Текст книги "Экологическая физиология"

Ф. А. Гершкорон
Экологическая физиология Лабораторный практикум

Предисловие

Лабораторный практикум по дисциплине «Экологическая физиология» предназначен для студентов направления «Биология» (профиль «Биохимия») и призван оптимизировать освоение дисциплины.

Практикум содержит описание лабораторных работ по дисциплине, краткий обзор теоретического материала, контрольные вопросы и задания по темам лабораторных занятий.

Для успешного выполнения заданий лабораторной работы студент должен строго ориентироваться на предложенный порядок выполнения работы.

В содержании отчета по работе дано напоминание о необходимости занесения всех результатов работы и выводов в тетрадь для лабораторных работ (тетрадь протоколов опытов).

Лабораторный практикум подготовлен в соответствии с рабочей программой дисциплины «Экологическая физиология».

Лабораторная работа 1
Оценка показателей физического развития – особенностей контитуции

Цель работы: освоить методы оценки показателей физического развития.

Задачи:

1. Измерить соматометрические показатели и оценить их.

2. Вычислить индекс Пинье.

3. Оценить соматическое здоровье по шкале соматического здоровья.

Приборы и оборудование: сантиметровые ленты, медицинские весы, ростомер, секундомеры, тонометры, спирометры, мыльный раствор, спирт, бинт, кистевые динамометры.

Краткие теоретические сведения

Конституция (от лат. constitutio – установление, организация) – комплекс устойчивых индивидуальных морфологических, физиологических и психологических свойств организма, обусловленных действием среды обитания и наследственностью, определяющих в свою очередь своеобразие реакции организма на внешние и внутренние раздражители, а также темпы индивидуального развития и предпосылки способностей человека.

Гиппократ (IV в. до н. э.) считается основоположником учения о конституции человека. Он выделял четыре типа конституции по темпераменту:

● сангвиник (преобладание крови);

● флегматик (преобладание лимфы, слизи);

● холерик (преобладание желчи);

● меланхолик (преобладание черной желчи).

И. П. Павлов подтвердил и научно доказал существование выделенных Гиппократом типов конституции. В основе классификации И. П. Павлова – комбинация свойств нервной системы: силы, уравновешенности, подвижности.

Другие ученые оценивали конституцию по: 1) пропорциональности телосложения, в том числе по величине индекса Пинье; 2) уровню функциональной активности органов дыхания и пищеварения; 3) преобладанию типа ткани (костной, жировой и мышечной); 4) особенностям волокон соединительной ткани; 5) мышечному тонусу; 6) ферментам, определяющим тип реагирования (устойчивость к гипоксии); 7) скорости срочного реагирования на изменение среды при непосредственном действии раздражителей на организм; 8) способности выдерживать нагрузки различной интенсивности (силы) и длительности; 9) тонусу вегетативной нервной системы; 10) типу биоритмов; 11) способности адаптироваться к внешним воздействиям (усвоение экзогенных ритмов) и др.

Недостатком всех существующих классификаций конституции является отсутствие комплексного подхода.

Порядок выполнения работы

Задание 1. Определить антропометрические показатели (соматометрия)

Измерение роста. Находясь в положении «смирно», выпрямив спину, поджав живот, тремя точками касайтесь вертикальной стойки ростомера – пятками, ягодицами, лопатками (икры практически тоже касаются стойки). Голова должна находиться в положении, при котором наружный угол глаза и наружный слуховой проход находятся на одном уровне.

Измерение массы тела. Массу тела измеряйте десятичными медицинскими весами рычажной системы чувствительностью до 50 г (с платформой и стойкой). На платформу нужно становиться осторожно на середину при опущенном затворе, взвешивание допускается без обуви и при минимуме одежды.

Измерение окружности грудной клетки. Сантиметровую ленту приложите сзади по нижним углам лопаток, а спереди – по нижнему краю околососковых кружков (у мужчин); у женщин сзади точно так же, спереди – над грудными железами. Измерение окружности грудной клетки производите на вдохе, выдохе в покое.

Определение размаха показателей грудной клетки. Измерьте окружность грудной клетки при вдохе и выдохе; найдите разницу между значениями. В норме размах показателей грудной клетки должен составлять 7–9 см; меньше 7 см – неблагоприятный показатель, более 9 см – хороший показатель.

