа мышц, которые выполняют бесконечное множество функций мышечной системы, деятельность которых регулируется ЦНС.

Различают мышечную ткань не исчерченную (гладкую) и исчерченную (поперечно-полосатую), последняя, в свою очередь, подразделяется на сердечную и скелетную.

Гладкие мышцы входят в состав внутренних органов человека и относятся к непроизвольно сокращающимся, поскольку изменение их тонуса не контролируется нашим сознанием. Гладкие мышцы располагаются в стенках большинства кровеносных сосудов, обеспечивая их сужение и расширение и тем самым регулируя кровоток. Скорость сокращения гладкомышечной клетки (мышечное волокно) в 100 и более раз меньше, чем в скелетных мышцах. Благодаря этому они хорошо приспособлены для длительного сокращения без утомления и с незначительными энергозатратами .

Сердечная мышца находится только в сердце, составляя большую часть его структуры. Имеет некоторые общие свойства со скелетной мышцей, но не находится под нашим сознательным контролем. Сердечная мышца саморегулируется, но "настраивается" (находится под влиянием) нервной и эндокринной системами.

Всего в организме человека более 215 пар скелетных мышц. По своей структуре они достаточно сложны, т.к. состоят из множества мышечных волокон длиной 10-12 см, в отдельных случаях до 35 см, диаметр которых колеблется от 10 до 80 микрон.

Мышцы в живом организме человека, образуя рабочие группы, как правило, работают скоординировано (согласовано) в пространственно-временных и динамико-временных отношениях. Такое взаимодействие называется мышечной координацией. Чем больше количество мышц или групп принимает участие в движении, тем сложнее движение и тем больше энергозатраты, и тем большую роль играет межмышечная координация для повышения эффективности движения.

2.2 Опорно-двигательный аппарат (система)

Непосредственными исполнителями всех движений человека являются мышцы. Однако, только сами по себе они не могут осуществлять функцию движения человека. Механическая работа мышц осуществляется через костные рычаги. Поэтому, рассматривая, как человек осуществляет свои движения, мы говорим об его опорно-двигательном аппарате, который включает три относительно самостоятельные системы: костную (или скелет), связочно-суставную (подвижные соединения костей) и мышечную (скелетная мускулатура).

Кости, хрящи и их соединения в совокупности образуют скелет, выполняющий жизненно важные функции: защитную, рессорную и двигательную. Кости скелета принимают участие в обмене веществ и кроветворении.

В организме взрослого человека насчитывается более 200 костей (206-209), в основу классификации которых положены форма, структура и функции костей. По форме кости делят на длинные, короткие, плоские или округлые, по структуре на трубчатые, губчатые и воздухоносные.

Активный процесс роста костей завершается в возрасте до 15 лет для женщин и 20 лет для мужчин. Тем не менее процесс роста и регенерации костной ткани продолжается на протяжении всей жизни человека.

Для поддержания этого процесса организму требуется постоянно пополнять запасы кальция, фосфора и витамина О.

При недостатке содержания кальция в крови, организм заимствует его из костной ткани, что в конечном итоге делает кости пористыми и ломкими.

С возрастом содержание минеральных веществ, в основном, карбоната кальция становится больше, это приводит к снижению упругости и эластичности костей, обуславливая их хрупкость (ломкость).

Суставы обеспечивают подвижность сочленяющихся костей скелета. Суставные поверхности покрыты тонким слоем хряща, что обеспечивает скольжение суставных поверхностей с малым трением.

Каждый сустав полностью заключен в суставную сумку. Стенки этой сумки выделяют суставную жидкость - синовии,- которая выполняет роль смазки. Связочно-капсульный аппарат и окружающие сустав мышцы укрепляют и фиксируют его.

Основными направлениями движения, которые обеспечивают суставы является: сгибание - разгибание, отведение - приведение, вращение и круговые движения.

Скелет взрослого человека весит около 9 кг и делится на скелет головы, туловища и конечностей. Он состоит из 86 парных и 34 непарных костей. Ограничимся кратким ознакомлением с ними.

Скелет головы называется черепом, который имеет сложное строение. Кости черепа делятся на две группы: кости черепа и кости лица.

В черепе находится мозг и некоторые сенсорные системы: зрительная, слуховая, обонятельная.

Кости лица образуют остов, на котором размещаются начальные отделы дыхательной и пищеварительной систем. Все кости черепа соединены между собой неподвижно, за исключением нижней челюсти, которая соединяется с помощью подвижных суставов.

