Кпд различных движителей и скелетных мышц человека в разных условиях деятельности. Мышечные ткани

Существуют два вида работы – физическая и умственная; и спор о том, какая из них легче, совершенно неуместен. Утомление при умственной работе может быть нисколько не меньше, а иногда и больше, чем при физической. И, несомненно, оба этих вида деятельности важны и полезны.

Что влияет на уровень работоспособности человека

Работа - это осуществление клеткой, органом, системой органов или организмом свойственных им функций. Человек разумный выполняет, как правило, общественно полезную работу. Научно-технический прогресс изменил характер работы человека. На смену тяжелому физическому труду пришел труд умственный. И физическая, и умственная работа направлены на выполнение определенных задач, в выполнении каждого вида деятельности задействованы различные процессы. «Большинство современных рабочих выполняют задачи, требующие распознавания образов, быстрого получения и переработки информации, а также способности разрабатывать планы и принимать решения», - пишет известный физиолог труда Г. Ульмер (1997). И это накладывает серьезный отпечаток на здоровье человека.

Работоспособность - это способность человека выполнять максимально возможное количество работы на протяжении определенного (заданного) времени и с определенной эффективностью. Работоспособность, подобно работе, подразделяется на умственную и физическую. Исходя из приведенного выше определения, умственная работоспособность человека - это способность выполнять определенное количество работы, требующей значительной активации нервно-психической сферы. Физическая работоспособность человека - это способность выполнять максимально возможное количество физической работы за счет активации опорно-двигательного аппарата. Естественно, физическая работоспособность зависит и от состояния нервной системы, иннервирующей опорно-двигательный аппарат.

Что же влияет на работоспособность и как повысить эффективность выполняемой работы? Основной фактор, что влияет на работоспособность человека, это, в первую очередь, состояние его здоровья. Также умственная и физическая работоспособность человека зависит от уровня тренированности, опыта, физического и психического состояния. Немаловажным показателем уровня трудоспособности человека является его склонность к данной работе (т. е. талант), мотивация к труду и связанные с работой эмоции, состояние окружающей среды, организация труда. В работоспособности человека вжную роль играет оптимальная организация рабочего места, которая позволяет поддержать необходимое положение тела и его сегментов для выполнения работы.

Ниже вы узнаете, какие бывают виды работы, и какие механизмы задействованы при их выполнении.

Виды работы: физическая и умственная работоспособность человека

Умственная работа связана с мышлением и с членораздельной речью, так как человек имеет дело не с конкретными предметами, явлениями или живыми организмами, а с определяющими их символами или понятиями. Умственная работа включает прием и переработку информации, ее сравнение с информацией, хранящейся в памяти, преобразование информации, определение проблем и путей их решения, формирование цели.

Умственная работоспособность связана с мыслительным и эмоциональным компонентами. Мыслительный компонент связан с интеллектуальными способностями человека, он требует обдумывания и концентрации внимания. Эмоциональный компонент включает самооценку человека как субъекта умственного труда, оценку значимости цели и средств. Эмоциональный компонент вызывает возникновение многочисленных положительных и отрицательных эмоций, что проявляется четкими реакциями вегетативной нервной системы и изменениями настроения человека. Эмоциональные нагрузки и психическая перегрузка стимулируют симпатическую часть вегетативной нервной системы, что проявляется увеличением частоты пульса и дыхания, минутного объема сердца и дыхания, усиленным потоотделением («реакция борьбы и бегства»).

Физическая работа связана с деятельностью опорно-двигательного аппарата, основную роль в этом выполняют скелетные мышцы. Если благодаря сокращению мышцы меняется положение части тела, то преодолевается сила сопротивления, т. е. выполняется преодолевающая работа. Работа, при которой сила мышцы уступает действию силы тяжести и удерживаемого груза, называется уступающей. В этом случае мышца функционирует, однако она не укорачивается, а, наоборот, удлиняется, например, когда невозможно поднять или удержать на весу тело, имеющее очень большую массу. Несмотря на усилие мышц, приходится опустить это тело на какую-нибудь поверхность. Удерживающая работа выполняется, если благодаря сокращению мышц тело или груз удерживается в определенном положении без перемещения его в пространстве, например, человек держит груз, не двигаясь. При этом мышцы сокращаются изометрически, т. е. без изменения их длины. Сила сокращения мышц уравновешивает массу тела и груза. Когда мышцы, сокращаясь, перемещают тело или его части в пространстве, они выполняют преодолевающую или уступающую работу, которая является динамической. Статической является удерживающая работа, при которой не происходит движений всего тела или его части. При статической работе мышцы сокращаются изометрически, при этом расстояние не преодолевается, но работа осуществляется.

Энергетические затраты организма и физиологическая потребность человека в энергии

Выполнение работы требует затрат энергии. Общая потребность человека в энергии - это сумма основного и рабочего обмена. Энергетические затраты организма человека при основном обмене - это количество энергии, затрачиваемое организмом в условиях полного покоя для поддержания жизни. У мужчин энергетические затраты организма в среднем составляют 1 ккал на 1 кг массы тела в 1 ч (4,2 кДж). У женщин - 0,9 ккал (3,8 кДж). Рабочий обмен - это количество энергии, затраченной для выполнения какой-либо внешней работы. Общая суточная физиологическая потребность человека в энергии при умственном труде равна 2500-3200 ккал (10 475-13 410 кДж). При механизированном труде или легкой немеханизированной работе - 3200-3500 ккал (13 410-14 665 кДж). При частично механизированном труде или немеханизированном труде умеренной тяжести - 3500-4500 ккал (14 665-18 855 кДж), при тяжелом немеханизированном физическом труде - 4500-5000 ккал (18 855-20 950 кДж).

Анатомический и физиологический поперечники характеризуют величину или функцию той или иной мышцы. Анатомический поперечник - это площадь перпендикулярного длинной оси поперечного сечения мышцы в определенном ее участке. Физиологический поперечник - это сумма площадей поперечных сечений всех мышечных волокон, образующих мышцу. Первый показатель характеризует величину мышцы, второй - ее силу. Абсолютная сила мышцы вычисляется путем деления массы максимального груза (кг), который может поднять мышца, на площадь ее физиологического поперечника (см2). Этот показатель у человека для разных мышц составляет от 6,24 до 16,8 кг/см2. Так, например, абсолютная сила икроножной мышцы - 5,9 кг/см2, трехглавой мышцы плеча - 16,8 кг/см2, двуглавой мышцы плеча- 11,4 кг/см2. Напряжение, развиваемое при сокращении одним мышечным волокном, колеблется в пределах 0,1-0,2 г.

Размах сокращения (амплитуда) зависит от длины мышечных волокон. В веретенообразных и лентовидных мышцах волокна длиннее, а анатомический и физиологический поперечники совпадают, поэтому сила этих мышц не очень большая, а амплитуда сокращения велика. В перистых мышцах физиологический поперечник значительно больше анатомического и, соответственно, их сила больше. В связи с тем, что мышечные волокна этих мышц короткие, амплитуда их сокращения невелика.

Показатель эффективности работы: коэффициент полезной деятельности человека (КПД) человека на работе

Одним из показателей эффективности работы человека является коэффициент полезного действия, который говорит о том, какая часть затраченной энергии превращается в энергию, осуществляющую полезную внешнюю работу:

Коэффициент полезного действия (КПД) человека равен энергии, затрачиваемой на внешнюю работу, поделенный на вырабатываемую энергию и умноженный на100 %.