Оценка гармоничности телосложения. Данный показатель определите по формуле

Окр. гр. клетки (см) · 100 / Рост (см)

В норме этот показатель равен 50–55; если больше – отличное развитие, если меньше – слабое.

Окружность грудной клетки в состоянии покоя должна быть не менее половины роста.

Соотношение веса и роста найдите по формуле

Вес (кг) / Рост (дм)

В норме соотношение роста и веса должно составлять 4,3–3,2.

Задание 2. Определить индекс Пинье

Индекс Пинье определите, исходя из данных роста (см), массы (кг) и среднего значения периметра грудной клетки (см). Он рассчитывается исходя из замеров при форсированном вдохе и выдохе:

Индекс Пинье = Р (см) – (Масса тела (кг) + Окр. гр. клетки (см))

Величина индекса Пинье от 0 до 10 свидетельствует об отличном физическом развитии индивида, от 10 до 15 и от 0 до –1 – об очень хорошем, от 15 до 25 и от –1 до –3 – о хорошем, от 25 до 30 и от –3 до –5 – об удовлетворительном, а более 30 и менее –5 – о плохом.

Задание 3. Оценить соматическое здоровье

Примечание к табл. 1 и 2: в скобках – баллы; ЖЕЛ – жизненная емкость легких; ЧСС – частота сердечных сокращений; АДсист. – уровень максимального (систолического) артериального давления в покое.

Таблица 1

Шкала соматического здоровья (мужчины)

Таблица 2

Шкала соматического здоровья (женщины)

Определение силы и выносливости мышц кисти (динамометрия).

Динамометрия – метод измерения мышечной силы. Кистевой динамометр состоит из стальной пружины, которая подвергается сжатию, шкалы и стрелки, показывающей силу в килограммах. Силу мышц сгибателей пальцев правой и левой руки измерьте с помощью ручного пружинного динамометра (в килограммах). Произведите три измерения для каждой руки, зафиксируйте максимальный показатель. Сравните силу мышц правой и левой руки. При измерениях рука с динамометром должна быть вытянута и отведена в сторону. При оценке выносливости мышц кисти измерения проводите для правой и левой руки по десять раз с интервалом в пять секунд. Постройте график изменения силы при десятикратных повторениях сжатия пружины.

Содержание отчета по работе

Полученные данные занесите в тетрадь протоколов опытов. Сделайте выводы.

Контрольные вопросы

1. Что такое конституция?

2. Каковы классификация конституций человека?

3. В чем сущность экологических аспектов конституции?

4. Как можно охарактеризовать понятия «конституция», «расы», «среда обитания»?

5. Как выглядят схемы нормальных конституций (соматотипов)?

Контрольные задания

1. Показатель гармоничности телосложения составляет 55. Вычислите окружность грудной клетки у спортсмена ростом 180 см. Сделайте заключение о полученном результате.

2. Рассчитайте индекс Пинье у спортсмена ростом 180 см, весом 90 кг и со средним периметром грудной клетки 105,5 см. Сделайте заключение о величине данного показателя.

3. По основным типам конституции человека составьте таблицу; отразите в ней характеристику каждого типа конституции и факторы риска при отклонении конституциональных особенностей от нормы.

Лабораторная работа 2
Оценка состояния здоровья по показателям физической работоспособности и максимального потребления кислорода

Цель работы: освоить методы оценки показателей физической работоспособности.

Задачи:

1. Оценить физическую работоспособность методом степ-теста.

2. Оценить физическую работоспособность методом велоэргометрии.

3. Определить максимальное потребление кислорода.

4. Сделать заключение об уровне здоровья.

Приборы и оборудование: секундомеры, дек-платформы для проведения степ-теста, велоэргометр.

Краткие теоретические сведения

Здоровье (по определению ВОЗ) – состояние полного физического, психологического и социального благополучия, а не только отсутствие болезней или физических дефектов. Определение здоровья может рассматриваться в общем, общебиологическом плане, а также с точки зрения физиологии (в этом случае понятие «здоровье» может быть синонимом понятия «норма»). Выделяют три основных компонента общего здоровья человека: физическое, психическое, духовное. Среди факторов, определяющих уровень здоровья человека, 50 % приходится на образ жизни.

