Fizinių pratimų įtaka organizmo sandarai ir funkcijai

Kiekvieno gyvo organizmo svarbiausia savybė yra pastovios vidinės būklės – homeostazės – išlaikymas. žmogaus organizmą veikia nuolat kintantys išorinės bei vidinės aplinkos faktoriai. Todėl evoliucijoje susiformavo daugybe prisitaikomųjų mechanizmų, palaikančių normalią organizmo veiklą. Toks organizmo prisitaikymas prie nuolat kintančių aplinkos sąlygų vadinamas adaptacija. Adaptacijos mechanizmai padeda išlaikyti homeostazę.

Adaptacijos reakcijos būna trumpalaikės ir ilgalaikės. Trumpalaikės pasireiškia tuoj pat, paveikus dirgikliu ir užtrunka neilgai, pvz. prakaitavimas, padidėjus šilumos gamybai. Ilgalaikės adaptacinės reakcijos susidaro palaipsniui, veikiant nuolat pasikartojantiems tokiems pat dirgikliams. Ilgalaikės adaptacijos procesai pereina 2 stadijas: funkcinę ir morfofunkcinę. Funkcinėje stadijoje pasireiškia tik funkcijų pakitimai (pvz., bėgant sustiprėja širdies darbas), o morfofunkcinėje stadijoje, šalia funkcinių pakitimų, dirbančiuose organuose ir sistemose atsiranda ir morfologiniai pakitimai, pvz., bėgant ne tik padažnėja širdies plakimas, bet dėl sistemingų treniruočių sustorėja ir širdies raumuo.

Fiziniai pratimai – labai stiprus dirgiklis, veikiantis į visus organizmo sandaros lygius; subląstelinį, ląstelių, audinių, organų, sistemų. Šis dirgiklis – treniruotė – nuolat kartojasi tam tikrais intervalais, yra tam tikro intensyvumo ir apimties. Treniruotės poveikyje vystosi ilgalaikiai adaptaciniai pakitimai, kurie tomis pačiomis sąlygomis leidžia žmogui atlikti žymiai didesnį darbą.

Adaptaciniai judamojo aparato pakitimai

Funkcinėje judėjimo sistemoje yra skiriamos trys organų grupės:

  • Vykdomieji organai (judamasis aparatas)
  • Aprūpinimo organai (vidaus organai ir širdies-kraujagyslių sistema)
  • Valdymo organai (nervų sistema, analizatoriai ir endokrininės liaukos)

Judamajame aparate skiriama pasyvioji dalis – kaulai ir jų jungtys – bei aktyvioji dalis – raumenys.

Iš visų organų didžiausias krūvis, veikiant fiziniams pratimams, tenka judamajam aparatui. Todėl jame ryškiausiai pasireiškia tiek teigiamas, tiek neigiamas jų poveikis.

Yra pastebėta, kad normalus fizinis krūvis suintensyvina kraujo apytaką ne tik judamajame aparate, bet ir smegenyse. Ir atvirkščiai, per dideli fiziniai krūviai, organizmo fizinis pertempimas neigiamai veikia ne tik judamąjį aparatą, bet ir CNS. Todėl saikingi fiziniai pratimai padeda sėkmingiau mokytis. Atvirkščias procesas vystosi pavalgius ir suintensyvėjus virškinamojo aparato funkcijai – kraujo apytaka smegenyse pablogėja, CNS funkcijos susilpnėja.

Kaulų adaptacija fiziniams krūviams.

Kaulai yra gyvi organai, kurie nuolat kinta, atsinaujina. Pvz., šlaunikaulis visiškai atsinaujina per 50 dienų. Nuolatinio atsinaujinimo fone pasireiškia kaulų adaptaciniai pakitimai visuose jų sandaros lygiuose. Ryškiausi pakitimai stebimi pirmaisiais dvejais treniruočių metais, tačiau kitimai nenutrūksta visą sportavimo laiką ir dar ilgai išlieka po to .

Dėl fizinių pratimų pakinta:

  • cheminė kaulų sudėtis
  • išorinė jų forma
  • vidinė sandara
  • augimo ir kaulėjimo procesai

Cheminės kaulų sudėties pakitimai. Kauluose, kuriems tenka pagrindinis krūvis, susikaupia daugiau kalcio ir fosforo druskų, ypač arčiau atramos paviršiaus. Kauluose santykinai padaugėja mineralinių medžiagų, tačiau organinių – nemažėja. Todėl sportuojančių žmonių kaulai tvirtesni.