У человека коэффициент полезной деятельности человека изолированной мышцы может достигнуть 35%. Коэффициент полезного действия организма в целом и КПД человека на работе при различных видах мышечной деятельности низок. Он варьирует в пределах от 3 до 25%. При частом повторении одной и той же работы развивается рабочий динамический стереотип - система рефлекторных реакций, которые формируются при постоянном повторении одних и тех же раздражителей. Рефлекторные реакции приобретают характер автоматических, поэтому работа становится более энергетически экономичной и менее утомительной, не требует постоянного внимания и сосредоточения.

Причины и факторы временного снижения умственной и физической работоспособности организма

Вызывает реакцию всех органов и систем. При сильных нагрузках происходит снижение работоспособности, так как человек утомляется. В активно сокращающейся мышце увеличивается кровоток более чем в 20 раз, активизируется обмен веществ. При умеренной физической нагрузке в мышце преобладает аэробный обмен веществ, во время тяжелой работы часть энергии освобождается анаэробно, т. е. без использования кислорода. В результате этого в мышцах образуется и накапливается молочная кислота. Это является одним из факторов снижения работоспособности: при накоплении значительных количеств молочной кислоты в мышечных волокнах развивается мышечное утомление. При физической работе возрастают частота сердечных сокращений, ударный объем сердца, артериальное давление, потребление организмом кислорода. При легкой и умеренной физической работе с постоянной нагрузкой в течение 5-10 мин частота сердечных сокращений увеличивается, после чего достигает постоянного уровня, или стационарного состояния, которое не приводит к утомлению человека в течение нескольких часов. Через 3-5 мин после завершения такой работы частота сердечных сокращений нормализуется. При тяжелой работе стационарное состояние не наступает, происходит снижение физической работоспособности, развивается утомление, частота сердечных сокращений увеличивается, а после прекращения тяжелой работы период восстановления нормальной частоты сердечных сокращений длится несколько часов.

У каждого человека есть свой индивидуальный предел утомления при физической и умственной работе, разница для каждого индивидуума порой весьма существенна. После этого предела наступает снижение работоспособности организма в целом, человек уже не может выполнять свою работу эффективно. Предел утомительной работы разделяется на два уровня работоспособности. Работа, которую человек может выполнять в течение 8 ч без развития признаков мышечного утомления, считается легкой, она ниже предела. Выше него находится область максимальной работоспособности, выполнение такой работы существенно ограничено во времени. Снижение умственной и физической работоспособности происходит по мере увеличения длительности работы. Тренировка повышает работоспособность человека.

Как же определить предел утомительной динамической работы? Одним из важных показателей является частота пульса, которая сохраняется постоянно во время работы, не увеличиваясь в связи с утомлением. У нетренированных людей в возрасте от 20 до 30 лет она не превышает 130 ударов в 1 мин, менее чем через 5 мин после прекращения работы частота пульса становится менее 100 ударов в 1 мин; в возрасте от 31 до 50 лет превышает 130-140 ударов в 1 мин, частота пульса становится меньше 100 ударов в 1 мин лишь через 10-15 мин после прекращения работы. У тренированных людей наблюдается более быстрая нормализация пульса.

То же самое касается и снижения умственной работоспособности человека – только постоянные «тренировки мозга» дадут возможность не утомляться слишком быстро.

Утомление и восстановление при физической и умственной работе

Утомление - это физиологическое состояние человека, наступающее вследствие напряженной или длительной работы. Оно выражается во временном снижении работоспособности, которое провоцируется мышечным (физическим) и нервно-психическим утомлением. При тяжелой работе они сочетаются. Утомление характеризуется уменьшением силы и выносливости мышц, нарушением координации движений, увеличением энергозатрат для выполнения одной и той же работы, нарушением памяти, скорости переработки информации, сосредоточения и т. д. Утомление субъективно ощущается человеком в виде усталости, при которой человек не способен нормально реагировать на стимулы. Кроме того, усталость обусловлена недостаточным сном. Усталость вызывает у человека желание прекратить работу или уменьшить нагрузки.

Причиной снижения работоспособности при тяжелой физической работе является накопление в мышечных волокнах некоторых продуктов обмена (например, молочной кислоты). Отдых, особенно активный, приводит к восстановлению работоспособности мышцы. Это связано с удалением молочной кислоты и возобновлением запасов энергии в мышце. Нервно-психическое (центральное) утомление вызвано длительной напряженной умственной работой, однообразной монотонной работой, шумом, плохими условиями труда, эмоциональными факторами, заболеваниями, неправильным или недостаточным питанием, гиповитаминозом.

Частое нервно-психическое утомление приводит к развитию хронического утомления. Это состояние, типично для многих людей в современных условиях. Оно ведет к развитию сердечно-сосудистых заболеваний, инфарктам, инсультам, неврозам, психозам, депрессиям, сексуальным нарушениям. Если же, несмотря на утомление, работа продолжается, возникает истощение. Напомним, что тяжелые физические и нервно-психические нагрузки вызывают стресс (вернее, дистресс).

Различают острое и хроническое истощение. Первое представляет собой резкое снижение работоспособности во время тяжелой работы, второе возникает вследствие длительной напряженной или слишком часто повторяемой тяжелой работы. Профессиональный спорт, спортивные соревнования и усиленные тренировки часто приводят к острому и хроническому истощению. Подчеркнем: речь идет о профессиональном спорте, а не о физической культуре, которая полезна и абсолютно необходима в любом возрасте.

Как отдохнуть и восстановиться после умственной и физической работы

Восстановление работоспособности - это процесс постепенного возвращения функций организма к исходному состоянию после прекращения работы. По мере восстановления степень утомления уменьшается, а работоспособность увеличивается. Если человек выполняет работу, лежащую выше пределов его утомления, необходимо периодически отдыхать. Как быстро восстановиться после работы, чтобы обезопасить свой организм от опасных последствий тяжелого напряжения? Следует подчеркнуть, что для эффективного отдыха лучше несколько кратковременных перерывов, чем один-два длинных. Даже в состоянии полного покоя скелетная мышца сохраняет свою эластичность и определенную степень напряжения. Это называется мышечным тонусом. Перед тем как восстановиться после физической работы, помните, что мышечный тонус не вызывает утомления. Тонус - это нормальное состояние частичного сокращения расслабленной мышцы, благодаря которому она способна сокращаться в ответ на определенный стимул.

Отдых - это состояние покоя или особый, специально организованный вид деятельности, которые снимают утомление и способствуют восстановлению работоспособности. И.М. Сеченов во второй половине XIX в. установил, что работа одних групп мышц конечностей способствует устранению утомления других мышечных групп, вызванного их работой. Это положение легло в основу определения двух типов отдыха: активного и пассивного. Как отдохнуть от умственной работы и тяжелого физического труда? Активный отдых - это отдых, во время которого человек выполняет другой вид работы, отличный от обычного выполняемого труда. Восстановление при физической и умственной работе путем активного отдыха происходит быстрее и эффективнее, чем при пассивном отдыхе, когда организм находится в условиях относительного покоя. Так, интенсивную умственную деятельность следует регулярно прерывать физической активностью. И наоборот: интенсивную физическую - умственной.

Настоятельно советуем работникам умственного труда после 1-1,5 ч не «отдыхать» с сигаретой в зубах, а подняться на 10-15 этажей по лестнице, сделать 15-20 приседаний, столько же прыжков, выполнить 10-20 упражнений с гантелями.

