Физическое воспитание и здоровье

Физическое воспитание - это серьезнейший педагогический процесс, полностью направленный на постоянное совершенствование форм и функций человеческого организма , формирования у него самых разнообразных двигательных умений, навыков, знаний, так или иначе связанных с ними и развития физических качеств. Процесс физического воспитания является неотьемлимой частью школьного образования.

Состояние здоровья человека в конечном счете определяется объемом и мощностью адаптационных резервов его организма. Чем выше функциональный резерв, тем ниже «цена» адаптации. Адаптация организма к новым условиям жизнедеятельности обеспечивается не отдельными органами, а скоординированными во времени и пространстве и иерархически соподчиненными между собой функциональными системами. Для адаптированной системы характерна экономичность функционирования с целью максимальной экономии расхода физиологических ресурсов организма.

Постоянная изменчивость среды обитания определяет динамичность, непрерывность, многогранность и пластичность адаптивных процессов. При систематическом воздействии физических упражнений их влияние постепенно ослабевает в связи с повышением устойчивости и пластичности регуляторных механизмов, клеточных структур, изменений физико-химических свойств клеток, расширения функционального резерва и адаптационных возможностей организма. Это явление экономизации включения физиологических систем в процессы биологической адаптации позволяет сохранять постоянство внутренней среды организма (гомеостаз) при действии все более выраженных раздражителей, отвечать на раздражители без патологических реакций, постоянно расширяя функциональные резервы организма.

Основные пути повышения общей неспецифической устойчивости организма школьников, в том числе к воздействию неблагоприятных метеорологических факторов:

• повышение в процессе физического воспитания неспецифической устойчивости организма к неблагоприятным факторам окружающей среды;
• коррекция процессов биологического роста и развития;
• совершенствование механизмов терморегуляции и закаливание организма.

Как известно, здоровье человека зависит от генетических факторов, состояния окружающей среды, медицинского обеспечения, условий и образа жизни (табл. 3).

Наибольшее значение для здоровья человека имеет образ жизни, а основной элемент здорового образа жизни — высокая физическая культура.

Факторы, влияющие на здоровье человека (по Э. Н. Вайнеру)

Факторы	Удельный вес, %
Генетические	15-20
Состояние окружающей среды	20-25
Медицинское обеспечение	10-15
Условия и образ жизни	50-55

Здоровый образ жизни — это оптимальный двигательный режим; закаливание; рациональное питание; рациональный режим жизни; отсутствие вредных привычек.

Оздоровительная направленность физической культуры. Физическая культура составляет важную часть общей культуры общества, всю совокупность его достижений в создании и рациональном использовании специальных средств, методов и условий направленного физического совершенствования человека.

Принцип оздоровительной направленности. Для повышения функционального уровня и коррекции функциональных отклонений организма у детей и подростков в процессе физического воспитания необходимы:

• рост неспецифической устойчивости организма к неблагоприятным факторам окружающей среды в процессе физического воспитания;
• стимулирование процессов роста и гармоничное развитие;
• совершенствование терморегуляции и закаливание организма.

Научно обоснованное и правильно организованное физическое воспитание должно благотворно влиять на молодой организм: способствовать гармоничному физическому и психическому развитию; расширять двигательные возможности; повышать защитно-приспособительные реакции и усиливать устойчивость организма к неблагоприятным воздействиям внешних факторов.

При этом обязательно достижение достаточного оздоровительного эффекта. Благотворное влияние на здоровье — вовсе не автоматическое следствие решения каждой из частных задач физического воспитания. Более того, при повышенных физических нагрузках, что закономерно для физического воспитания, часто весьма сложно определить грань, отделяющую их позитивный и негативный эффекты. Принцип оздоровительной направленности физического воспитания создает единственно приемлемую исходную методологическую установку: не только не вредить, но и (это прежде всего) укреплять, улучшать, совершенствовать здоровье.