В процессе выполнения физической нагрузки в организме развиваются следующие функциональные состояния: 1) предстартовое состояние (проявляется тремя разновидностями эмоций: «боевая готовность», «стартовая лихорадка», «стартовая апатия»); 2) врабатывание (данному состоянию предшествует разминка), устойчивое состояние; 3) «мертвая точка», «второе дыхание»; 4) устойчивое состояние; 5) утомление (субкомпенсация, декомпенсация). В основе развития указанных состояний лежит уровень возбудимости нервных центров, соотношение процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе, что в конечном счете определяет степень функциональной активности двигательной, кислородтранспортных систем, обменных процессов и организма в целом.

Работоспособность – способность человека выполнять в заданных параметрах и конкретных условиях профессиональную деятельность, сопровождающуюся обратимыми, в сроки регламентированного отдыха, функциональными изменениями в организме. Динамика работоспособности отражается в следующих ее фазах: мобилизация, врабатывание, гиперкомпенсация, оптимальная работоспособность, субкомпенсация, декомпенсация, срыв (утомление). Физическая способность к мышечной работе зависит прежде всего от аэробной способности. Последняя связана с уровнем развития таких факторов, как жизненная емкость легких и общее содержание гемоглобина в крови. Эти два фактора обусловливают максимальную способность возобновления альвеолярного воздуха и максимальную способность связывания кровью кислорода. Таким образом, понятие аэробной способности обозначает предельные возможности организма к мобилизации окислительных процессов для энергетического обеспечения мышечной деятельности и измеряется максимальной величиной потребления кислорода (МПК), которая может быть измерено только в процессе выполнения максимально напряженной работы. Для этой цели обычно используются кратковременные физические нагрузки возрастающей мощности.

Для оценки физической работоспособности используются различные методы исследования. Всемирная организация здравоохранения рекомендует применение теста PWC₁₇₀ (Physical Working Capacity), заключающегося в определении мощности физической работы, при которой частота сердечных сокращений достигает величины 170 уд/мин. По данным величины работоспособности возможно определение максимального потребления кислорода, являющегося интегральным показателем уровня здоровья.

Порядок выполнения работы

Задание 1. Определить физическую работоспособность методом степ-теста

Процедура определения PWC₁₇₀ состоит в выполнении двух нагрузочных заданий возрастающей мощности: первое нагрузочное задание заключается в подъеме на дек-платформу в течение 5-ти минут со скоростью 22,5 подъема в минуту; второе нагрузочное задание заключается в подъеме на дек-платформу в течение 5-ти минут с максимально возможной скоростью (при этом необходимо подсчитывать количество подъемов в минуту для расчета среднего количества подъемов). Высота дек-платформы должна составлять 33 см для женщин и 40 см для мужчин.

Величина PWC₁₇₀рассчитывается по формуле

PWC ₁₇₀ = N₁ + (N₂ – N₁) · [(170 – f₁) / (f₂ – f₁)],

где N₁, N₂ – мощность первого и второго нагрузочного задания, кг·м/мин;

f ₁, f₂ – частота сердечных сокращений в конце первого и второго нагрузочного задания (разница между f₁ и f₂ должна быть больше 40 уд/мин).

При использовании степ-теста величину работы (мощности нагрузочного задания) определите по формуле

N = 1,3 · М · N · Н,

где М – масса испытуемого, кг; N – число подъемов на ступеньку за 1 мин; Н – высота ступеньки, м.

Таблица 3

Физическая работоспособность по данным PWC (кг·м/мин) (женщины)

Таблица 4

Физическая работоспособность по данным PWC (кг·м/мин) (мужчины)

Чем больше PWC, тем большую мышечную работу может выполнить человек при оптимальном функционировании системы кровообращения, тем больше физическая работоспособность (табл. 3, 4). На уровень физической работоспособности оказывают влияние такие факторы, как пол, возраст, наследственность, состояние здоровья и т.д.

Задание 2. Определить физическую работоспособность методом велоэргометрии

Выполните работу на велоэргометре дважды в течение 5-ти мин, каждый раз с 3-минутным интервалом. Частота вращения педалей должна быть 60–70 об/мин.

Мощность первой нагрузки W₁ для практически здорового мужчины должна составлять 1 Вт/кг, для человека, не занимающегося физическим трудом (тренировками), – 0,5 Вт/кг.

В конце 1-й нагрузки подсчитайте ЧСС за 30 с и в зависимости от нее и величины 1-й нагрузки определите по таблице Белоцерковского (табл. 5) величину 2-й нагрузки W₂.