Верхняя часть черепа образована лобной, теменной, затылочной и височной костями. Внутренняя поверхность приспособлена для размещения головного мозга и органов чувств. На лице хорошо видны носовые кости, ниже которых расположена верхняя челюсть. Форму лица определяет соотношение между скуловыми костями и длиной лица. От этого соотношения оно может быть длинным, узким, коротким или широким.

При занятиях физическими упражнениями и спортом большое значение имеет наличие опорных мест черепа - контрфорсов, которые смягчают толчки и сотрясения при беге, прыжках, спортивных играх.

Непосредственно, с туловищем череп соединяется с помощью двух первых шейных позвонков.

И, наконец, в основной скелет входит грудная клетка, которая выполняет защитную функцию для внутренних органов и состоит из грудины, 12 пар ребер и их соединений. Пространство ограниченное грудной клеткой и диафрагмой, отделяющей брюшную полость от грудной называется грудной полостью.

Ребра представляют собой плоские дугообразно-изогнутые длинные кости, которые при помощи гибких хрящевидных концов прикрепляются подвижно к грудине. Все соединения ребер очень эластичны, что имеет важное значение для обеспечения дыхания. В полости грудной клетки расположены органы кровообращения и дыхания.

В процессе эволюции человека его скелет подвергался значительным изменениям. Верхние конечности стали органами труда, нижние конечности сохранили функции опоры и движения. Кости верхних и нижних конечностей иногда носят название добавочного скелета.

2.3 Сердечно-сосудистая система.

Деятельность всех систем организма человека осуществляется при взаимосвязи гуморальной (жидкостной) регуляции и нервной системы. ССС включает: сердце (насос), систему кровообращения (кровеносные сосуды, лимфатические сосуды), органы вырабатывающие особые клетки - форменные элементы и жидкостную среду (кровь). Все они выполняют многие функции, в том числе: транспортную, защитную, выделительную, обменную и гомеостатическую.

Транспортная - осуществляет непрерывную доставку кислорода и питательных веществ ко всем органам, тканям и клеткам, перемещает гормоны из эндокринных желез к целевым рецепторам;

Выделительная (выведение) - выводит из организма диоксид углерода и конечные продукты распада при обмене веществ;

Гомеостатическая - поддерживает температуру тела и давление в организме.

В зависимости от характера и состава циркулирующей в организме жидкости в организме ССС разделяют на кровеносную и лимфатическую.

Кровь играет важную роль в регуляции нормального функционирования организма. Кровь - ярко-красная жидкость, объём которой в организме зависит от размеров тела, пола, степени физической подготовленности, обусловленной тренировками.

У людей со средним размером тела и средним уровнем физической подготовленности объём крови колеблется от 5 до 6 литров у мужчин и 4 - 5 литров у женщин (примерно 7 - 8 % массы тела).

Кровь - это разновидность соединительной ткани с жидким межклеточным веществом - плазмой (55 - 60 %общего объёма крови). При интенсивных нагрузках может снизится на 10 %. Плазма является сложной смесью, 55% которой, состоит из белков (7 - 9 %), углеводов, аминокислот, жиров (3 %), солей (0,9 %), гормонов, а 40- 45 % форменные элементы состоящие из эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. 99 % объёма форменных элементов - эритроциты 1 % лейкоциты и тромбоциты. Основной элемент плазмы вода (90 - 92 %), остальные белки и минеральные вещества. Благодаря наличию белков в крови вязкость ёё выше воды, примерно в 6 раз. Состав крови относительно стабилен.

Эритроциты - красные кровеносные тельце, имеющие форму двояковогнутых дисков размером 7-8 микрон в диаметре, 1-2 микрона толщину. Продолжительность жизни их 4 месяца. Самостоятельно передвигаться не способны. Двигаются в потоке крови под действием сердечной мышцы.

Во время занятий физическими упражнениями эритроциты могут разрушаться, в связи с изменением температурного режима (повышается температура тела).Человеческий организм содержит около 30 триллионов эритроцитов. У взрослого мужчины в 1 мм3 крови содержится 5,4 млн. эритроцитов, а у новорожденных порядка 6 - 7 млн. эритроцитов.

Эритроциты в организме человека транспортируют кислород из легких по всем тканям растворяясь в плазме крови.

Лейкоциты - белые кровеносные тельца (клетки). Они далеко не так многочисленны, как эритроциты. В 1 мм³ крови взрослого человека содержится около 6-8 тысяч белых кровеносных клеток (шариков).