Работникам физического труда целесообразно-целесообразно погулять или, если это возможно, полегать несколько минут с приподнятыми ногами на свежем воздухе.

Теперь, когда вы знаете об утомлении при физической и умственной работе и восстановлении после неё, попробуйте организовать ваш труд таким образом, чтобы КПД вашей деятельности не снижалась в течение всего трудового дня.

Движитель	Вид деятельности (род работы), техническое средство
Паровая машина	Паровоз, паровой молот и т.п.
Двигатель внутреннего сгорания	Автомобиль, поршневой самолет
Дизельный двигатель	Автомобиль, моторное судно, трактор
Ядерная энергетическая установка	Судовой энергоблок; АЭС
Реактивный двигатель	Реактивный самолет, ракета
Электродвигатель	Электрические приводы машин и механизмов
Скелетные мышцы человека	Скоростной бег, подъем штанги, прыжок Бег на средние дистанции, игра в хоккей, большой теннис Бег на длинные дистанции, лыжные гонки, велосипед (шоссе) Марафонский бег, прогулка

Энергетическое и вегетативное обеспечение мышечной работы

Затраты энергии при мышечной деятельности могут быть учтены и измерены достаточно полно. Энергетические затраты зависят от интенсивности и объема нагрузки. Суммарные энергозатраты складываются из непременных энергетических затрат на поддержание жизнедеятельности организма; энергетических затрат на обеспечение сокращения выполняющих работу скелетных мышц; дополнительных энергетических затрат на усиленную работу сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем при мышечной деятельности; постоянных энергетических затрат на поддержание позы; нарастающих энергетических затрат на нормализацию внутренней среды организма, изменяющейся под воздействием мышечной нагрузки.

Только в отдельных случаях удается количественно оценить каждый из этих компонентов энергозатрат. Главный смысл изменений деятельности всех физиологических систем при мышечной работе - обеспечение необходимого уровня энергетических затрат в каждом из перечисленных компонентов.

Вегетативные системы. Физиологические системы организма, обеспечивающие его нормальную жизнедеятельность в условиях покоя и мышечной деятельности, называются вегетативными. К ним относятся дыхание, кровообращение, пищеварение, выделение и т.п. При мышечной работе активность всех вегетативных систем изменяется таким образом, чтобы создать наилучшие условия снабжения работающих мышц энергией, а также свести к минимуму те отрицательные сдвиги во внутренней среде организма, которые возникают вследствие интенсивных обменных процессов в мышцах. Соответствие активности вегетативных систем потребностям организма обеспечивается за счет нервной и гуморальной регуляции.

Напряженность работы, Вт

Рис. 39. Возрастные и половые различия зависимости частоты пульса от уровня нагрузки

Реакция вегетативных систем на нагрузку. Если нагрузка на мышцы постепенно увеличивается, т.е. растет мощность внешней механической работы, то соответственно увеличиваются потребление кислорода, скорость кровотока, вентиляция легких и т.п. Большинство показателей деятельности вегетативных систем организма линейно зависит от мощности нагрузки, т. е. увеличение мощности на некоторую конкретную величину приводит к соответствующему, всегда одинаковому, увеличению таких показателей, как, например, потребление кислорода, частота пульса и др. (рис. 39). Однако это справедливо только в том случае, если такие измерения производятся при работе в устойчивом состоянии, т. е. не менее чем через 2-3 мин после начала нагрузки или ее очередного повышения. Эти 2-3 мин необходимы организму для того, чтобы отрегулировать уровень активности вегетативных функций в соответствии с энергетическим запасом скелетных мышц.

Линейная зависимость между величиной нагрузки и показателями деятельности физиологических систем организма позволяет оценивать интенсивность нагрузки по величине частоты пульса или потребления кислорода, когда строгое измерение мощности работы невозможно. И наоборот, зная величину нагрузки, можно прогнозировать уровень активности той или иной физиологической системы. На этом основана, в частности, методика измерения «физической работоспособности при пульсе 170 уд/мин» (сокращенно - ФР 170 , или PWC 170 - по первым буквам английских слов «физическая», «работа», «способность»). Эта методика такова: испытуемый выполняет поочередно два различных по нагрузке задания и оба раза у него измеряют частоту пульса в устойчивом состоянии, т.е. не ранее, чем через 3 мин после начала работы. Полученные величины отмечают на графике точками, а затем проводят через них прямую и находят точку ее пересечения с прямой, отражающей уровень частоты пульса 170 уд/мин. Опустив из точки пересечения перпендикуляр на ось абсцисс с нанесенными на ней величинами мощности нагрузки (рис. 40), получают результат, выраженный в единицах мощности. Это и будет значением PWC I 70 . Вместо графического можно использовать способ расчета PWC I 70 по формуле, основанной на уравнении прямой. Согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения, тест PWC I 70 либо его аналог (PWC I 50 , PWC I 30 и т.п.) проводится во всех случаях, когда необходимо определить физические кондиции человека и охарактеризовать его физическое здоровье.

Рис. 40. Схема графического определения PWC I 70

f 0 - пульс при первой нагрузке; f n - пульс при второй нагрузке; О u N - мощность первой и второй нагрузки. Стрелки указывают величину PVC I 70 на шкале мощности

Для детей и подростков школьного возраста определение PWC170 может быть несколько упрощено за счет того, что вместо двух нагрузок допустимо задавать лишь одну, но обязательно, чтобы частота пульса при этом достигала 140 уд/мин или более. Тогда второй точкой на графике можно отмечать значение пульса покоя. У дошкольников моложе 6 лет корректное измерение величины PWC I 70 невозможно, поскольку они не могут поддерживать устойчивое состояние активности своих вегетативных функций.

Измерение PWC I 70 - простой и эффективный способ оценки функциональных возможностей организма при работе в зонах умеренной и большой мощности, в которых и осуществляется главным образом жизнедеятельность организма. Хотя измеряемой величиной в этом тесте является частота пульса, оцениваются в комплексе все составляющие кислородно-транспортной системы организма. Отклонения от нормы в любой из важнейших систем - кровообращения, дыхания, двигательного аппарата - сразу же проявятся в значительно более низких показателях PWC I 70 . Напротив, почти любой вид тренированности приводит к существенному увеличению PWC I 70 .

Нелинейные зависимости. Линейная зависимость показателей активности вегетативных систем организма от мощности имеет место только в диапазоне нагрузок, где энергетическое обеспечение непосредственно связано с доставкой кислорода к работающим мышцам, т.е. в «аэробном» диапазоне (зоны умеренной и большой мощности). Если же заданная нагрузка лежит в зоне субмаксимальной или максимальной мощности, то линейной зависимости между показателями работы физиологических функций и уровнем нагрузки не наблюдается (рис. 41). В большинстве случаев показатели деятельности вегетативных систем растут по мере повышения мощности нагрузки до определенного предела, после которого их увеличение прекращается, а если мощность продолжает возрастать, то возможно даже снижение этих показателей. Такой уровень активности вегетативной функции, который может быть достигнут при самой интенсивной работе в аэробных условиях, называется максимальным. Если функция достигла своего максимального уровня, то дальнейшее увеличение мощности нагрузки может привести только к снижению показателя.