Таблица 5

Ориентировочные значения мощности 2-й нагрузки (кг·м/мин), рекомендуемые при определении теста PWC₁₇₀ (по 3. Б. Белоцерковскому)

После 3-минутного перерыва исследований на протяжении 5-ти мин поработайте со 2-й нагрузкой (W₂). В конце 2-й нагрузки вновь определите ЧСС за 30 с. Физическую работоспособность определите по формуле Карпмана

PWC ₁₇₀ = W₁ + (W₂ – W₁) (170 – f₁ / f₂ – f₁), где PWC₁₇₀ – мощность физической нагрузки на велоэргометре; W₁ и W₂ – мощность 1-й и 2-й нагрузок; f₁, f₂ – ЧСС за 30 с в конце 1-й и 2-й нагрузок.

Задание 3. Определить максимальное потребление кислорода по формуле Карпмана

В связи с трудностью прямой оценки МПК, при которой испытуемый должен установить нагрузку, равную или большую индивидуальной критической мощности, В. Л. Карпман (1969) предложил непрямой метод ее определения. Он основан на корреляции величины с результатами оценки физической работоспособности.

Произведите расчет величины МПК по формуле Карпмана.

Формула Карпмана для лиц с невысокой степенью тренированности:

Для спортсменов:

Оцените уровень здоровья с учетом значения величины МПК по табл. 6.

Таблица 6

Уровни физического здоровья человека в соответствии с величинами МПК

Задание 4. Определение максимального потребления кислорода по номограмме Астранда

При сопоставлении величины максимального поглощения кислорода (МПК) у разных по возрасту и полу людей обнаруживается ее зависимость от массы тела и роста, степени тренированности, индивидуальных особенностей организма. У людей старше 30–35 лет МПК снижается в среднем на 10 % за каждое десятилетие. У женщин МПК составляет 65–85 % от показателей МПК у мужчин.

Способ Астранда основан на наличии линейной зависимости между частотой сердечных сокращений и потреблением кислорода.

Используя специальную номограмму (рис. 1), величину максимального потребления кислорода определяют по частоте сердечных сокращений при субмаксимальной нагрузке.

При расчете МПК по номограмме необходимо провести линию между точкой, отражающей частоту пульса при выполнении субмаксимальной нагрузки, и точкой, соответствующей массе тела исследуемого (в том случае, когда физическая нагрузка задается в виде подъема на ступени), либо точкой, показывающей мощность нагрузки (если мышечная работа выполняется на велоэргометре).

Точка пересечения такой построенной линии со шкалой VО₂ покажет искомое значение максимального потребления кислорода.

Оцените уровень здоровья с учетом значения величины МПК по табл. 6.

Рис. 1. Номограмма Астранда для непрямого определения максимального потребления кислорода

Задание 5. Рассчитать должные величины МПК

Должные величины МПК (ДМПК) отражают средние значения нормы для людей данного возраста и пола.

Рассчитайте ДМПК по формулам:

для мужчин

ДМПК = 52 – (0,25 · возраст);

для женщин

ДМПК = 44 – (0,2 · возраст)

Оценочным показателем является отклонение ДМПК от МПК, выраженное в процентах.

Рассчитайте процент ДМПК по формуле:

ДМПК % = МПК / ДМПК · 100 %,

где МПК – показатель, рассчитанный по формуле Карпмана либо по номограмме Астранда.

Содержание отчета по работе

Результаты внесите в тетрадь протоколов опытов. Сделайте вывод (табл. 7).

Таблица 7

Уровни физического здоровья человека в соответствии с ДМПК

Контрольные вопросы

1. В чем заключается физиологическая характеристика состояния организма при спортивной деятельности?

2. Что такое «работоспособность», «фазы работоспособности»?

3. Каковы физиологические основы утомления и восстановления при выполнении физической нагрузки?

4. В чем заключается физиологическая характеристика циклических упражнений (максимальной, субмаксимальной, большой и умеренной мощности)?

5. Какова физиологическая характеристика статических нагрузок?

6. Каковы особенности состояния организма при выполнении упражнений переменной мощности, стандартных ациклических и статических нагрузок?

7. Что собой представляют энергетические критерии классификации физических упражнений?

8. В чем заключаются причины утомления при разных видах выполняемой нагрузки?

9. Каковы основы адаптации к физической нагрузке?

10. В чем заключаются основы спортивной тренировки как многолетнего процесса адаптации функций организма к мышечной деятельности?