Основная функция лейкоцитов - защита организма от чужеродных возбудителей болезней. Особенностью лейкоцитов является способность их проникать к местам скопления микробов, проникающих из капилляров в межклеточное пространство, где они выполняют свои защитные функции. Продолжительность жизни их 2-4 дня. Одни из них погибают под действием бактерий, другие - проходят через эпителий пищеварительного тракта и удаляются из организма. Их число все время пополняется за счет вновь образующихся из клеток костного мозга, селезенки и лимфатических узлов.

Большое значение для сохранения здоровья человека имеют тромбоциты - кровяные диски, которые способствуют коагуляции (свертыванию) крови. Кровь свертывается вследствие разрушения тромбоцитов и превращения растворимого белка плазмы (фибриногена) в нерастворимый фибрин. Волокна белка вместе с кровяными клетками формируют сгустки, закупоривающие просветы кровеносных сосудов и образующие на поверхности ран корочки; это задерживает и прекращает кровотечение.

Под влиянием систематических тренировок увеличивается число эритроцитов и содержание гемоглобина в крови. Количество лейкоцитов и тромбоцитов при этом изменяются незначительно.

Исходя из выше изложенного, функции крови:

• доставлять клеткам питательные вещества и кислород; удалять из организма продукты распада при обмене веществ; переносить гормоны, выделяемые эндокринными железами;

• участвовать в регулировании содержания кислот и воды в клетках, что играет важную роль в поддержании температуры тела, охлаждая такие органы, как печень и мышцы, согревает кожу, которая теряет тепло;

• осуществлять защитные функции, за счет наличия механизма свертывания.

2.4 Сердце

Сердце - центральный орган системы кровообращения. Сердце представляет собой полый четырех камерный мышечный орган, состоящий из двух предсердий - принимающие камеры, двух желудочков, выполняющих роль насоса, расположенный в грудной полости прямо под грудиной. Сердце разделено вертикальной перегородкой на две половины - левую и правую. Сердце окружено прочным соединительным мешком - перикардом.

Толщина стенок предсердий составляет 2 - 3 мм, тогда как толщина правого желудочка 5 - 8 мм, а левого 10 - 15 мм. Объем сердца, который у человека в среднем весит около 300 гр. (0,5% от массы тела), обусловлен объемом его полостей и толщиной стенок. У мужчин этот объем составляет 700 - 800 см³. У спортсменов этот показатель значительно выше (около 1000 см³). Надо отметить, что ежедневно сердце перекачивает более 15000 литров крови.

2.5 Кровеносные сосуды. Система кровообращения.

Существующая в человеческом организме система кровеносных сосудов состоит из: артерий, артериол, капилляров, венул и вен. Протяженность системы кровеносных сосудов около 100000км. Артерии и вены отличаются друг от друга только направлением движения кровотока в них.

Артерии - это самые крупные и эластичные сосуды с хорошо развитой мышечной оболочкой, по которым кровь движется от сердца к артериалам, а от туда в капилляры, самые мелкие сосуды, число которых составляет 240000 на 1 см², общая длина их равна 10 000км. Толщина капилляров равна толщине одной клетки. Именно в капиллярах осуществляется газовый обмен между кровью и тканями.

Рассматривая систему кровообращения необходимо обратить внимание на следующее обстоятельство.

Кровь в организме человека движется по замкнутой системе, в которой выделяются две части - большой и малый круги кровообращения.

Капиллярная кровь начинает свое движение по венулам после того, как произошел газообмен между углекислым газом и кислородом. Обогащенный кислородом и питательными веществами она начинает свое движение по венам к правому предсердию сердца, по дороге собирая продукты распада при обмене веществ. В правое предсердие поступает вся дезоксигированная кровь, которая проходя через правое атриовентикулярное отверстие попадает в правый желудочек, из которого кровь через раскрытый полулунный клапан перекачивается в легочные артерии, откуда поступает в левое и правое легкое. Таким образом правая часть сердца осуществляет легочную вентиляцию организма и представляет собой малый круг кровообращения.

Получив свежую порцию кислорода кровь покидает легочные вены (их у каждого легкого две) и возвращается в левое предсердие, куда поступает вся оксигированная кровь. Из левого предсердия через раскрытый левый митральный клапан кровь поступает в левый желудочек, аорту и затем в капилляры. Таким образом, замкнулся большой круг кровообращения.