Ответственная роль в использовании возможностей, предоставляемых физической культурой и спортом, для укрепления здоровья принадлежит специалисту физической культуры.

Как одно из важнейших отправных методологических положений физической культуры принцип оздоровительной направленности обязывает:

1. при выборе средств, форм и методов физического воспитания исходить прежде всего из их возможной оздоровительной эффективности;
2. планировать и регулировать функциональные физические нагрузки школьников в процессе выполнения физических упражнений в соответствии с закономерностями возрастно-полового развития, их функциональными особенностями и возможностями.

Физические упражнения в системе физического воспитания по своему биологическому механизму воздействия на человека предоставляют широкие возможности достичь значительного оздоровительного эффекта. То же самое относится и к используемым в оздоровительных целях естественным факторам природы (солнечной радиации, водной и воздушной средам) и оптимальным гигиеническим условиям.

Однако даже самые рациональные средства физического воспитания могут оказаться опасными для здоровья, если нарушается оптимальная мера функциональных нагрузок. Планомерное же увеличение функциональных нагрузок, адекватных приспособительным возможностям организма, становится мощным фактором повышения работоспособности, а вместе с тем и укрепления здоровья.

Чтобы определить оптимальные нагрузки, необходим контроль за состоянием здоровья занимающихся и влиянием на него применяемых средств и методов. Обязанности такого контроля лежат на специалисте: педагоге (преподавателе, тренере, инструкторе) и враче, прошедшем специальную врачебно-физкультурную подготовку. Они несут совместную ответственность за обеспечение самого ценного результата физического воспитания — крепкого здоровья.

Физическое воспитание — неотъемлемая часть общего воспитания личности школьника. Способствуя формированию двигательных навыков, совершенствованию таких качеств, как быстрота, сила, выносливость, ловкость, оно формирует ряд морально-волевых качеств: смелость, решительность, настойчивость.

Наряду с физическими упражнениями большое значение в воспитании учащихся имеет закаливание организма (воздух, солнце и вода).

Принцип комплексности. Наибольший оздоровительный эффект занятий физической культурой и спортом возможен только при применении широкого комплекса средств (физические упражнения, их режим, применение закаливающих процедур, характер и режим питания). Физическая культура имеет большое оздоровительное и профилактическое значение не только для здоровых учащихся, но и для тех, у кого имеются некоторые отклонения в физическом развитии, в состоянии опорно-двигательного аппарата (дефекты осанки, деформации позвоночника, уплощения стоп), а также различные заболевания внутренних органов, и прежде всего сердечно-сосудистой системы.

Функции всех систем организма, в том числе сердечно-сосудистой и дыхательной, совершенствуются, если тренировка проводится правильно. Очень важен также гигиенический режим занятий: систематичность, регулярность, разносторонность и постепенное увеличение физических нагрузок. При перерывах в занятиях и тренировках необходимо начинать с более легких нагрузок по сравнению с теми, которые применялись до перерыва. Напряженные упражнения должны чередоваться с легкими, с упражнениями на расслабление. Нагрузки на различные мышечные группы также необходимо чередовать на разных этапах тренировки или занятий. В противном случае возможна перетренировка, а в итоге — плохое субъективное состояние спортсменов.

Степень положительных изменений, происходящих в организме под воздействием физических упражнений, пропорциональна (в определенных физиологических границах) объему и интенсивности физических нагрузок. Если соблюдаются все необходимые условия (нагрузки не превышают той меры воздействия на организм, за которой начинается переутомление), то чем больше объем нагрузок, тем значительнее и прочнее адаптационные перестройки. Чем интенсивнее физические нагрузки, тем мощнее процессы восстановления.

Двигательную нагрузку необходимо дозировать с учетом индивидуальных реакций на нее, суточной и сезонной ритмики основных физиологических функций, умственной и физической работоспособности, возрастных морфологических и функциональных особенностей, а также климатогеографических и социальных факторов.