Išorinės kaulų formos pakitimai. Sportuojančių žmonių kaulai reljefiškesni. Juose visi išsikišimai, keteros, šiurkštumos geriau matomos. Šie visi iškilimai kinta veikiant prie jų prisitvirtinusiems raumenims, todėl kiekvienai sporto šakai būdingi tik tam tikrų kaulų pakitimai, pvz., boksininkams dėl smūgių sustorėja II ir III delnakaulių galvutės, plaukikams – dėl deltinio raumens hipertrofijos sustorėja artimasis žastikaulio galas ir išnyksta jo chirurginis kaklas. Bėgikų, žaidėjų labai ryški blauzdikaulio šiurkštuma.

Kaulų vidinės sandaros pakitimai. Jie priklauso nuo fizinio krūvio pobūdžio.

Veikiant statiniams ir jėgos krūviams, sustorėja kompaktinis kaulo sluoksnis, ypač tų kaulų, kuriems tenka pagrindinis krūvis. Šis sustorėjimas ypač ryškus raumenų prisitvirtinimo vietose. Dėl kaulo kompaktinio sluoksnio sustorėjimo sumažėja kaulų čiulpų ertmė, kartais ji gali visai išnykti. Kompaktinio sluoksnio pakitimai gali būti simetriški ir asimetriški. Tai priklauso nuo sportinės specializacijos. Pvz., gimnastų kaulų pakitimai vienodi abiejose rankose, o stalo tenisininkų – tik pagrindinės rankos kaulų, ypač stipinkaulio ir I bei II delnakaulių.

Veikiant dinaminiams krūviams, kompaktinio sluoksnio pakitimai mažesni. Jis beveik nesustorėja, kaulo diametras nepakinta, tačiau jame padaugėja osteonų. Dėl to kaulai tampa labai tvirti, bet lengvi, geriau aprūpinami krauju. Tokie pakitimai būdingi žaidėjams, bėgikams.

Dažniausiai pasitaiko mišrūs pakitimai – kompaktinio sluoksnio sustorėjimas kartu su osteonų kiekio padidėjimu.

Akytojoje kaulo medžiagoje sustorėja, sustambėja kaulinės sijos, padidėja tarp jų akutės, o jose – raudonųjų kaulų čiulpų, gaminančių kraujo forminius elementus. Pakinta ir akytosios medžiagos arhitehtonika; gali atsirasti net naujos kaulinių sijų jėgos linijos, nebūdingos nesportuojančiam žmogui. Tai lemia sporto šakai būdingos padėtys bei judesiai.

Antkaulis, veikiant fiziniams krūviams, sustorėja, tampa tvirtesnis, elastingesnis, jame padaugėja kraujagyslių, suaktyvėja osteooblastai. Dėl to kaulų lūžimai sportuojantiems sugyja greičiau.

Fizinių pratimų įtaka kaulų augimui. Dideli, sunkūs fiziniai krūviai, neatitinkantys organizmo subrendimo lygio, pradžioje kaulų augimą suaktyvina, bet jie greit nustoja augę, nes sukaulėja augimo zonos – epifizinės kremzlės. Teisingai dozuojami fiziniai krūviai, jei jie atitinka judamojo aparato subrendimo lygį, aktyvina kaulų augimo zonas, jos ilgiau nesukaulėja. Todėl padidėja augimo potencinės galimybės, nors ūgis yra genetiškai determinuotas.

Kaulų jungčių adaptacija fiziniams krūviams

Dėl fizinių pratimų poveikio atsiranda adaptaciniai pakitimai visose kaulų jungtyse. Tiesioginėse jungtyse, kurių didesnio paslankumo reikia tam tikrai sporto šakai, padaugėja audinio, didinančio šį paslankumą, didėja šio audinio elastingumas. Didesni adaptaciniai pakitimai atsiranda sąnariuose, dėl ko pakinta jų paslankumas.

Sąnarių paslankumo kitimus fizinių pratimų poveikyje lemia keletas faktorių.