В малом круге кровообращения артериальная кровь богата углекислым газом, а венозная кислородом. В большом круге кровообращения артериальная кровь богата кислородом, а венозная - углекислым газом.

Кроме малого и большого круга кровообращения сердце, как активная сердечная мышца, обладает своей собственной системой кровеносных сосудов необходимых для транспортировки питательных веществ и выведения продуктов метаболизма.

Артериальная кровь движется по сосудам от сердца под воздействием давления, которое носит название артериальное, оно создаётся сердечной мышцей в момент её сокращения.

Кровоснабжение остальных частей организма, в основном, регулируется симпатической нервной системой, так как мышцы стенок сосудов, входящих в большой круг кровообращения насыщенны симпатическими нервами.

Стимуляция этих нервов заставляет сокращаться мышечные ткани сужая или расширяя сосуды, что обеспечивает адекватное артериальное давление крови.

Подводя итог, отмечу:

1. Кровь к сердцу возвращается по венам, чему способствует дыхание, сокращение мышц и наличие клапанов в кровеносной системе;

2. Кровь перераспределяется по телу в зависимости от потребности отдельных тканей;

3. Внесердечный контроль за распределением крови в организме осуществляет симпатическая нервная система.

2.6 Лимфатическая система

Лимфатическая система представляет собой самостоятельную группу сосудов, играющую роль добавочного русла для оттока тканевых жидкостей в систему кровообращения.

Лимфатическая система отличается от кровеносной тем, что ее сосуды служат только для возвращения жидкости к сердцу. В лимфосистеме нет замкнутого круга, нет артерий, есть только система капилляров, в ней отсутствует орган, проталкивающий лимфу по сосудам. Для лимфатических капилляров характерна большая извилистость с образованием "озер" и "лагун". В местах слияния лимфатических сосудов образуются узлы называемые - лимфатическими узлами (подколенной, локтевой областях, подмышечной областях ).

Движение лимфы в лимфатической системе осуществляется в одном направлении - от тканей к сердцу в результате сокращения стенок лимфатических сосудов и пульсацией рядом лежащих артерий, а также благодаря существующей разнице давления лимфы, постепенно нарастающей к сосудам грудной полости, подсасывающему действию грудной клетки, а также сокращению скелетных мыщц и перестальтике внутренних органов лимфа продвигается от периферии к центру, где она впадает в вены через два крупных грудных протока.

В лимфососудах имеются клапаны, препятствующие обратному току лимфы. Лимфатические узлы представляют собой нечто вроде фильтров, где лимфа очищается от продуктов распада при обмене веществ и токсичных веществ при мышечном утомлении. В лимфоузлах лимфа участвует не только в кроветворении, но и в иммунологической защите. В них задерживаются и разрушаются микробы, продукты распада, активно протекает фагоцитоз. При нарушении циркуляции лимфы, её застое, возникают отёки. Тканевая жидкость и лимфа составляют около 1/4 массы тела.

Снабжение клеток тканей питательными веществами и кислородом из крови происходит через тканевую жидкость, заполняющую межклеточные пространства. Проникая в просвет лимфатических капилляров, тканевая жидкость изменяет свой химический состав, обогащается форменными элементами и таким образом превращается в лимфу. По своему качественному составу лимфа сходна с плазмой крови, которая содержит 93-96% воды и 4-7% плотных составных частей (3,5-4,5% белок, 0,7-0,8% солей, 0,4-0,9% жира и т.д.).

Самым большим разросшимся лимфатическим узлом является селезёнка. В лимфатических узлах формируются лимфоциты.

Даже беглое ознакомление с кровеносной и лимфатической системой показывает, что они взаимозависят и дополняют друг друга. Обе системы играют важную роль в организме и даже незначительный сбой в их работе, как правило, негативно сказывается на работу организма в целом.

По функциональному принципу нервную систему делят на соматическую и вегетативную, последняя регулирует работу внутренних органов: сокращение сердца, перестальтику кишечника, секрецию желез и т.д. Соматические нервы генерируют (воздействуют) на поперечно-полосатую мышечную структуру некоторых органов таких как: язык, глотка, гортань и др.

2.7 Дыхательная система

Человек не может существовать без кислорода, который необходим для образования энергии, необходимой для осуществления различных видов жизненной активности. Дыхание - это комплекс физиологических процессов, обеспечивающих потребление кислороды и выделение диоксида углерода (углекислого газа) из живого организма.