Контрольные задания

1. При исследовании крови было выявлено, что показатель гематокрита (соотношение форменных элементов и плазмы) у одного больного: плазма 40 %, форменные элементы 60 %, у другого – плазма 60 %, форменные элементы 40 %. Соответствуют ли эти показатели норме? Укажите возможные причины изменения гематокритного показателя.

2. У здорового мужчины в 1 л крови содержится 150 г гемоглобина и 5,5 · 10¹² эритроцитов. Рассчитайте среднее содержание гемоглобина в эритроците.

3. У здоровой женщины в 1 л крови содержится 129 г гемоглобина и 4,7 · 10¹² эритроцитов. Рассчитайте среднее содержание гемоглобина в эритроците.

4. Рассчитайте систолический объем при артериальном давлении (систолическом) − 130 мм рт.ст., артериальном давлении (диастолическом) − 90 мм рт. ст. у 18-летнего спортсмена. Сделайте заключение о полученном результате.

5. Обоснуйте использование максимального потребления кислорода и теста PWC₁₇₀ для количественной оценки физического здоровья человека.

Лабораторная работа 3
Адаптация организма к физическим нагрузкам

Цель работы: освоить метод вариационной пульсометрии.

Задачи:

1. Произвести запись 50-ти кардиоинтервалов до и после выполнения физической нагрузки.

2. Провести статистическую обработку полученных данных и сделать заключение по результатам эксперимента.

Приборы и оборудование: электрокардиограф, физиологический раствор, марля, дек-платформы для проведения степ-теста.

Краткие теоретические сведения

Адаптация – совокупность физиологических реакций, обеспечивающих приспособление строения и функций организма к изменению условий окружающей среды, в том числе к действию физических нагрузок.

Биологический смысл адаптации состоит в установлении и поддержании гомеостаза.

Уровни адаптации:

● субклеточный (усиление синтеза нуклеиновых кислот и белков, активация митохондриального аппарата клетки как энергетической станции клетки);

● клеточный;

● тканевой;

● отдельного органа;

● отдельной системы органов;

● целостного организма;

● групповой;

● популяционный;

● видовой;

● биоценотический;

● экосферный.

С термином «адаптация» связаны термины «дезадаптация», «реадаптация», отражающие степень нарушения механизмов адаптации и возможности их восстановления. Факторы, вызывающие запуск в организме адаптивных реакций, делятся на абиотические и биотические, природные и связанные с трудовой деятельностью. Адаптация может развиваться по пассивному (толерантность) и активному (резистентность) пути, быть результатом запуска кратковременных (срочная) и длительных по времени (долговременная) механизмов. В зависимости от интенсивности (силы) воздействия фактора в организме может запускаться три типа реакции:

● тренировка – на слабый раздражитель;

● активация – на раздражитель средней силы;

● стресс-реакция – на сильный и сверхсильный раздражитель.

Стресс-реакция протекает в три стадии:

1) тревога (мобилизации) – 6–48 ч;

2) устойчивость (адаптированности, резистентности) – до нескольких суток;

3) истощение.

Развитие стресс-реакции в организме характеризуется триадой изменений, отражающей состояние коры надпочечников и системы иммунной защиты, что в совокупности сказывается на состоянии системы крови, слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.

Запуск и протекание стресс-реакции сопровождается гематологическими и биохимическими изменениями (сдвигами) в организме.

Основную роль в реализации адаптивных реакций играет вегетативная нервная система (симпатический, парасимпатический отделы), определяющая уровень функционирования органов и систем организма при действии факторов среды. Вслед за нервными происходит активация эндокринных (гуморальных) механизмов регуляции функций организма. Взаимодействие нервных и гуморальных механизмов регуляции, приводящее к сдвигу обменных процессов в организме, происходит на уровне гипоталамогипофизарной и симпатико-адреналовой систем. Реализация адаптивных процессов в организме осуществляется в соответствии с теорией функциональных систем П. К. Анохина.

Методом вариационной пульсометрии можно определить напряжение сердечно-сосудистой и вегетативной системы при выполнении физической нагрузки.

Вариационная пульсометрия является наиболее распространенным методом математического анализа сердечного ритма. Она в наглядной форме демонстрирует возможность оценки вегетативного гомеостаза, взаимодействие симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы в процессе адаптации к физической нагрузке.

Порядок выполнения работы

Сделайте запись электрокардиограммы до и после дозированной физической нагрузки.