Физическое воспитание детей и подростков направлено на общее оздоровление. Научно обоснованное и правильно организованное физическое воспитание детей должно благотворно влиять на растущий организм: оно должно способствовать гармоничному физическому и психическому развитию; расширять двигательные возможности; повышать защитно-приспособительные реакции и усиливать устойчивость организма к неблагоприятным воздействиям внешних факторов; вырабатывать у детей и подростков оптимизм и бодрость; создавать условия для высокопродуктивной учебы и высокопроизводительного труда.

Основными факторами физической культуры и спорта, оказывающими влияние на организм занимающихся, являются: условия внешней среды, в которых ведутся занятия (температура, влажность и скорость движения воздушных масс, солнечная радиация, освещенность мест занятий и спортивных сооружений, качество воздушной среды, воды); характер двигательной активности (объем, интенсивность и организация); характер питания (достаточность и сбалансированность основных пищевых компонентов, режим питания).

Наряду с оздоравливающим влиянием эти факторы при определенных условиях способны неблагоприятно воздействовать на организм занимающегося: вызвать нарушения функционального состояния вплоть до стойкой патологии.

Принцип соответствия объема и характера физических нагрузок возрастно-половым функциональным возможностям и особенностям организма занимающихся — один из важнейших. Рассмотрим некоторые физиологические механизмы оздоровительного воздействия занятий физической культурой и спортом на организм занимающихся.

Выдающиеся физиологи И. М.Сеченов, И. П.Павлов, Н. Е.Введенский, А. А. Ухтомский неоднократно подчеркивали существование тесной связи между здоровьем человека и характером и объемом его мышечной работы. Ограничение объема и интенсивности движений (гипокинезия и гиподинамия) или их избыточный объем и интенсивность (гипердинамия и гиперкинезия) нарушают течение всех жизненных процессов. Движение, по словам И. П. Павлова, есть главное проявление жизни.

Развитие двигательных навыков в процессе занятий физической культурой и спортом особенно важно для растущего организма ребенка в период создания сложных условных двигательных рефлексов, когда в силу чрезвычайной пластичности центральной нервной системы, с одной стороны, быстро образуются, совершенствуются и закрепляются важнейшие двигательные навыки, с другой - легко создаются такие нежелательные условные рефлексы, как плохая осанка, вызывающая в дальнейшем деформации позвоночника, неправильное дыхание и другие нарушения. Если ребенка не закаливали, у него не развивается должной приспособляемости к меняющимся, часто неблагоприятным влияниям внешней среды. Организм ребенка плохо сопротивляется воздействию метеорологических факторов внешней среды, что выражается прежде всего в повышенной склонности к простудным заболеваниям.

Физические упражнения влияют не только на двигательную функцию ребенка, их применение стимулирует деятельность всего организма, и в частности коры головного мозга. При выполнении физических упражнений растущий организм обогащается все усложняющимися двигательными условно-рефлекторными связями; создаются и закрепляются новые двигательные умения, облегчающие овладение различными трудовыми навыками. Систематические занятия физической культурой и спортом благоприятно влияют на физическое развитие ребенка и подростка. При этом не только улучшаются такие функциональные показатели, как жизненная емкость легких, сила кистей и мышц спины, но благодаря лучшему развитию всего опорно-двигательного аппарата происходит более интенсивное увеличение массы и роста ребенка.

Уровень физической подготовленности детей и подростков зависит от объема их двигательной активности. Развитие основных физических качеств у юных спортсменов на 15—25% выше, чем у их сверстников, не занимающихся спортом. При этом у девочек-спортсменок уровень развития всех физических качеств с возрастом повышается. В отличие от девочек, не занимающихся спортом, у них не снижаются темпы развития физических качеств в 16-17 лет.

Изменения кровообращения при занятиях физической культурой и спортом.