Дыхательная и ССС образуют эффективную систему транспортирования кислорода в ткани организма и выведения из них диоксида углерода.

Система транспорта включает четыре отдельных процесса:

• легочную вентиляцию (дыхание);

• диффузию - газообмен между легкими и кровью;

• транспорт кислорода и диоксид углерода с кровью;

• капиллярный газообмен капиллярной кровью и метаболически активными тканями.

Первые два процесса представляют собой внешнее дыхание, т. е. Обмен газов между легкими и атмосферной средой. Когда кровь поступает в ткани и происходит газообмен между кровью и тканями организма называется внутренним или тканевым дыханием.

Таким образом, внешнее и внутреннее дыхание связаны между собой системой кровообращения.

Легочная вентиляция, или просто дыхание, осуществляется путём перемещения воздуха в легкие и из них. Легочная вентиляция состоит из фазы вдоха и фазы выдоха. При этом используется респираторная система содержащая: нос, рот. Воздух, как правило, поступает в легкие через нос; рот используется только в том случае, если потребность в воздухе превышает количество, которое может попасть в легкие через нос.

Дыхательный аппарат, состоит из воздухоносных путей: полость носа, носоглотка, гортань, дыхательное горло, трахеи и бронхи, бронхиолы, затем воздух достигает самых маленьких респираторных единиц - альвеол. В организме 300 - 400 млн. альвеол. Суммарная поверхность которых достигает 100м².

Полость носа в области лица дополняется наружным носовым ходом, основу которого составляют хрящи, препятствующие суживанию ноздрей при вдохе и предохраняющие верхушку носа от травм. Стенки наружного носового хода устланы мерцательным эпителием, который задерживает поступающую с воздухом пыль. Внутри носового хода происходи нагревание воздуха и его увлажнение. Поэтому дыхание через нос предпочтительно, т.к. при дыхании через рот воздух сразу поступает в глотку и из нее в гортань, не очищаясь и не согреваясь.

Вдох - процесс, в котором участвует диафрагма и внешние межрёберные мышцы. При вздохе воздух попадает в легкие, каждое из которых "подвешено" с помощью плевральных полостей, содержащих тонкий слой плевральной жидкости, которая снижает трение при дыхательных движениях. Легкие работают изолированно друг от друга. Каждое легкое имеет форму конуса. Со стороны, которого обращено к сердцу. В каждое легкое входит бронх, далее он делится на бронхиолы, образуя бронхиальное дерево. Брохиолы заканчиваются альвеолами, которые оплетены густой сетью капилляров, по которым течет кровь.

Выдох пассивный процесс, который включает расслабление дыхательных мышц.

При прохождении крови по легочным капиллярам и происходит газообмен, называемый диффузией. При газообмене:

• восполняются запасы кислорода для образования энергии путем окисления;

• выводится диоксид углерода (углекислый газ) из венозной крови.

Более полной характеристикой дыхательной системы является так называемый жизненный показатель, являющийся результатом деления ЖЕЛ на массу тела. В среднем для молодого человека жизненный показатель составляет 50-60 см³/кг.

2.8 Нервная система, ее роль в жизнедеятельности организма. Структура и функции

Мы рассмотрели, как мышцы, развивая усилия, производят натяжение кости, к которой они прикреплены, производя таким образом движения. Однако, этот процесс невозможен без участия нервной системы. Нервная система человека объединяет все системы организма в единое целое. Нервная система влияет на физиологию организма человека. Нервная система обеспечивает коммуникацию и координацию взаимодействий между всеми тканями организма и внешней окружающей средой.

Нервная система - одна из наиболее сложных систем организма человека.

Отдельные нервные клетки и их отростки называются нейронами создают сеть, по которой создаваемые ими электрические сигналы (импульсы) передаются к различным органам и тканям. Они носят название центробежные двигательные эффекторы.

Обычный нейрон состоит из тела (сомы), дендритов и аксона. Тело содержит ядро, а отходящие от тела отростки наз. дендритами и аксон. Нейроны содержат множество дендритов, чувствительных элементов, которые еще носят наз. рецепторы. Нейроны имеют один аксон, иногда носящий наз. нейромедиатор. Аксоны большинства двигательных нейронов покрыты миелиновой оболочкой - жиросодержащим веществом. Миелиновая оболочка не цельная, имеет просветы, поэтому ее проводимость не равномерна (это приводит к нарушению координации движений). Связь нейронов друг с другом осуществляется с помощью сигналов.