Pirma, sąnarinių paviršių kongruentiškumo pakitimas. Labiausiai apkrautų sąnarių sąnarinės kremzlės sustorėja, dėl to pagerėja jų amortizacinės savybės, ir sumažėja spaudimas į kaulą. Šių kremzlių storis ir forma lemia sąnarių paslankumą. Iki 12-14 metų amžiaus sąnariniai paviršiai dar nevisiškai susimodeliavę, todėl juos kryptingai veikiant galima suformuoti tokius, kokių reikalauja sporto šakos ypatumai. Todėl sporto šakose, kur reikia lavinti lankstumą, vaikus reikia pradėti treniruoti anksčiau, ypač gerai intensyviausio sąnarių paslankumo didėjimo periodu. Sporto šakose, kuriose reikia apriboti judesius, sąnariniai paviršiai darosi labiau kongruentiški. Dėl to sumažėja sąnario paslankumas (pvz., sunkiaatlečių stipinis riešo sąnarys).

Antra, pakinta sąnario kapsulės struktūra. Stipriausiai statinių jėgų veikiamose dalyse ji standėja, joje mažėja elastinių skaidulų ir kraujagyslių kiekis. Ten, kur krūviai mažesni ir labiau dinamiški, sąnarinė kapsulė elastingesnė, joje daugiau puraus jungiamojo audinio, tankesnis kraujagyslių tinklas.

Trečia, sąnarių paslankumas priklauso nuo judesių stabdžių būklės. Judesio stabdžiais gali būti raumenys – antagonistai judesio atžvilgiu ir raiščiai, tvirtinantys sąnarį. Dėl treniruočių poveikio padidėja ne tik raumenų, atliekančių judesį, jėga, bet ir raumenų bei raiščių, esančių priešingoje judesiui pusėje, elastingumas.

Ketvirta, sąnarių paslankumas priklauso nuo kaulinių apribojimų judesio kryptimi buvimo. Pvz., žmogus negali atlikti gimnastikos tilto, jei jo stuburo juosmeninėje dalyje, yra stambios, ilgos, arti viena kitos esančios katerinės ataugos.

Sąnarių paslankumas kinta priklausomai nuo fizinio krūvio pobūdžio. Dideli statiniai krūviai sumažina kaulų jungčių paslankumą. Jiems veikiant, labai sustiprėja raumenys – antagonistai, sustorėja raiščiai, stabdantys judesį. Sporto šakose, kur daugiau dinaminių krūvių, sąnarių paslankumas padidėja. Jis gali padidėti visuose sąnariuose apie visas judėjimo ašis (pvz., akrobatų); gali didėti tik sporto šakai reikalinguose sąnariuose (pvz., tenisininkų – pagrindinės rankos, bėgikų – pėdų sąnariuose) arba netgi tik apie vieną kurią nors judėjimo ašį (pvz., slidininkų – peties sąnaryje apie skersinę ašį, plaukikų, plaukiančių brasu, – klubo sąnario paslankumas apie sagitaliąją ašį).

Pakitimai raumenyse fizinių pratimų įtakoje

Veikiant fiziniams krūviams, pakinta raumenų:

  • išorinė forma
  • vidinė sandara
  • funkcinės savybės

Pakitimai priklauso nuo sportinės specializacijos. Pakitimai atsiranda ir raumenyniniame ir jungiamajame audinyje. Jungiamajame audinyje skaidulos darosi vingiuotesnės, dėl to raumuo susitraukdamas mažiau deformuojasi, o tempiant lengviau išsitempia. Kraujagyslių vingiuotumas jungiamajame audinyje taip pat padidėja. Tokie pakitimai daugiau būdingi statiniams ir jėgos krūviams. Vyraujant dinaminiams krūviams, visų šių struktūrų vingiuotumas sumažėja, jos tampa tiesesnės. Veikiant statiniams krūviams, labai padidėja raumenų apimtis ir svoris , t.y. raumenys hipertrofuoja. Tai įvyksta dėl pačių raumeninių skaidulų sustorėjimo. Didėja raumenų prisitvirtinimo prie kaulų paviršius, sutrumpėja jų raumeninė dalis, pailgėja sausgyslės. Tarp raumeninių skaidulų daugėja jungiamojo audinio, kuris apsaugo raumenį nuo ištempimo. Aplink skaidulas gausėja kapiliarų tinklas, jie tampa vingiuotesni. Pačioje raumeninėje skaiduloje padaugėja sarkoplazmos, padaugėja branduolių, miofibrilių ir mitochondrijų. Aktyvuojasi energetinių junginių ir baltymų sintezė, didėja fermentų aktyvumas, padaugėja mioglobino ir glikogeno. Dinaminiai krūviai taip pat padidina raumenų apimtį ir svorį, tačiau mažiau. Ilgėja jų raumeninė dalis, trumpėja sausgyslė. Skaiduloje didėja miofibrilių skaičius, o aplink jas apie 2 kartus padidėja kapiliarų kiekis, tačiau kapiliarai tiesesni.