Рис. 41. Примеры нелинейных зависимостей параметров энергетического обмена от мощности мышечной работы

L a - концентрация лактата в крови; Q o 2 - скорость потребления кислорода

Некоторые показатели активности вегетативных функций в естественных условиях мышечной деятельности не могут достичь своего максимального уровня. Так, максимальная вентиляция легких возможна только при произвольном наиболее частом и глубоком дыхании. Другие функции, такие как частота пульса, объемная скорость кровотока и потребление кислорода, могут достичь максимума только в условиях мышечной деятельности. Максимальные уровни частоты пульса и потребления кислорода обычно достигаются при одинаковой нагрузке. Мощность такой нагрузки, при которой частота пульса и потребление кислорода достигают максимального уровня, называют критической. Нагрузки критической мощности очень трудоемки и не могут продолжаться долго (обычно не более 3-5 мин).

Аэробная производительность и аэробный диапазон. Величина максимального потребления кислорода (МПК) - один из главных показателей в физиологии мышечной деятельности. Физиологический смысл величины МПК состоит в том, что она отражает суммарную пропускную способность всех механизмов транспорта кислорода, начиная от транспорта газов в легких и кончая транспортом электронов в митохондриях скелетно-мышечных волокон. При этом, поскольку скорость поглощения кислорода пропорциональна мощности работы, которая может за счет этого выполняться, величину МПК называют еще «аэробной производительностью» организма.

Диапазон нагрузок от состояния покоя до критической мощности, при которой достигается МПК, называют «аэробным диапазоном». Хотя большая часть потребности организма в энергии при нагрузках в аэробном диапазоне действительно покрывается за счет использования кислорода, бескислородные (анаэробные) источники также обязательно участвуют в энергообеспечении мышечной работы, по крайней мере в период врабатывания.

Поддержание гомеостаза при мышечной нагрузке. Изменения внутренней среды, происходящие во время мышечной работы, требуют напряжения механизмов гомеостаза. Поскольку при нагрузке обменные процессы ускоряются во много раз, во столько же раз больше образуется разнообразных продуктов, подлежащих удалению из организма, а также метаболической воды. Одновременно резко увеличивается температура тела, поскольку вся энергия, освободившаяся в клетках и не превращенная в механическую работу, преобразуется в тепло, и это тепло нагревает организм. Учитывая, что в режиме МПК человек вырабатывает около 1200- 1500 Вт энергии, и лишь 1/5 ее часть реализуется в виде механической работы, можно себе представить, как быстро нагрелся бы организм, если бы не работали системы терморегуляции.

Физиологическая «стоимость» физической работы. Физическая работа, которую выполняет человек, отнюдь не идентична той механической работе, которая оценивается с помощью эргометрических методов. Ни интенсивность, ни объем внешней механической работы, которую может выполнить человек, сами по себе ничего не говорят о той физиологической «цене», которую платит организм при физической нагрузке. Под «физиологической ценой» нагрузки мы понимаем ту добавочную работу, которую вынуждены выполнять системы организма (в том числе в восстановительном периоде) для компенсации затрат на поддержание гомеостаза. Для ее оценки можно использовать некоторые показатели сердечной деятельности и потребления кислорода, зарегистрированные во время работы и в восстановительном периоде.

Возрастные этапы становления энергетики мышечной деятельности. Первый год жизни ребенка представляет собой период бурного становления мышечной функции и, разумеется, ее энергетического и вегетативного обеспечения. Этот этап продолжается до возраста 3 лет, после чего преобразования в мышцах тормозятся, и следующий этап начинается вместе с полуростовым скачком примерно в 5 лет. Важнейшим событием здесь является появление уже близких ко взрослому варианту типов мышечных волокон, хотя их соотношение еще является «детским», да и функциональные возможности вегетативных систем еще недостаточно велики. В школьном возрасте ребенок проходит еще целый ряд этапов, только на последнем из них достигая «взрослого» уровня регуляции, функциональных возможностей и энергетики скелетных мышц:

1-й этап - возраст от 7 до 9 лет - период поступательного развития всех механизмов энергетического обеспечения с преимуществом аэробных систем;

2-й этап - возраст 9-10 лет - период «расцвета» аэробных возможностей, роль анаэробных механизмов мала;

3-й этап - период от 10 до 12-13 лет - отсутствие увеличения аэробных возможностей, умеренное увеличение анаэробных возможностей, развитие фосфагенного и анаэробно-гликолитического механизмов протекает синхронно;

4-й этап - возраст от 13 до 14 лет - существенное увеличение аэробных возможностей, торможение развития анаэробно-гликолитического механизма энергообеспечения; фосфагенный механизм развивается пропорционально увеличению массы тела;

5-й этап - возраст 14-15 лет - прекращение увеличения аэробных возможностей, резкое увеличение емкости анаэробно-гликолитического процесса, развитие фосфагенного механизма, по-прежнему, пропорционально увеличению массы тела;

6-й этап - период от 15 до 17 лет - аэробные возможности растут пропорционально массе тела, продолжают быстро расти анаэробно-гликолитические возможности, значительно ускоряется развитие механизмов фосфагенной энергопродукции, завершается формирование дефинитивной структуры энергообеспечения мышечной деятельности.

На процессы созревания энергетических и вегетативных систем огромное влияние оказывает половое созревание, так как половые гормоны непосредственно влияют на метаболические возможности скелетных мышц. Аэробное энергообеспечение, достигающее расцвета еще до начала пубертата, на первых его стадиях даже несколько ухудшается, однако к возрасту 14 лет отмечается новый рост возможностей аэробных систем энергообеспечения. Это связано, в частности, с внутренними потребностями мышц, которым для последнего этапа дифференцировок требуются мощные окислительные системы. Анаэробное энергообеспечение резко активируется уже на начальных стадиях полового созревания, затем (III стадия) темп его совершенствования замедляется, а после достижения IV стадии полового созревания (15-16 лет у мальчиков, 13-14 лет у девочек) наблюдается бурный рост анаэробных возможностей, особенно у юношей. Девушки в этот период уже сильно отличаются от юношей по характеру и уровню развития мышечной энергетики.

Пешком вокруг экватора

Подсчитано, что в течение дня человек делает до 30 тысяч шагов, то есть около 20 километров. За каждые 5,5 лет он незаметно совершает путь, равный окружности экватора.

Сколько весит скелет человека?

Масса скелета человека составляет около 11 килограммов.

Когда человек выше: утром или вечером?

За счёт уплощения межпозвоночных хрящей рост человека к вечеру уменьшается примерно на 1,5 см. рост человека к 80 годам уменьшается на 5–7 см по сравнению с сорокалетним возрастом.

Сколько в черепе костей?

Человеческий череп состоит из 23 костей. Только две кости черепа - нижнечелюстная и подъязычная - подвижны, остальные прочно соединены швами.

Прочнее кирпича и гранита

Костный материал в 30 раз крепче кирпича и в 2,5 раза крепче гранита. Большая бедренная кость выдерживает вертикальную нагрузку в полторы тонны.

Она выдерживает нагрузку в 350 килограммов

Самая крепкая связка человеческого тела - бертиниева связка, укрепляющая тазобедренный сустав, - выдерживает нагрузку в 350 килограммов.

Сколько в человеке мышц?

Количество мышц у человека не является одинаковым для всех людей. В пределах нормы оно составляет от 400 до 680 мышц. Если бы все эти мышцы напряглись, они бы вызвали давление, равное приблизительно 25 тонн. У кузнечика - около 900 мышц, а у некоторых видов гусениц - даже около 4 000. Суммарный вес всех мышц составляет у мужчин 40% от общего веса тела, у женщин - 30%.

Какой орган много теряет тепла?

Коэффициент полезного действия мышц человека равен 20%. Остальные 80% расходуются на тепловые потери.

Где расположены самые сильные мышцы?