По топографическому принципу нервную систему делят на центральную и периферическую. К центральной нервной системе относят головной и спинной мозг. ЦНС содержит более 100 миллиардов нейронов. Головной мозг человека расположен в мозговой коробке черепа, а спинной мозг - в канале позвоночного столба.

По функциональному принципу нервную систему делят на соматическую и вегетативную, последняя регулирует работу внутренних органов: сокращение сердца, перестальтику кишечника, секреция желез и т.д. Соматические нервы и нервируют (воздействуют) на поперечно - полосатую мышечную структуру некоторых органов таких как: язык, глотка, гортань и др.

Головной мозг состоит из 4 участков: головной мозг, промежуточный мозг, мозжечок, ствол мозга. Головной мозг состоит из левого и правого полушария, соединенных друг с другом пучками волокон, которые с наружи покрыты тремя оболочками: твердой, сосудистой паутинной. Кора головного мозга (серое вещество) - центр сознания. В нем осуществляется мыслительные процессы, осознаются сенсорные стимулы.

Головной мозг состоит из пяти долей - четырех внешних и центральной. 1 - лобная доля - отвечает за общий интеллект и двигательный контроль; 2 - височная доля - слуховые сигналы и их интерпритация; 3 - теменная доля - общие сенсорные импульсы; 4 - затылочная, ответственная за зрительные импульсы.

Промежуточный мозг состоит в основном из таламуса и гипоталамуса. Таламус - это сенсорный интегративный центр. В него поступают все сенсорные сигналы, кроме запахов. Гипоталамус расположен над таламусом и обеспивает поддержание гомеостаза, регулируя внутреннюю среду тела, осуществляя - это через автономную нервную систему. Это и регулирование ЧСС, движение, дыхание, температуру тела, баланс жидкости, эмоции, чувство жажды.

Мозжечок находится позади ствола мозга. Поверхностный слой мозжечка образован серым веществом и осуществляет контроль, за движением.Мозжечок активно участвует во всех процессах по выполнению быстрых и сложных движений. Он является интергративным центром. Ствол мозга состоит из среднего мозга, варолиевого моста и продолговатого мозга. Спинной мозг часть ствола мозга расположен внутри позвоночного канала (ствола) от затылочного отверстия до уровня 1 - 2 поясничных позвонков. Иногда носит название "нервный тяж". Между каждой парой смежных позвонков через межпозвонковые отверстия выходят спиномозговые нервы. Выполняющие чувствительную и двигательную функции, обеспечивая обмен информацией между головным мозгом и периферией.

Периферическая нервная система (ПНС), образована нервами отходящими от головного и спинного мозга. Она состоит из двух отделов: сенсорного и двигательного и включает 43 пары нервов (12 черепных и 31 спинномозговых).

Сенсорный отдел ПНС передает информацию. Сенсорные (афферентные) нейроны берут начало в кровеносных и лимфатических сосудах; внутренних органах: чувств (вкуса, запаха, зрения, слуха); коже, в мышцах и в сухожилиях.

Сенсорный отдел ПНС принимает информацию от 5 видов рецепторов:

• механорецепторов (сила, давление);

• терморецепторы (перемена температуры);

• болевые рецепторы;

• фоторецепторы (зрительное восприятие);

• хеморецепторы (химический состав пищи, запах и состав крови).

Двигательный отдел переносит двигательные импульсы из ЦНС к мышцам.

Автономная нервная система, часть двигательного отдела. Обеспечивает контроль непроизвольных внутренних функций. Это ( ЧСС, артериальное давление, дыхание, кровоток ) и имеет два отдела: симпатический и парасимпатический. Обе нервные системы берут начало в различных участках спинного мозга. Их действия в основном антогоничны, однако всегда функционируют вместе.

Все отделы нервной системы связаны между собой и представляют единое целое. Работа нервной системы осуществляется через рефлексы, то есть ответной реакции организма на воздействие внешней среды. Путь, по которому идет возбуждение при рефлексе, называется рефлекторной дугой.

Рефлекторная деятельность составляет основу жизнедеятельности человека. Различают два вида рефлексов: безусловный (врожденный) и условный (приобретенный в процессе жизни).

Безусловные рефлексы обеспечивают первое приспособление организма к изменениям внешней и внутренней среды.

Условные рефлексы приобретаются в результате постоянного общения организма с внешней средой.

Деятельность нервной системы основана на двух взаимодействующих физиологических процессах: возбуждении и торможении.