  В процессе занятий физической культурой и спортом увеличивается кровоток и соответственно показатели гемодинами-ки, изменяется состояние сердца и кровеносных сосудов. Компенсация энерготрат и более активный газообмен при мышечной деятельности достигаются благодаря увеличению кровотока. Одновременно более полно используется кислород из артериальной крови и растет артериовенозная разница его содержания. Поэтому минутный объем увеличивается в меньшей мере, чем газообмен. Максимальное потребление кислорода (МПК) превышает потребление кислорода в условиях основного обмена в 10—20 раз. Минутный объем сердца увеличивается при таком предельном увеличении газообмена лишь в 5—10 раз, с 3—5 до 20—40 л. Повышение минутного объема сердца обеспечивается благодаря росту ударного объема, а также ЧСС. Во время занятий ЧСС может достигать 180-240 уд/мин.

По мере нарастания мощности физической нагрузки линейно повышаются величины ЧСС и сердечного выброса.

Влияние физической нагрузки на сердечный выброс и частоту сокращений сердца (по В. И.Дубровскому)

Состояние	ЧСС, уд/мин	Сердечный выброс, л/мин
Покой	60	5,5
Умеренная нагрузка	100	10,9
Интенсивная нагрузка	138	15,0

При увеличении кровотока одновременно уменьшается сопротивление продвижению крови по сосудистому руслу — так называемое периферическое сопротивление. Это следствие раскрытия в работающих мышцах большего по сравнению с покоем числа капилляров, а также изменения упруговязких свойств сосудистых стенок — снижение сосудистого тонуса. Величина уменьшения периферического сопротивления не всегда зависит от увеличения кровотока. В результате повышается артериальное давление: систолическое растет до 200 мм рт. ст. более или менее пропорционально мощности выполняемой работы.

В интенсивно работающих мышцах кровоток возрастает в 15— 20 раз, причем количество функционирующих капилляров может увеличиваться в 50 раз. Во время физической нагрузки кровообращение перестраивается в режим максимального удовлетворения потребностей работающих мышц в кислороде.

При систематических занятиях физическими упражнениями значительно нарастает как абсолютный, так и относительный объем крови.

Изменения функционального состояния органов дыхания при занятиях физической культурой и спортом. Объем работы дыхательного аппарата в процессе занятий физической культурой и спортом увеличивается в соответствии с ростом газообмена. Если физическая нагрузка не слишком значительна, между величинами вентиляции легких и потребления кислорода обнаруживается линейная зависимость. При напряженной физической работе эта зависимость может нарушаться и тогда вентиляция увеличивается в большей степени. У большинства лиц, занимающихся физической культурой и спортом, вентиляция легких не бывает больше 100 л/мин. Во время занятий наряду с этим обычно повышается и использование воздуха в легких. В покое вентиляция легких составляет 5—8 л/мин при использовании 3—4% кислорода. Во время занятий вентиляция увеличивается, составляя уже десятки литров в минуту, использование кислорода оказывается обычно равно 4— 8 %. Однако так бывает лишь в упражнениях, выполняемых с участием большей части мускулатуры.

В результате систематических спортивных тренировок у юных спортсменов наблюдается значительное по сравнению со сверстниками-неспортсменами повышение функционального уровня внешнего дыхания, характеризуемого величиной жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и времени произвольной задержки дыхания на вдохе и выдохе.

У юных спортсменов в покое снижается частота дыхания и увеличивается вентиляция легких как за счет углубления, так и за счет учащения дыхательных движений. Во время физических упражнений глубина дыхания, как правило, не превышает 30—40% от величины ЖЕЛ, а частота дыхания увеличивается с 10—20 в покое до 30—40 в минуту и более во время занятий.

Ритму дыхания соответствуют аналогичные ритмичные колебания в состоянии многих физиологических систем вследствие иррадиации по нервной системе колебаний возбуждения дыхательного центра. Поэтому физическая работоспособность оказывается неодинаковой в различные фазы дыхательного цикла. Сила мышц выше всего при задержке дыхания и в паузе после выдоха, несколько меньше эта величина на выдохе и еще меньше на вдохе. Время двигательных реакций укорачивается на вдохе.

