Краткая характеристика функциональных систем организма

 

Физические упражнения через мышечную систему воздействуют на все системы организма: эндокринную, сердечно-сосудистую, дыхательную, нервную, пищеварение и обмен веществ, функции выделения.

Эндокринная система, или железы внутренней секреции, играют важную роль в жизнедеятельности человека. Они выделяют в кровь биологически активные вещества, называемые гормонами. К эндокринной системе относятся: щитовидная и околощитовидные железы, гипофиз и эпифиз, надпочечники, тимус, внутрисекреторные части поджелудочной и половых желез.

Во время выполнения физических упражнений железы внутренней секреции мобилизуют функции организма, увеличивают обмен веществ, участвуют в восстановительных процессах. Например, гормоны надпочечников выделяют адреналин, который увеличивает распад гликогена в печени и способствует поступлению углеводов в кровь, повышает возбудимость тканей, усиливает деятельность сердца.

Нервная система играет важнейшую роль в осуществлении согласованной деятельности различных органов и систем. Нервная система разделяется на центральную нервную систему (ЦНС), в которую входят спинной и головной мозг, и периферическую нервную систему. В периферической нервной системе условно выделяют два отдела - соматический и вегетативный.

Соматический отдел периферийной нервной системы обеспечивает иннервацию кожного покрова тела, двигательного аппарата и органов чувств.

Вегетативный отдел иннервирует внутренние органы, кровеносные сосуды и железы, регулируя тем самым обменные процессы в организме. Через периферическую нервную систему осуществляется связь головного и спинного мозга со всеми органами тела. В ее состав входят центростремительные нейроны, которые воспринимают и передают в ЦНС раздражения от воздействий из внешней и внутренней среды организма, и центробежные нейроны, передающие управляющие сигналы из ЦНС ко всем органам.

Сердечно-сосудистая система обеспечивает перенос (транспортировку) питательных веществ (белков, жиров, углеводов и витаминов) и продуктов обмена (органических веществ), выделяемых почками с мочой. По характеру циркулирующей жидкости в сосудистой системе различают два отдела - лимфатический и кровеносный, которые структурно и функционально тесно между собой связаны.

Лимфа представляет собой прозрачную жидкость, в которой содержатся белые форменные элементы - лимфоциты, образующие в лимфоузлах и играющие важную роль в защите организма от болезнетворных микроорганизмов. По своему составу лимфа похожа на плазму крови, но в ней меньше белков. Движение лимфы значительно медленнее, чем движение крови и направлено только в сторону сердца.

В организме взрослого человека 5-6 литров крови. Она состоит из жидкой части (плазмы) и форменных элементов: белых кровяных телец (лейкоцитов), защищающих организм от микробов и инородных веществ; красных кровяных телец (эритроцитов) и кровяных пластинок (тромбоцитов), играющих важную роль в свертывании крови. В эритроцитах содержится вещество гемоглобин, придающее крови красный цвет. Он окисляется кислородом и, связывая последний, превращается в оксигемоглобин ярко-красного цвета, доставляя с кровью кислород всем тканям организма через разветвленную капиллярную сеть. В капиллярах и происходит обмен веществ между кровью и тканями.

Кровеносные сосуды — связующее звено между органами и тканями. Движение крови по сосудам происходит по большому и малому кругам. Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке сердца и заканчивается в правом предсердии. Малый круг начинается в правом желудочке, продолжается по легочной артерии и заканчивается в левом предсердии. В малом круге кровообращения кровь насыщается кислородом и отдает углекислый газ. В тканях происходит обратный процесс, т.е. кровь отдает кислород и насыщается углекислым газом. Непрерывное движение крови обеспечивается разностью давления в сосудах, которое возникает в результате деятельности сердца, работающего как насос.

Сердце расположено в левой половине грудной клетки. Оно представляет собой мышечный мешок, разделенный перегородкой на две половины — левую и правую, каждая из которых, в свою очередь, разделена на предсердие и желудочек. В деятельности сердца наблюдается три фазы: 1) сокращение (систола) предсердий; 2) систола желудочков; 3) расслабление предсердий и желудочков (диастола). Работа сердца характеризуется автоматизмом, координированностью и ритмичностью. Под автоматизмом понимается способность сердца постоянно сокращаться благодаря импульсам, возникающим в нем самом, под координированностью — порядок в сокращении его частей, под ритмичностью — способность осуществлять сокращения через равные промежутки времени.

При каждом сокращении сердца в артерии под большим давлением выбрасывается некоторое количество крови, но ее свободному передвижению препятствует сопротивление стенок периферических сосудов. В итоге в кровеносных сосудах создается давление, называемое кровяным. Оно самое высокое в крупных артериях, а в полых венах даже ниже атмосферного. Кровяное давление неодинаковое и на протяжении сердечного цикла: в момент сокращения (систолы) желудочков - оно максимальное или систолическое, а в момент паузы (диастолы) - минимальное или диастолическое. Кровяное давление измеряют в районе плечевой артерии тонометром. Максимальное давление в пределах 100-140 мм ртутного столба считается нормотоническим, ниже 100 - гипотоническим, а выше 140 -гипертоническим.

Артериальный пульс - это ритмические колебания стенки артерии, обусловленные систолой желудочков. У большинства здоровых людей пульс составляет 60-70 уд/мин. Мышечная деятельность вызывает учащенное сердцебиение до 150-200 уд/мин. Установлено, что при пульсе 170-175 уд/мин происходит максимально возможное потребление человеком кислорода.