2.9 Эндокринная система

В основе работы сложной саморегулирующей системы нашего организма лежат функции нервной и эндокринной систем. Человеческий организм имеет два вида желез - экзокринные железы, выделяющие особые продукты, секреты, по выводному протоку выводимые в венозную кровь, и эндокринные железы (железы внутренней секреции), вырабатывающие особые высокоактивные вещества, известные под названием гормоны, которые, поступая в кровь, лимфу, тканевую жидкость, под влиянием нервной системы оказывают воздействие на жизнедеятельность всего организма. К органам внутренней секреции относятся: гипофиз, шишковидное тело, щитовидная железа, паращитовидные железы, вилочковая железа (гимус), поджелудочная железа, надпочечники и половые железы (яичники и яички).

Вырабатываемые этими железами гормоны регулируют процесс роста и полового созревания организма, контролируют температуру и уровень эмоций; способствуют генерации энергии и восстановление поврежденных тканей.

Гипофиз - железа размером не более горошины, расположена на нижней поверхности мозга у основания черепа. Вырабатывает гормоны, стимулирующие деятельность щитовидной железы, надпочечников, регулирует рост организма, стимулирует деятельность молочных желез.

Избыточное содержание гормонов роста приводит к гигантизму, а недостаток - к остановке роста у детей. Гипофиз регулирует секрецию меланина, который "отвечает" за цвет кожи. Задняя доля гипофиза вырабатывает гормоны, регулирующие водный и жировой обмен. Шишковидное тело влияет на скорость полового созревания.

Щитовидная железа расположена на передней поверхности шеи, вырабатывает гормон, стимулирующий рост костей, усиливает обмен веществ в тканях, повышает возбудимость нервной ткани.

Паращитовидные железы (их четыре, небольшого размера). Прикрепленные к задней стенке щитовидной железы, регулируют обмен кальция и фосфора. Вилочковая железа является центром защитного механизма организма, большая часть ее клеток составляет лимфоциты, участвующие в обезвреживании попавших в организм ядовитых веществ. С возрастом уменьшается, поэтому люди пожилого возраста больше подвержены инфекционным заболеваниям.

Поджелудочная железа содержит клетки, вырабатывающие пищеварительные ферменты и гормоны инсулина и глюкагона. Инсулин помогает клеткам усваивать глюкозу, содержащуюся в крови, а глюкагон расщепляет жиры и белки, способствуя повышению содержания глюкозы в крови.

Надпочечники расположены на верхнем полюсе каждой почки, способствуют восстановлению организма после утомления, повышает работоспособность мышц, увеличивают стойкость организма к неблагоприятным воздействиям внешней среды.

Мозговое вещество надпочечников вырабатывает гормон - адреналин, который усиливает обмен веществ, увеличивает расщепление гликогена в печени и мышцах, активизирует деятельность сердца. Особенно секреция адреналина усиливается в стрессовых ситуациях, заставляя организм работать на полную мощность.

Оптимальная функция желез внутренней секреции возможна в организме с богатым содержанием минералов и особенно микроэлементов.

2.10 Органы выделения, их функции

Выделительные функции осуществляются многими системами организма:

желудочно-кишечным трактом, органами внешнего дыхания, почками, потовыми, сальными, слезными, молочными и другими железами, с помощью которых из организма удаляются продукты распада.

Одну из самых главных ролей в процессе выделения играют почки. Почки -это парный орган, расположенный по бокам позвоночного столба на уровне 12-го грудного и 2-го поясничного позвонков. Почки участвуют в регуляции водного и минерального обменов, обеспечивают кислотно-щелочное равновесие в организме и образуют биологически активные вещества, например, ренин, влияющий на уровень артериального давления.

Функционирование почек обеспечивается наличием в них разветвленной кровеносной системы. Через почки в сутки протекает до 1800 литров крови. Несмотря на то, что почки составляют 0,5% всего тела, они потребляют 8-10% кислорода, поступающего в организм.

К системе потовыделения относятся потовые железы, освобождающие организм от продуктов распада, образующихся при обмене веществ, они участвуют в поддержании осматического давления в организме, поддерживают постоянную температуру тела.