Изменения работоспособности в различные фазы дыхательного цикла (по К. М. Смирнову)

Показатель	Вдох	Выдох	Пауза
Становая сила, кг	119	127	133
Время двигательной реакции, мс	394	429	433

Во время занятий физической культурой и спортом повышается диффузионная способность газов, т. е. количество кислорода и, следовательно, углекислого газа, диффундирующие в единицу времени при разнице парциального давления по обе стороны альвеолярной мембраны в 1 мм рт. ст. Это вызвано раскрытием во время работы большего, чем в покое, числа легочных капилляров. Увеличиваются общая емкость капиллярного русла в малом круге кровообращения и скорость кровотока через легочные капилляры.

Более активная вентиляции легких при занятиях физической культурой и спортом приходится благодаря усилению работы дыхательных мышц в результате эфферентных влияний из центральной нервной системы.

Эндокринные функции при занятиях физической культурой и спортом. В зависимости от мощности физических нагрузок у лиц, занимающихся физической культурой и спортом, увеличивается содержание в крови норадреналина и адреналина, а также кортизона и кортикостерона. В процессе адаптации к физическим нагрузкам, т. е. по мере развития тренированности, эти изменения становятся менее выраженными, а иногда совсем не выявляются. В то же время увеличиваются возможности повысить содержание катехоламинов в крови. Во время предельной физической нагрузки у более подготовленных спортсменов содержание норадреналина и адреналина в крови выше.

При длительной мышечной работе активность симпатико-адреналовой и гипофизарно-адренокортикальной систем снижается. То же самое происходит с уровнем адреналина и норадреналина в крови. Это связано с меньшей активностью ферментов биосинтеза адреналина в надпочечниках, что может иметь причинную связь со снижением уровня глюкокортикоидов. Содержание глюкокортикоидов в крови снижается при длительной мышечной работе вследствие повышенной активности гиппокампа, приводящей к угнетению функции гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы. Это защитная реакция организма, предотвращающая исчерпывание его ресурсов, в чем состоит сущность физического утомления. Тем не менее утомление при длительной мышечной работе может по-разному выражаться в гормональных изменениях. При работе умеренной мощности функции коры надпочечников иногда активизируются лишь в том случае, если продолжение работы требует значительного волевого усилия.

Мышечная работа сопровождается усиленной активностью и ряда других эндокринных желез. В крови повышается концентрация глюкогена, сематотропина, альдостерона, вазопрессина, тес-тостерона. Причем если другие изменения можно рассматривать как результат усиления секреции соответствующих гормонов, то увеличение содержания тестостерона сочетается с уменьшением скорости его элиминации из крови во время мышечной работы. Продуцирование альдостерона возрастает при длительных упражнениях, сопровождающихся усилением потоотделения. Например, у пловцов в водной среде хорошие возможности для теплоотдачи, и поэтому необходимость в потоотделении незначительна, экскреция альдостерона не увеличивается при напряженных тренировках. При выполнении мышечной работы содержание тиреоидных гормонов щитовидной железы в крови достигает уровня, наблюдаемого у нетренированных лиц в покое. Очевидно, лишь для тренированного организма, отличающегося высокой экономичностью обменных процессов, характерно снижение активности щитовидной железы в покое.

Уровень инсулина в крови снижается во время длительной физической работы, и это результат не только уменьшения его секреции, но и усиления его распада.

Рост концентрации адреналина, норадреналина, глюкогена и сематотропина в крови имеет важное значение для мобилизации энергетических ресурсов организма.

Занятия физическими упражнениями вызывают перестройку в терморегуляции за счет усиления энерготрат и обмена веществ. Так, при тяжелой мышечной работе потребление кислорода и расход энергии возрастают по сравнению с покоем в несколько раз. Обмен веществ в процессе сравнительно легкой физической работы повышается в основном за счет усиления энерготрат в скелетных мышцах, а также в сердце и мозге, а затраты энергии на работу внутренних органов уменьшаются. При более тяжелых мышечных работах расход энергии возрастает на 95%.