Veikiant dinaminiams krūviams didesni pakitimai raudonosiose skaidulose, jos daugiau sustorėja, o apie baltąsias skaidulas padidėja kapiliarų tinklas.

Pakitimai širdies – kraujagyslių sistemoje (ŠKS)

ŠKS fizinių pratimų poveikyje atsiranda ir funkciniai, ir morfologiniai pakitimai.

Pakinta širdies dydis. Nesportuojančio žmogaus širdis sveria vidutiniškai 310g, o sportininko, ypač ištvermės sporto šakos, gali sverti iki 550g. Svoris padidėja dėl širdies raumens hipertrofijos, jos sienelių sustorėjimo. Treniruotos širdies kameros taip pat padidėja, dėl to didėja jos tūris. Treniruoto žmogaus širdies tūris gali siekti 1200-1300 ml (vertinama ml/kg kūno masės). Galingas širdies raumuo per tą patį laiką pajėgia išmesti į kraujo apytaką žymiai didesnį kraujo kiekį.

Pagrindiniai širdies funkciniai rodikliai – širdies susitraukimų dažnis (ŠSD), sistolinis tūris (ST) ir minutinis tūris (MT).

ŠSD arba pulsas ramybėje siekia 60-80 kartų per minutę. Treniruotų sportininkų, ypač ištvermės sporto šakose, jis mažesnis – 50-60 k/min. Treniruotų žmonių ŠSD fizinio krūvio metu padidėja žymiai mažiau, negu netreniruotų. Esant lėtesniems susitraukimams, ilgesnė diastolė (širdies atsipalaidavimas) ir širdis geriau pailsi, geriau prisipildo jos kameros krauju. ST – ai kraujo kiekis, kurį širdis išmeta vieno susitraukimo metu. Jis ramybėje siekia 70-100 ml, o fizinio krūvio metu – 200 ml. ir daugiau. Tokius didelius rezervus lemia storas, galingas širdies raumuo, didelė pati širdis.

MT – kraujo kiekis, kurį širdis išmeta į aortą arba plaučių kamieną per 1 min. Ramybėje jis siekia 2-6 l/min. Fizinio krūvio metu netreniruotų asmenų jis padidėja iki 16 l/min., o sportininkų – iki 30 l/min. ir daugiau. Fiziškai silpnų, netreniruotų žmonių širdies adaptacija fiziniam krūviui yra energetiniu požiūriu neekonomiška: MT didėja ŠSD padidėjimo sąskaita, o ST didėja nežymiai arba nekinta. Taip gali atsitikti persitreniravimo arba persitempimo atvejais ir geriems sportininkams. Sportininkų širdis fiziniam krūviui adaptuojasi didinama savo ST, o ŠSD padidėja mažiau.

Arterinis kraujospūdis ramybėje sportininkų ir nesportuojančiųjų skiriasi mažai, gal kiek žemesnis jis tik ištvermės sportininkų. Normalus sistolinis kraujo spaudimas siekia 100-140mmHg, diastolinis – 60-90mmHg. Fizinio krūvio metu sistolinis kraujo spaudimas pakyla iki 200-240 mmHg, diastolinis – sumažėja. Pakitimai priklauso nuo fizinio krūvio dydžio ir asmens treniruotumo. Kraujospūdis atsistato po lengvų krūvių per 3-5 min., po sunkių, ilgalaikių krūvių – vėliau. Pagal ŠKS reakciją į fizinį krūvį sprendžiama apie žmogaus fizinį darbingumą.

Kvėpavimo sistemos adaptacija.