1. Сделайте исходную запись 50-ти кардиоинтервалов во втором отведении.

2. Выполните степ-тест (в течение 5-ти мин восхождение в максимальном темпе на ступень высотой 40 см).

3. Сделайте конечную запись электрокардиограммы сразу после нагрузки (50 кардиоинтервалов во втором отведении).

Статистическая обработка:

1. Измерьте величину кардиоинтервалов в миллиметрах, выразите в секундах, занесите результат в табл. 8 (отдельно таблица для исходных и для конечных данных).

Таблица 8

Длительность кардиоинтервалов

2. Найдите минимальную и максимальную величину кардиоинтервалов, величину классового интервала, разбейте значения на классы.

3. Постройте таблицу вариационного распределения кардиоинтервалов (отдельно для исходных и конечных данных).

Сущность вариационной пульсометрии (или кардиоинтервалографии) состоит в изучении закона распределения кардиоинтервалов. При этом строится вариационная кривая, или гистограмма, и определяются ее различные характеристики. При построении гистограммы первостепенное значение имеет выбор способа группировки кардиоинтервалов. Характер и форма гистограммы зависят от того, в каком диапазоне значений производится группировка и каков интервал группировки.

На основании сложившейся традиции, учитывающей физиологический смысл данного методического подхода, в вариационной пульсометрии принята группировка с интервалом 0,05 с в диапазоне от 0,40 до 1,3 с. Таким образом, выделяются 20 диапазонов значений кардиоинтервалов, каждый из которых имеет ширину в 50 мс (0,05 с). Каждый диапазон значений начинается с округленного с точностью до 0,05 значения, т. е. 0,40–0,44, 0,45–0,49, 0,50–0,54 с и т. д.

Фиксированная шкала значений и диапазонов для построения вариационной пульсограммы позволяет сравнивать данные, полученные различными авторами. Существуют графический и числовой способы представления вариационной пульсограммы.

В приведенном примере (табл. 9) все значения кардиоинтервалов размещаются всего в двух диапазонах, при этом в один из них попадает 76 % значений. Это означает, что имеется высокая степень мобилизации системы кровообращения и высокий уровень ее функционирования. Данные свидетельствуют о преобладании симпатического тонуса вегетативной нервной системы.

4. Постройте разным цветом кривые распределения кардиоинтервалов до и после нагрузки на одном графике. По оси ординат в процентах отложите значения встречаемости кардиоинтервалов, по оси абсцисс – классовые интервалы. Определите сдвиг кардиоинтервалограммы после нагрузки. Сделайте вывод об изменении вегетативного тонуса (сдвиг кривой влево – рост симпатического тонуса, сдвиг вправо – рост парасимпатического тонуса).

5. Определите следующие параметры: моду (Мо), амплитуду моды (Ам), вариационный размах (С). Эти параметры определяются для расчета индекса напряженности (ИН) и индекса вегетативного равновесия (ИВР). Сравните полученные данные у различных испытуемых.

Таблица 9

Числовой способ представления вариационной пульсограммы

Мода – середина наиболее часто встречающегося класса (в приведенном примере – 0,57 с.). Мода указывает на наиболее вероятный уровень функционирования системы кровообращения (точнее, синусового узла). Амплитуда моды – число интервалов, относящихся к модальному классу, выраженное в процентах (в приведенном примере 76 %). Этот показатель отражает стабилизирующий (мобилизующий) эффект централизации управления ритмом сердца. В основном этот эффект обусловлен влиянием отдела вегетативной нервной системы.

Вариационный размах определяется по формуле

С = (Х_mах – X_min / X_ср D_n) – 100 %,

где Х_mах – самое большое значение кардиоинтервала; X_min – самое низкое значение кардиоинтервала; X_ср – среднее значение для 50-ти кардиоинтервалов; D_n = 4,4.

Содержание отчета по работе

Полученные данные и выводы внесите в тетрадь протоколов опытов.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается характеристика процесса адаптации?

2. В чем заключается суть понятий адаптации, адаптивности, дезадаптации, реадаптации?

3. Каковы основы физиологической адаптации?

4. В чем заключаются механизмы адаптации?

5. Каковы фазы адаптации?

6. Каковы механизмы срочной и долговременной адаптации?

7. В чем заключается суть понятий «системный структурный след», «норма адаптивной реакции», «цена адаптации»?