Самые сильные те, что расположены по обе стороны рта и отвечают за сжатие челюстей. Они способны развивать усилие около 70 килограммов.

Кто больше теряет энергии: плачущий или смеющий человек?

Согласно исследованиям французских невропатологов, у плачущего человека задействованы 43 мышцы лица, в то время как у смеющегося - всего 17. Таким образом, смеяться энергетически выгодней, чем плакать.

Время, когда проявляется наивысшая мышечная активность?

Отмечено, что наиболее эффективно мышцы работают в 13 час. 30 минут.

Кислородопотребляющий орган. Кто он?

До 60% кислорода поступающего в организм потребляют мышцы.

Ритм - твой помощник

Ритм - важный элемент работы, и каждому стоит в этом отношении поучиться у своего сердца: если работать ритмично, то работа будет продуктивной и хватит сил работать долго.

Когда сломаются «биологические часы»

Частые нарушения физиологического цикла «день–ночь» способны привести к болезненному расстройству внутренних «биологических часов» человека.

Дыхание

Сколько можно вдохнуть воздуха?

Вентиляция лёгких (число вдохов, умноженное на объём вдыхаемого воздуха) у здорового человека достигает 5–9 литров в минуту. В состоянии покоя человек совершает в среднем 16 дыхательных движений в минуту. В сутки это составляет около 23 000. При этом через лёгкие проходит около 7 000 литров воздуха. Минутный объём дыхания человека (количество воздуха, пропускаемого через лёгкие за одну минуту) составляет в состоянии покоя 5–8 литров в минуту, а во время физической работы может достигать более 100 литров в минуту.

Дышите спокойно

Человек в состоянии покоя расходует в сутки 400–500 литров кислорода, делая 12–20 вдохов и выдохов в минуту. Частота дыхания лошади - 12 вдохов и выдохов в минуту, крысы - 60, канарейки - 108.

Кто нас бодрит?

Отрицательно заряженные ионы газов воздуха - друзья здоровья; они делают человека бодрым, работоспособным.

Биопылесос

Мерцательный эпителий дыхательных путей человека выносит из них наружу до 20–30 г пыли в сутки.

Кровообращение

Плазма крови… и древние моря

Состав плазмы крови напоминает состав воды древних земных морей, в которых зародилась жизнь.

В два раза больше длины экватора

Общая длина кровеносных капилляров в организме человека примерно 100 000 километров. Это в 2,5 раза превышает длину земного экватора, а общая внутренняя площадь - 2 400 м 2 .

Насос, работающий всю жизнь

За 60 лет обычной, не очень напряжённой жизни, человеческое сердце совершает более 2 000 000 000 сокращений. Такую же работу проделал бы тягач, если бы поднял от уровня моря до высоты 5 500 метров валун массой 65 тонн.

Когда больше холестерина?

100 мл крови здорового человека содержат осенью и зимой 20–250 мг холестерина, а летом и весной - только 170–180 мг.

Сердечная «сорочка»

Сердце имеет сорочку - слой соединительной ткани; между сердцем и «сорочкой» имеется небольшое количество жидкости. Околосердечная сумка («сердечная сорочка») защищает работающую сердечную мышцу.

Сплющенные красные шарики

Кровяные тельца красного цвета, или эритроциты, чья суммарная поверхность составляет 3 400 м 2 . Каждый день их отмирает в организме около 2 000 000 000, что составляет 0,01% от их общего числа. Суммарная площадь поверхности всех эритроцитов составляет 3 400 м 2 . В каждом мм3 крови - 5 000 000 эритроцитов, а во всех пяти литрах, содержащихся в организме взрослого человека, - 25 000 000 000 000. Если выложить все эти эритроциты в ряд, образовавшаяся цепочка вытянется на 200 000 километров, пять раз опоясав земной шар по экватору.

«Спринты» внутри нас

Практически все клетки человеческого организма имеют ядра, которые управляют всеми физиологическими процессами в самой клетке и участвуют в процессе деления клеток. Единственное исключение составляют эритроциты. Рождаются они с ядром, но уже на ранних стадиях развития, теряют его, тем самым утрачивая способность к размножению. Новые эритроциты образуются в красном костном мозге из стволовых клеток. Ежесекундно образуется около 2 500 000 эритроцитов и примерно столько же погибает. За один день эритроцит проходит в кровеносных сосудах около 15 километров, снабжая ткани кислородом и забирая от них углекислый газ. За время существования один эритроцит в среднем проходит расстояние в 1 800 километров.

Они живут, чтобы умереть

Клетки крови постоянно отмирают и заменяются новыми. Жизнь эритроцитов (красных кровяных телец) продолжается 90–125 дней, лейкоцитов (белых кровяных телец) - от нескольких часов до нескольких месяцев, в зависимости от вида лейкоцитов. В крови взрослого человека каждый час отмирает около миллиарда эритроцитов и пять миллиардов лейкоцитов. Их заменят новые кровяные тельца. В течение суток полной регенерации подвергается 25 граммов крови.

Тоньше волоса

Кровеносные капилляры имеют толщину в 10 раз меньше, чем волос.

Вот так скорость!

В течение одной минуты сердце выбрасывает в аорту около 4 литров крови. Скорость движения в аорте 0,5 м/сек, а по капиллярам, кровь течёт, со скоростью 0,5 мм/сек. Полный оборот крови через оба круга кровообращения совершается, за 21–22 сек.

Особое вещество крови

В каждом эритроците содержится 265 000 000 молекул гемоглобина. Сборка его молекулы занимает всего 90 секунд. Ежесекундно в организме человека синтезируется 6,5∙1014 молекул гемоглобина. В 100 мл человеческой крови содержится 13–16 г гемоглобина. Один грамм гемоглобина может связывать до 1,34 мл кислорода. В состоянии покоя через сердце человека протекает около 4 л/мин, что обеспечивает получение тканям около 400 мл кислорода.

Ах, эти «тоненькие трубочки»!

Толщина стенок артерий составляет 0,8–0,9 мм. Диаметр различных артерий человека - 0,4–2,5 см. Средний диаметр капилляров у человека - около 7 мкм, что чуть меньше диаметра эритроцита. В артериях объём крови составляет в среднем 950 мл.

«Сахарная царица»

Так называли печень древние тибетские врачи. Она хранит питательные запасы и, если человек голоден, она превращает их в сахар, тем самым, подкармливая его. В состоянии покоя у человека до 50% крови может находиться в «депо крови» - печени и селезёнке, откуда в случае необходимости выбрасывается в кровяное русло. Кровоток в почках составляет 420 мл/мин, в сердце - 84, в печени - 5,7, в мозгу - 53, в поперечнополосатой мускулатуре - всего 2,7 мл/мин. Печень потребляет в 10 раз больше кислорода, чем равная ей по массе мышца, и выделяет больше тепла. Она мощный защитный барьер на пути кровотока от органов пищеварения к другим органам. Наиболее эффективно печень разлагает алкоголь между 6 и 8 часами вечера. Через печень в течение одной минуты протекает 1,5 литра крови, а в сутки - до 2 000 литров.

У женщин бьётся чаще

Сердце взрослого человека перекачивает за сутки около 10 000 литров крови. Нормальный пульс мужчины в состоянии покоя составляет 60–80 ударов в минуту. Сердце женщины бьётся на 6–8 ударов чаще. Тяжёлая физическая нагрузка увеличивает пульс до 200 ударов в минуту. Частота пульса у слона - 20, у быка и лягушки - 25, у кролика - 200, у мыши - 500.