Veikiant sistemingiems fiziniams krūviams, sustiprėja kvėpavimo raumenys (diafragma, tarpšonkauliniai raumenys). Padidėjus šių raumenų jėgai, didėja krūtinės ląstos ekskursija, didėja gyvybinė plaučių talpa (VC). VC – vienas iš svarbiausių išorinio kvėpavimo funkcinių rodiklių. Treniruočių įtakoje VC gali padidėti daugiau trečdaliu. Sportininkų ji žymiai didesnė, negu nesportuojančiųjų ir gali pasiekti: moterų – 5,3 l, vyrų – iki 8,7 l. Fizinių krūvių įtakoje padidėja plaučių ventiliacija – oro tūris, iškvepiamas per 1 min. Ramybėje ji siekia 5-12 l/min. Krūvio metu ji žymiai padidėja dėl kvėpavimo pagilėjimo bei padažnėjimo ir siekia 60-120 l/min (gali pasiekti iki 220 l/min). Fizinio krūvio metu įsijungia pagalbiniai kvėpavimo raumenys. Kvėpavimo dažnumas ramybėje yra 10-16 k/min.. Fizinio krūvio metu gali padažnėti iki 50-70 k/min. Fizinių pratimų įtakoje apie 4 kartus pagerėja O2 difuzija iš alveolių oro į kraują (ramybėje 15 ml/min, fizinio krūvio metu apie 65ml/min).

Kraujo pakitimai

Ramybėje sportininkų ir nesportuojančiųjų kraujas skiriasi nedaug. Ištvermės sportininkų kraujyje daugiau Hb, tačiau dėl didelių krūvių jo kiekis mažėja.

Po fizinio krūvio pasireiškia miogeninė leukocitozė t.y. padidėja kraujyje leukocitų kiekis. Padidėjimas priklauso nuo fizinio krūvio intensyvumo ir organizmo funkcinės būklės. Dėl lengvo krūvio padaugėja iki 10-12*109 /ml, dėl ilgų ir intensyvių krūvių – iki 16-18*109/ml, atsiranda kaulų čiulpų reakcija į fizinį krūvį, o ypatingai sunkių fizinių krūvių metu leukocitų kiekis kraujyje padidėja iki 30-50*109/ml, pasireiškia intoksikacijos reiškiniai.

Imuninis reaktyvumas dėl nedidelių fizinių krūvių didėja, gerėja organizmo atsparumas.

Dėl didelių fizinių krūvių jis mažėja. Pvz., yra žinoma, kad per Olimpines Žaidynes sportininkų kraujyje išnyksta natūralūs antikūnai. Varžybiniame periode sportininkų sergamumas padidėja (mūsų duomenimis – apie 4 kartus).

Virškinimo sistemos pakitimai.

Fiziniai krūviai į virškinimo sistemą veikia refleksiniu keliu. Lengvi fiziniai pratimai pagerina virškinimo procesus, stimuliuoja virškinimo sulčių sekreciją. Sunkūs fiziniai krūviai, ypač ilgas bėgimas, mažina skrandžio sulčių sekreciją, mažina jų rūgštingumą. Fizinio krūvio metu refleksiškai susitraukia pilvo ertmės kraujagyslės, ir kraujas nuteka į dirbančius raumenis. Dėl to skrandis ir žarnynas blogiau aprūpinami krauju ir O2

Sportuojantiems pasitaiko skausminis kepenų sindromas: ilgų ir intensyvių fizinių krūvių metu atsiranda aštrus skausmas dešiniajame šone. Jo priežastis neaiški. Gali būti dėl to, kad kepenys staigiai prisipildo krauju ir tempiama jų kapsulė, gali būti dėl O2 trūkumo, bet gali būti ir ligos simptomas. Būtina tokiu atveju atlikti kepenų tyrimus.

Šlapimo išskyrimo sistemos pakitimai.

Ramybėje sportuojančių ir nesportuojančių šlapimo sudėtis nesiskiria. Po didelių ištvermės krūvių šlapime atsiranda baltymas, eritrocitai. Tai priklauso nuo fizinio krūvio intensyvumo ir apimties bei organizmo funkcinės būklės, jo galimybių. Tai normali fiziologinė reakcija. Jei pakitimai stebimi ir ramybėje, tai gali būti ir ligos simptomas. Ūmios ir lėtinės infekcijos, derinyje su fiziniais krūviais, gali sukelti didelius inkstų pakenkimus.

Parašykite komentarą