8. Каковы физиологические основы реализации процесса адаптации в зависимости от действия на организм слабых, средних по силе и сильных раздражителей?

9. В чем заключается суть реакции тревоги и реакции активации?

10. В чем заключается влияние на жизнедеятельность интенсивности фактора (понятие об оптимуме, норме, пессимуме)?

11. Каковы физиологические основы состояния стресса, общего адаптационного синдрома?

12. В чем заключается суть понятия «эустресс», «дистресс»?

13. Каковы стадии стресса?

14. Какова триада изменений при стрессе?

15. Каковы последствия чрезмерной секреции кортикостероидов?

16. Какова связь вегетативной нервной системы и процесса адаптации?

17. Каковы основы функционирования гипоталамо-гипофизарной и симпатико-адреналовой систем?

Контрольные задания

1. Три человека одинакового возраста и телосложения участвуют в беге на 1 000 м. На финише минутный объем дыхания первого составлял 120 000 мл, второго – 120 000 мл, третьего – 60 000 мл. Частота дыхания соответственно составляла 40, 80 и 40 в минуту. Объясните, какой бегун наиболее тренирован и почему.

2. При интенсивной мышечной работе вентиляция легких может возрасти до 120 л в 1 минуту. Рассчитайте, достаточно ли при этом поступает в организм кислорода, если известно, что при тяжелой мышечной работе организм потребляет 4–5 л кислорода в 1 минуту.

3. Рассчитайте, на какую величину изменится минутный объем дыхания, если в покое число дыхательных движений равно 20, дыхательный объем 600 мл, при физической же работе частота дыхания увеличилась вдвое, а дыхательный объем – на 300 мл.

4. Объясните, почему меняются показатели: частота дыхания, дыхательный объем, форсированная жизненная емкость легких, максимальная вентиляция легких, потребление кислорода (при физической нагрузке).

5. Объясните зависимость между интенсификацией углеводного обмена и усилением сердечно-сосудистой деятельности в процессе выполнения физической нагрузки.

6. Объясните увеличение систолического объема и минутного объема крови после выполнения 10 и затем 20 приседаний по сравнению с данными показателями в состоянии покоя.

7. Опишите механизмы увеличения частоты сердечных сокращений и дыхания в процессе выполнения физической нагрузки.

8. Объясните зависимость между изменением частоты сердечных сокращений в процессе физической нагрузки и работоспособностью спортсмена.

9. Охарактеризуйте анаэробные и аэробные источники энергии, обеспечивающие выполнение физической нагрузки.

10. Опишите физиологические основы увеличения и снижения максимального потребления кислорода в процессе выполнения физической нагрузки.

11. Объясните смысл предложения: «Учащение сердцебиения прямо пропорционально интенсивности (мощности) выполняемой работы».

12. Объясните: «Степень учащения сердцебиения обратно пропорциональна способности спортсмена к выполнению мышечной работы данной мощности».

13. Объясните прямую зависимость между уровнем максимального потребления кислорода и количеством «медленных» волокон в мышцах.

14. Объясните, почему у спортсменов определенных видов спорта гематокрит меньше, чем у представителей других видов спорта, о тренированности какого физического качества свидетельствует повышение объема циркулирующей крови у спортсменов.

15. Объясните, почему в видах спорта, требующих проявления выносливости, максимальное потребление кислорода у спортсменов выше, чем у представителей других видов спорта.

16. В степ-тесте с максимально возможным числом подъемов на ступеньку у мужчины весом 80 кг мощность нагрузочного задания составила 800 кг·м/мин. Вычислите, какое количество подъемов совершил спортсмен за минуту.

17. Определите мощность нагрузочного задания у женщины весом 65 кг, при 22 подъемах в минуту на ступеньку.

18. Рассчитайте PWC_170, если мощность первого нагрузочного задания составила 600 кг·м/мин, а мощность второго – 1 300 кг·м/мин. Частота сердечных сокращений в конце первого нагрузочного задания составила 80 уд/мин, в конце второго – 150 уд/мин.

19. Ответьте на вопрос: «За счет чего может изменяться минутный объем крови после проведения нагрузочного задания?»

20. Показатель наследуемости максимального потребления кислорода составляет 80 %, динамометрических показателей силы руки – 60 %, общей выносливости – 65 %. Объясните, какой из перечисленных признаков в меньшей степени определяется средовыми воздействиями.