При повышении температуры окружающей среды резко увеличивается потоотделение. Даже находясь в состоянии покоя при t=60С человек за один час с потом теряет до 2,5 литров жидкости. Пот содержит 99% воды, минеральные соли (хлористый калий, натрий) и органические вещества (мочевину - продукт белкового распада, креатинин и др.). Выделение продуктов белкового распада облегчает деятельность почек. Из-за потери вместе с потом большого количества солей при игре в футбол, баскетбол нередко наблюдаются судороги икроножных мышц. Из-за потери хлористого натрия при работе в "горячих" цехах в течение смены (50-б0ч.) рабочие пьют подсоленную воду.

Заключение

Здоровье народа рассматривается как общественное достояние, как одна из важных предпосылок повышения производительности труда, как необходимый компонент физического и духовного развития личности. Следовательно, важнейшим критерием здоровья человека является способность полноценно выполнять общественные и, прежде всего, трудовые и производственные функции и обязанности. Известно, что болезнь лишает человека этой возможности. Следовательно, диапазон деятельности человека обусловлен не только социальными, но и природными (биологическими) факторами. Однако нужно подчеркнуть, что общественно полезным трудом могут заниматься и больные люди. Поэтому возможность трудиться полноценно, активно, творчески, без всяких ограничений со стороны здоровья и есть настоящий критерий здоровья.

При изучении органов и морфофункциональных систем организма человека исходят из принципа целостности и единства организма с внешней природной и социальной средой. Деятельность всех органов человеческого организма тесно связана между собой и является согласованной единой, саморегулирующейся и саморазвивающейся биологической системой, функциональная деятельность которой обуславливается взаимодействием психических, двигательных и вегетативных реакций на различные воздействия окружающей среды. Эти воздействия могут быть как полезными, так и пагубными для здоровья. Отличительная особенность человека как социального существа - возможность сознательно и активно влиять как на внешние природные, так и на социально-бытовые условия, во многом определяющие состояние здоровья людей, их работоспособность, продолжительность жизни и рождаемость.

Физическая культура выполняет две основные функции: используется как средство укрепления здоровья и всестороннего развития трудящихся, способных участвовать в общественном производстве; служит весьма действенным средством борьбы с «обездвиженностью» (гиподинамией) отдельных категорий людей. Физическая культура может быть рассмотрена как средство активного отдыха в условиях современного производства, которое не только восстанавливает физическую работоспособность, но и улучшает координацию движений, регуляцию внутренних органов. Так, например, исследования показали, что производственная гимнастика как средство активизации организма положительно влияет на уровень умственной работоспособности за счет так называемого «эффекта погашения», т.е. за счет устранения отрицательных влияний утомления на мозг, сердце и другие органы.

При любом типе умственной работоспособности положительное влияние оказывают систематически проводимые занятия физической культурой и спортом. К их числу относятся посещение групп здоровья, закаливание, учебные занятия физическим воспитанием, спортивные тренировки.

Установлено, что систематические занятия физическими упражнениями укрепляют нервную систему и совершенствуют регуляционные механизмы. При этом увеличиваются сила, подвижность и уравновешенность нервных процессов, в результате чего усиливаются возбудимость и лабильность нервных клеток. Ускоряется образование условных рефлексов и повышается их устойчивость, значительно ускоряется двигательная реакция. Огромные изменения претерпевает сердечно-сосудистая система. В крови увеличивается число эритроцитов и содержание гемоглобина. Это способствует повышению кислородной емкости крови, т.е. возрастанию возможности поглощения кислорода кровью. Все это вместе взятое повышает работоспособность всего организма.

Список литературы

1. Анатомия человека. Учебник для институтов физической культуры. Под ред. В.И. Козлова. - М. ФиС, 1978 - 432 с.

2. Анищенко В.С. Физическая культура. Методико-практические занятия студентов: Учеб. Пособие. - М.: Изд-во РУДН, 1999. - 178с.

3. Бальсевич В.А., Запрожанов В. А. Физическая активность человека. - Киев: Здоровье, 1987. - 214 с.

4. Евсеев Ю.И. Физическая культура. Ростов-н/Дону: Феникс, 2003. - 384 с.

5. Кокшаров А.А. Физическое воспитание студентов вуза с отклонениями в состоянии здоровья: учебно-методическое пособие / А.А. Кокшаров. - Баранул: ООО «Азбука», 2007. - 120 с.

6. Кокшаров А.А. Организация здорового образа жизни студентов вуза средствами физической культуры: учебное пособие / А.А. Кокшаров. - Барнаул: ООО «Азбука», 2007. - 90 с.

7. Куликов В.П. Киселев В.И. Потребность в двигательной активности / В.П. Куликов, В.И. Киселев. - Новосибирск, 1998. - 150 с