Дыхание — одна из главных функций в осуществлении обмена газов (кислорода и углекислоты) между организмом и окружающей средой. Органы дыхания состоят из легких и воздухоносных путей. Легкие человека расположены в грудной полости. Воздухоносные пути начинаются носовой полостью, затем идет носо и ротоглотка, гортань, переходящая в трахею, которая делится на левый и правый бронхи, а они — на более мелкие бронхи, вплоть до бронхиол. На бронхиолах находятся альвеолы (тонкостенные пузырьки, охваченные кровеносными капиллярами).

Механизм легочного дыхания функционирует следующим образом. Через 3-4 секунды у человека под влиянием нервных импульсов из дыхательного центра ЦНС происходит сокращение дыхательной мускулатуры, и в результате объем грудной клетки и находящихся в ней легких увеличивается. Воздух по дыхательным путям свободно проникает внутрь легких. Так осуществляется вдох. С началом расслабления дыхательных мышц происходит выдох.

Процесс дыхания организма делится: на внешнее дыхание, перенос газов кровью и тканевое дыхание. Сущность внешнего дыхания заключается в обмене газов между воздухом, наполняющим альвеолы и венозной кровью. Перенос газов кровью обеспечивает доставку кислорода из легких в ткани, а углекислоты — из тканей в легкие. Кислород участвует в окислительных реакциях организма при обмене веществ. Образующийся углекислый газ из тканей поступает в кровь, переносится к легким и удаляется из организма в процессе дыхания. При тканевом дыхании осуществляется обмен газов между кровью и тканями, а тончайшая стенка кровеносного капилляра является «воротами», через которые происходит этот обмен.

Одной из характеристик функционального состояния организма человека является жизненная емкость легких (ЖЕЛ). Это объем воздуха, который человек в состоянии выдохнуть после максимального вдоха. Измеряется он спирометром. В норме ЖЕЛ у мужчин составляет 4000—5000 см³, у женщин — 2500—3000 см³.

Важным показателем функции дыхательной системы является легочная вентиляция. Это объем воздуха, проходящего через легкие за одну минуту. В покое объем воздуха, выдохнутого человеком за один раз, в среднем равен 500 см³, а количество дыханий в минуту — около 12—16. Следовательно, легочная вентиляция в покое равна 6—8 л в минуту. При физической нагрузке потребность в кислороде резко возрастает, поэтому увеличиваются частота и глубина дыхания, т.е. увеличивается легочная вентиляция.
У хорошо физически тренированных лиц обмен легочной вентиляции может достигнуть
100 л в минуту.

Пищеварительная система. Она обеспечивает начальный этап обмена веществ в организме. В процессе пищеварения происходит механическая и химическая обработка пищи. В результате сложные по строению питательные вещества под влиянием ферментов расщепляются на более простые и в растворимом состоянии всасываются из пищеварительного аппарата в кровь и таким образом усваиваются организмом.

К пищеварительным процессам относятся двигательные (жевание, глотание, передвижение пищевых масс), секреторные (выделение пищеварительных соков) и всасывательные (переход питательных веществ, воды и солей из кишечника в кровь и лимфу).

Пищевые вещества, вводимые в организм (белки, жиры, углеводы, соли и вода), участвуют в построении новых клеток и тканей, дают энергию для всех его функций.

Выделительная система обеспечивает функцию очищения организма от постоянно образующихся продуктов распада. К органам выделения относятся почки, потовые железы, легкие и кишечник. Органы выделения работают согласованно, постоянно перераспределяя обязанности между собой. Так, вода покидает организм через почки (1,5-2 л в сутки), через легкие (400 мл), через кишечник (200 мл), и, наконец, кожу (500 мл в сутки).

Почки — органы, через которые удаляются из организма шлаки. Моча образуется в почках из крови. Через почки протекает за сутки около 800—900 л крови, что обеспечивает возможность очищения всей массы крови от ненужных и вредных для организма веществ. Надо отметить, что моча, как и кровь, очень точный индикатор каких-либо изменений в организме. Поэтому, нельзя пренебрегать ее анализом не только после перенесения заболеваний, но и в процессе занятий физкультурно-спортивной деятельностью.

Потоотделение обеспечивает удаление из организма через потовые железы продуктов обмена веществ и воды, а также регулирует температуру тела. При длительной физической работе (бег на длинные дистанции, спортивные игры и др.) количество мочи уменьшается, так как в это время кровеносные сосуды сужаются и уменьшается кровоснабжение почек, одновременно увеличивается интенсивность потоотделения.

Сенсорные системы. Их часто называют анализаторами, которые осуществляют обратную связь через восприятие, переработку и хранение информации, поступающей как из внешней, так и внутренней среды организма. В каждом анализаторе можно выделить три отдела: периферический, промежуточный и корковый. В зависимости от характера раздражителей все анализаторы можно разделить на группы:

1. Механические: тактильный, болевой, двигательный, вестибулярный, а также барорецептивный отдел висцерального анализатора.

2. Химические: вкусовой, обонятельный, и хеморецептивный отдел висцерального анализатора.

3. Зрительный (световой).

4. Слуховой (звуковой).

5. Температурный.

В двигательной деятельности человека ведущим регулирующим звеном является проприоцептивный (двигательный) анализатор. Его функция - восприятие положения звеньев тела и их взаимных перемещений, включая их скорость и амплитуду, а также степень напряжения мышц. При выполнении физических упражнений функционируют и другие сенсорные системы: тактильный анализатор отвечает за восприятие прикосновений к коже и давления на нее; вестибулярный - за информацию о положении головы в пространстве, о направлении и величине ускорения при поступательных и вращательных движениях головы, о вибрации тела.

В результате систематической физкультурно-спортивной деятельности функции многих анализаторов совершенствуются.