Пищеварение

Даже сабля тупится

Остриё сабли при ударе о зубную эмаль тупится. По твёрдости эмаль можно сравнить с кварцем.

Сколько, два или четыре?

Молочные зубы заменяются постоянными. Последний коренной зуб прорезается обычно к 18–20 годам, а иногда и позднее, когда человек «благодаря учению приобретает мудрость» - так думал Гиппократ. Этот зуб он и назвал зубом «мудрости». Половина человечества имеет только два, а не четыре зуба мудрости.

Обнажённая часть нашего скелета

Удельный вес зубной эмали зуба - 2,9–3,05 г/см 2 . Дентин зуба имеет удельный вес всего лишь 2,2 г/см 2 . В дентине зуба взрослого человека содержится около 65% минеральных солей, 28% органических веществ и 8% воды. В состав зубного цемента входит около 30% органических веществ, более 55% фосфата кальция, около 8% карбоната кальция, а также фториды кальция и магния.

Терпеть нельзя!

Самое болезненное место человеческого организма - зубы. На квадратный сантиметр кожи обычно приходится не более 200 болевых рецепторов, а на такой же площади дентина зуба - от 15 000 до 30 000 рецепторов. На границе эмали и дентина их ещё больше - до 75 000 рецепторов.

«Желудь» или «желудок»?

Слово «желудок» является производным от слова «жёлудь» (в старину «маленькие жёлуди называли желудками»). На 1 см 2 слизистой желудка приходится сто желудочных желёз. Они расположены вплотную. В отличие от других пищеварительных соков, желчь почти не содержит ферментов.

«Зубатые» ферменты

В течение суток у человека выделяется около 1 литра слюны, 3 литра желудочного сока, 2 литра поджелудочного сока, 3,5 кишечного сока, 2один литр желчи. За сутки у человека выделяется в среднем один литр слюны.

Что означает для желудка час дня?

Больше всего желудочного сока образуется в 13 часов, даже если человек ничего не ел.

И это всё в нас?

Длина кишечника у человека превышает длину тела в 3–4 раза. Общая площадь поверхности ворсинок тощей кишки составляет 37 м 2 , двенадцатиперстной - 1,3 м 2 , подвздошной - 5,3 м 2 .

В нас ещё и газы?

В процессе брожения пищевой кашицы в правом (восходящем) отделе толстого кишечника образуется водород и углекислый газ, а в процессе гниения в левом (нисходящем) отделе - метан и сероводород. Всё это смешивается с воздухом, попадающим в кишечник в процессе еды вместе с пищей. При переваривании обеда образуется около 15 литров газов.

Вот так ворсинки!

На одном см 2 внутренней поверхности кишки 3 000–4 000 ворсинок. Каждая покрыта 3 000 клеток, которые, в свою очередь, имеют по 100 всасывающих трубочек. Поверхность всасывания в тонких кишках около 5 м 2 , т.е. в три раза больше поверхности тела.

Короткая «жизнь»

Ежедневно погибает около 70 000 000 000 клеток кишечного эпителия, каждая из которых живёт всего 1–2 дня.

Она нужна, чтобы дышать, двигаться, думать

В состоянии покоя и на голодный желудок человеческое тело вырабатывает за сутки столько энергии, что её хватило бы для нагревания 20 литров воды от 10ºС до кипения. Тепла, выделяющегося при работе дровосека в течение восьми часов, достаточно, чтобы нагреть до кипения 100 литров воды.

Кого боятся кишечные бактерии?

В бруснике и клюкве много бензойной кислоты. Она убивает гнилостные бактерии в кишечнике.

Из чего мы «сделаны»?

Все из клеток

Организм человека состоит из 100 000 миллиардов клеток. Для сравнения: организм слона состоит из 6 500 000 миллиардов клеток.

Вода, вода…

Вода составляет 80% массы тела ребёнка и 70% массы тела взрослого человека. В клетках головного мозга человека содержится 80%, в мышцах - 76%, в костях - около 25% воды. Глоток воды - это для мужчин 20 миллилитров жидкости, а для женщины - 14. Самая богатая водой ткань человеческого организма - стекловидное тело глаза, в котором её 99%, а самая бедная - зубная эмаль. В её составе всего 0,2% .

Так ли важна вода?

Потеря влаги в размере 6–8% от веса тела вызывает у человека полуобморочное состояние, 10% - галлюцинации и нарушение глотательного рефлекса. Потеря 12% жидкости влечёт за собой остановку сердца.

А газы, тоже есть?

Более 96% массы человеческого тела составляют четыре химических элемента. На долю кислорода приходится около 60% массы, на долю углерода - около 20%. За ними следуют водород - 10% и азот - 4%.

Не только туда, но и оттуда!

Человек в сутки может выделять 0,5–12 литров пота, который содержит 9899% воды, 0,1% мочевины, мочевую, молочную, пировиноградную, лимонную кислоты, аммиак, креатинин, серин, жиры, летучие жирные кислоты, холестерин, ароматические оксикислоты, ацетон, минеральные соли.

Кожные образования

Не снимаемая «одежда»

Кожа - самый тяжёлый орган человеческого тела. Она весит в среднем 2,7 кг. Кожа не пропускает воду, микробы, грязь. Защищает нас от ударов, уколов, укусов. Через кожу в организм поступает около 2% потребляемого человеком кислорода. Человек среднего роста теряет каждый час около 800 000 микрочастиц кожи, а за год в среднем 675 граммов. К семидесяти годам общие потери кожи составляют чуть больше 47 кг, то есть 70% среднего веса человека. Человеческий организм выделяет через кожу около 0,5 литров воды в сутки. Твёрдых веществ выделяется около 10 граммов.

Кто скажет, нам холодно или жарко?

Вся кожная поверхность тела человека содержит около 250 000 «холодовых» рецепторов и только 30 000 «тепловых». Температура кожи различна на разных участках тела. Так, в подмышечной впадине она составляет 36,6ºС, то на животе - 34ºС, а на лице - 25ºС. Кровь и внутренние органы имеют температуру 37,2–38,5ºС.

Лучше быть чистым или грязным?

На одном см 2 грязной кожи насчитывают около 40 000 микробов.

Передающие «SOS!»

В нашей коже скрыто 250 000 нервных окончаний, реагирующих на холод, 30 000 - реагирующих на тепло, около 1 000 000 - реагирующих на боль.

Кожа и время

Кожа наименее чувствительна к уколам в 9 часов утра и наиболее проницаема для косметических средств между 6 и 8 часами вечера.

Космические «антенны»

Человеческий волос в 500 раз толще стенок мыльного пузыря, в 5 раз толще капилляра, в 12 раз толще стенок альвеол и в 20 раз - паутины. Волосы растут у новорождённых со скоростью 0,2 мм в сутки, позднее - до 0,3–0,5 мм в сутки. Волосы бровей, ресниц и подмышечные волосы живут 3–4 месяца, волосы головы - 4–6 лет. За месяц волос подрастает на один сантиметр. Ежедневно на голове отмирает около 100 волос. Отмершие волосы могут сразу и не выпадать, поэтому на голове подчас скапливается до 20% мёртвых волос.

Коса - не только девичья краса

Самая длинная коса у одной японки - 3 метра, она её выращивала 20 лет. Самые длинные волосы носил Свами Пандарасаннади, глава индийского монастыря Тирудадутурай. В 1949 году длина его волос была 7 метров 92 сантиметра.

И борода и усы

Самая длинная борода принадлежала Гансу Лангсету - 5 метров 33 сантиметра, а самые длинные усы были у шведа Биргера Пелласа - 2 метра 90 сантиметров.

Достояние приматов

Кончики всех двадцати пальцев на наших конечностях несут плотные плоские роговые образования - ногти. Ногти - достояние приматов. Растёт ноготь за счёт эпителия ногтевого ложа. Ногти защищают особенно чувствительные концы пальцев. Ноготь на руке растёт со скоростью сотой доли миллиметра в сутки, а на ноге - пяти сотых. За год на пальце рук ноготь удлиняется в сумме на три сантиметра. Самый длинный ноготь на руке (на большом пальце левой руки) достигает в длину 101,6 сантиметра. Он принадлежал индийцу Шридхару Чиллару. Общая длина ногтей на пальце его левой руки при измерении в марте 1990 года составляла 4 метра 40 сантиметров. Он не обрезал ногти с 1952 года.

Выделение

Зачем мы плачем?

Дети плачут, чтобы привлечь внимание, чтобы выразить свои эмоции: страх, гнев или радость. А ещё чтобы со слезами из организма ушли вредные вещества, которые вырабатываются от боли и страданий. Кроме этого, когда мы моргаем, слёзы омывают глазное яблоко, очищая его от пыли и микробов. Здоровый человеческий организм вырабатывает примерно 0,5 литров слёзной жидкости в год. Даже самый суровый мужчина проливает ежедневно от 1–3 миллилитров слёз.

Фильтры крови

Общая длина почечных канальцев составляет 120 километров. В обеих почках у человека около 2 000 000 нефронов. За день почки пропускают через себя 2 000 литров крови, а это целая цистерна. Взрослый человек в сутки выделяет 1 200–1 600 мл мочи и должно выходить с мочой 15–45 мг щавелевой кислоты.

Что такое уролиты?

Химический состав уролитов - почечных камней - может быть разным. 40% уролитов - это оксалаты (соли щавелевой кислоты), 27% - фосфаты (соли ортофосфорной кислоты), 12–15% — ураты (соли мочевой кислоты), 2% цистиновые, ксантиновые и белковые камни и 20–30% - камни смешанного типа.

Зрение

Сложный оптический прибор

До 14 месяцев у новорождённых девочек и до 16 месяцев у мальчиков наблюдается период полного невосприятия цветов. Затем появляется восприятие красного, потом зелёного, а ещё позже синего цвета. Формирование цветоощущения заканчивается в 7,5 годам у девочек и к 8 годам у мальчиков. Глаз способен различить 130–250 чистых цветов и 5–10 000 000 000 смешанных оттенков.

После часа в темноте

После одного часа пребывания в темноте светочувствительность глаза повышается в 200 раз.

Палочки и колбочки

Сетчатка глаза человека содержит 125 000 000 палочек и 6 500 000 колбочек, при этом, вместе взятые, они настолько чувствительны, что человек теоретически мог бы увидеть огонёк свечи на расстоянии 200 километров.

Слух, обоняние, осязание

«Алло, вас не слышу!»

Среднее ухо человека содержит 2 500 клеток, реагирующих на звуки. Верхний предел воспринимаемых нами частот достигает 16–20 млн герц. С течением лет чувствительность уха, особенно к высоким звукам, уменьшается.

Вкусно, когда +24ºС

На поверхности языка находится около 9 000 нервных окончаний, реагирующих на вкус. Они лучше всего функционируют при температуре 24ºС.

Мал, да удал

Поверхность зоны обоняния носа всего 5 см 2 , но на ней размещается около 1 000 000 нервных окончаний. Ощущение запаха возникает при возбуждении не менее 40 нервных окончаний.

Вот почему он мёрзнет!

Самая холодная часть человеческого тела - нос. Температура его кончика обычно не превышает +22ºС.

Нервная система

Гигантское количество и… один процент

Нервная система человека состоит из 10 000 000 000 нейронов и 70 000 000 000 вспомогательных клеток. Из этого гигантского количества лишь один процент выполняет самостоятельную работу, то есть принимает сигналы и управляет работой мышц; остальные 99% - это посреднические клетки.

Центр всех центров или главный орган ума

В три года мозг человека развит уже на 80%. Наивысшего развития он достигает примерно к 20 годам. В дальнейшем происходит уменьшение его массы. Кора больших полушарий составляет примерно 44% объёма головного мозга. Поверхность коры в целом равна 1 468–1 670 см 2 .

Мы на третьем месте

Человек стоит на третьем месте по массе мозга (1 400 г) в живой природе после слона (5 кг) и кита (2,5 кг).

Вот такие площади!

Общая площадь коры больших полушарий у человека составляет в среднем 83 591 мм 2 , шимпанзе - 24 353 мм 2 , собаки - 6 523 мм 2 , кролика - 843 мм 2 , крысы - 254 мм 2 .

Природа не справедлива

Начиная с тридцатилетнего возраста у человека, ежедневно отмирает 30 000 до 50 000 нервных клеток головного мозга.

Вода и нервная клетка

Нервная клетка - нейрон - содержит 65–68% воды и 32–35% твёрдых веществ, среди которых на долю белков приходится 68–70%. 20–25% составляют липиды, 2–5% - нуклеиновые кислоты, 1–2% - углеводы.

С ним сосуды в тонусе

В организме человека может образовываться оксид азота (II). Он обеспечивает связь между нейронами и поддерживает тонус сосудов.

Чем больше, тем лучше

Чем больше диаметр волокна нерва, тем с большей скоростью по нему распространяется возбуждение. У теплокровных животных скорость возбуждения - 0,5–120 м/сек.

«Нервные» помощники

Ни одно действие человека не может осуществиться без участия нервной системы. Чтобы перевести тело из горизонтального положения в вертикальное, головной мозг человека отправляет через нервы к мышцам сотни нервных импульсов - сигналов.

Всё для зрения

В составе черепномозговых нервов в мозг входит 2 600 000 нервных волокон, а выходит 140 000. около половины выходящих волокон несут приказы к мышцам глазного яблока, управляя быстрыми и сложными движениями глаз. Остальные нервы управляют мимикой, жеванием, глотанием и деятельностью внутренних органов. Из входящих нервных волокон 2 000 000 - зрительные.

Мужчины и женщины

«Сильный пол»

Мужской мозг весит на 200 г больше, чем женский.
Юноша в возрасте 15–24 лет неудачно падают в 6 раз чаще, чем девушки того же возраста.
Среди выдающихся математиков мужчин в 12 раз больше, чем женщин.
Отклонения от нормы цветового зрения встречаются гораздо чаще у мужчин (8%), чем у женщин (0,5%).
У мужчин объём лёгких на 20% больше, чем у женщин.
Храпят во сне 48% мужчин и только 22% женщин.
Мальчики чаще, чем девочки, бывают левшами и вообще свободно владеют левой рукой, что объясняется ведущей ролью правого полушария мужского мозга.
80% всех заикающихся людей - мужчины.
Объём крови составляет в среднем у мужчин 5,2 л, а у женщин - 3,9 литра.
Масса сердца мужчины в среднем 330 г женщины - 250 г.

«Слабый пол»

Девочки начинают разговаривать раньше, чем мальчики.
Обоняние у женщины на 20% лучше, чем у мужчины.
Психические депрессии у женщин встречаются в два раза чаще, чем у мужчин.
Музыкальный слух у женщин лучше, чем у мужчин: на 6 не фальшивящих женщин приходится 1 мужчина.
Три четверти всех мигреней приходится на долю женщин.
Женщины в два раза чувствительнее к алкоголю, чем мужчины.
Женщины предпочитают сладкие блюда, а мужчины - солёные.
У женщин острее видит правый глаз и лучше слышит правое ухо, а у мужчины - наоборот.
Жировая ткань составляет 11% веса мужчины и 23% веса женщины.
Женщины, чаще мужчины, страдают кариесом зубов.
На бессонницу жалуются 42% мужчин и 62% женщин.

Страница
4

· устойчивость к стрессовым ситуациям тренировочной и соревновательной деятельности;

· кинестетические и визуальные восприятия двигательных действий и окружающей среды;

· способность к психической регуляции движений, обеспечение эффективной мышечной координации;

· способность воспринимать, организовывать и "перерабатывать информацию в условиях дефицита времени;

способность к формированию в структурах головного мозга опережающих реакций, программ, предшествующих реальному действию.

Интенсивность физических нагрузок

Воздействие физических упражнений на человека связано с нагрузкой на его организм, вызывающей активную реакцию функциональных систем. Чтобы определить степень напряженности этих систем при нагрузке, используются показатели интенсивности, которые характеризуют реакцию организма на выполненную работу. Таких показателей много: изменение времени двигательной реакции, частота дыхания, минутный объем потребления кислорода и т.д. Между тем наиболее удобный и информативный показатель интенсивности нагрузки, особенно в циклических видах спорта, это частота сердечных сокращений (ЧСС). Индивидуальные зоны интенсивности нагрузок определяются с ориентацией именно на частоту сердечных сокращений. Физиологи определяют четыре зоны интенсивности нагрузок по ЧСС: О, I, II, III. На рис. 5.12 представлены зоны интенсивности нагрузок при равномерной мышечной работе.

Разделение нагрузок на зоны имеет в своей основе не только изменение ЧСС, но и различия в физиологических и биохимических процессах при нагрузках разной интенсивности.

Нулевая зона характеризуется аэробным процессом энергетических превращений при частоте сердечных сокращений до 130 ударов в мин для лиц студенческого возраста. При такой интенсивности нагрузки не возникает кислородного долга, поэтому тренировочный эффект может обнаружиться лишь у слабо подготовленных занимающихся. Нулевая зона может применяться в целях разминки при подготовке организма к нагрузке большей интенсивности, для восстановления (при повторном или интервальном методах тренировки) или для активного отдыха. Существенный прирост потребления кислорода, а следовательно, и соответствующее тренирующее воздействие на организм происходит не в этой, а в первой зоне, типичной при воспитании выносливости у начинающих.

Первая тренировочная зона интенсивности нагрузки (от 130 до 150 удар/мин) наиболее типична для начинающих спортсменов, так как прирост достижений и потребление кислорода (с аэробным процессом его обмена в организме) происходит у них начиная с ЧСС, равной 130 удар/мин. В связи с этим данный рубеж назван порогом готовности.

При воспитании общей выносливости для подготовленного спортсмена характерно естественное «вхождение» во вторую зону интенсивности нагрузок. Во второй тренировочной зоне (от 150 до 180 удар/мин) подключаются анаэробные механизмы энергообеспечения мышечной деятельности. Считается, что 150 удар/мин, это порог анаэробного обмена (ПАНО). Однако у слабо подготовленных занимающихся и у спортсменов с низкой спортивной формой ПАНО может наступить и при частоте сердечных сокращений 130- 140 удар/мин, тогда как у хорошо тренированных спортсменов ПАНО может «отодвинуться» к границе 160-165 удар/мин.

В третьей тренировочной зоне (более 180 удар/мин) совершенствуются анаэробные механизмы энергообеспечения на фоне значительного кислородного долга. Здесь частота пульса перестает быть информативным показателем дозирования нагрузки, но приобретают вес показатели биохимических реакций крови и ее состава, в частности количество молочной кислоты. Уменьшается время отдыха сердечной мышцы при сокращении более 180 удар/мин, что приводит к падению ее сократительной силы (при покое 0,25 с - сокращение, 0,75 с - отдых; при 180 удар/мин - 0,22 с - сокращение, 0,08 с - отдых), резко возрастает кислородный долг.

К работе большой интенсивности организм приспосабливается в ходе повторной тренировочной работы. Но самых больших значений максимальный кислородный долг достигает только в условиях соревнований. Поэтому чтобы достичь высокого уровня интенсивности тренировочных нагрузок, используют методы напряженных ситуаций соревновательного характера.

Энергозатраты при физических нагрузках

Чем больше мышечная работа, тем сильнее возрастает расход энергии. Отношение энергии, полезно затраченной на работу, ко всей израсходованной энергии называется коэффициентом полезного действия (КПД). Считается, что наибольший КПД человека при привычной для него работе не превышает 0,30-0,35. Следовательно, при самом экономном расходе энергии в процессе работы общие энергетические затраты организма минимум в 3 раза превышают затраты на совершение работы. Чаще же КПД равен 0,20-0,25, так как нетренированный человек тратит на одну и ту же работу больше энергии, чем тренированный. Так, экспериментально установлено, что при одной и той же скорости передвижения разница в расходе энергии между тренированным спортсменом и новичком может достигать 25-30%

Общее представление о расходе энергии (в ккал) во время прохождения разных дистанций дают следующие цифры, определенные известным физиологом спорта B.C. Фарфелем.

Бег легкоатлетический, м Плавание, м

100 – 18 100 – 50

200 – 25 200 – 80

400 – 40 400 – 150

800 – 60 Лыжные гонки, км

1500 – 100 10 – 550

3000 – 210 30 – 1800

5000 – 310 50 – 3600

10000 – 590 Велогонки, км

42195 – 2300 1 – 55

Бег на коньках, м 10 – 300

500 – 35 20 – 500

1500 – 65 50 – 1100

5000 – 200 100 – 2300

Г.В. Барчукова и С.Д. Шпрах сравнивают энергетическую «стоимость» различных проявлений спортивной и бытовой дыхательной деятельности (в расчете ккал/мин).

Двигательная деятельность ккал/мин

Лыжи 10,0-20,0

Бег по пересеченной местности 10,6

Футбол. 8,8

Теннис 7,2-10,0

Настольный теннис 6,6-10,0

Плавание (брасс) . . 5,0-11,0

Волейбол. 4,5-10,0

Гимнастика. 2,5-6,5

Современные танцы 4,7-6,6

Вождение машины. 3,4-10,0

Мытье окон 3,0-3,7

Косьба травы 1,0-7,5

Одевание и раздевание……….2,3-4,0,

С ориентацией на мощность и расход энергии были установлены зоны относительной мощности в циклических видах спорта

Степень мощности	Продолжительность работы	Виды физических упражнений при рекордном выполнении
Максимальная	От 20 до 25 с	Бег 100 и 200 м. Плавание 50м Велогонка 200 м с хода
Субмаксимальная	От 25 с до 3-5 мин	Бег 400, 800, 1000, 1500 м. Плавание 100, 200, 400 м Бег на коньках 500, 1500, 3000 м Велогонки 300, 1000, 2000, 3000, 4000 м
	От 3-5 до 30 мин	Бег 2, 3, 5, 10 км Плавание 800, 1500 м Бег на коньках 5, 10 км Велогонки 5000, 10000, 20000 м
Умеренная		Бег 15 км и более Спортивная ходьба 10 км и более Бег на лыжах 10 км и более Велогонки 100 км и более