Таким образом, потребление кислорода и расход энергии у человека зависят от тяжести мышечной работы.

Величины потребления кислорода и расхода энергии у человека в состоянии покоя и при различных видах мышечной работы (по А. И. Колотилову и С. А. Косилову)

Вид мышечной деятельности	Потребление кислорода, мл/мин	Расход энергии, ккал/мин	Расход энергии за сутки, ккал/мин
Состояние покоя	180-200	1,0	1400-1700
Мышечная работа средней степени тяжести	500-1500	2,7-7,5	3000-4000
Мышечная работа высокой степени тяжести	1000-3000	5-15	4000-5000

К мышечной работе в условиях оптимального микроклимата, а также к работе в условиях нагревания или охлаждения можно адаптироваться, т. е. сделать ее более экономной по уровню энерготрат и более переносимой по показателям теплового состояния. Систематическая тренировка в том или ином виде спорта приводит к снижению частоты пульса, кровяного давления и поглощения кислорода.

Как видно из таблицы 9, скорость и объем поглощения кислорода у лыжников с разной степенью тренированности могут различаться практически в 2-3 раза. Интенсивность энерготрат при легкоатлетическом беге распределяется следующим образом: 100 м — 300 ккал/мин; 400 м - 180 ккал/мин; 800 м - 120 ккал/мин; медленный бег трусцой — 15 ккал/мин.

В процессе тренировки детей младшего школьного возраста, направленной на развитие силы мышц, увеличиваются показатели силы мышц — в среднем на 12%, быстроты движений — на 8,7%, общей выносливости - на 1,2%. В группе детей, тренировавших быстроту движения, эти величины улучшаются соответственно на 6,9 и 7,6%, а показатели общей выносливости ухудшаются на 2,5%. У детей, тренировавших общую выносливость, на 28,6 % повысились показатели выносливости, показатели быстроты движения практически не изменились, а мышечная сила возросла на 7,8%.

Таким образом, целенаправленное, правильно дозированное с позиции возрастных функциональных возможностей занятие физическими упражнениями способно вызвать комплексное улучшение показателей основных двигательных качеств и значительно повысить функциональные возможности двигательного анализатора детей.

Нормализация двигательной активности в процессе занятий физической культурой снижает риск инфаркта на 50%. Известно, что наиболее высокий уровень смертности среди людей с низким уровнем физической подготовленности — 64 случая на 10000 человек. Низкая смертность наблюдается среди лиц со средним уровнем физической подготовленности, а самая низкая — у людей, чья физическая подготовленность оценивается как очень высокая — 18,6 случая на 10000 человек (В. И.Белов).

Сравним данные о заболеваемости спортсменов и неспортсменов (табл.10).

Таблица 10

Частота некоторых заболеваний у спортсменов и практически здоровых рабочих того же возраста (по Н. Д.Гориневской)

Заболевания	Частота заболеваний, %
	Спортсмены	Неспортсмены
Органические заболевания сердечнососудистой системы	0	1,1
Гипертонические состояния	4,2	10,6
Вегетодистония	3,8	7,7
Заболевания органов пищеварения	2,9	5,6
Хронический тонзиллит	1,6	6,2
Сколиоз	0	12,5

Частота заболеваний гриппом в период эпидемий (на 10 000) и число дней нетрудоспособности (по Н. Д. Гориневской) у спортсменов также ниже: соответственно 68 и 2,7, у неспортсменов 130 и 5,8. Различаются эти группы и по длительности заболеваний.

Длительность заболеваний у спортсменов и неспортсменов разного возраста(по М. Я.Левину и С. В.Хрущеву)

Группа	Продолжительность заболевания (дни)
	ОРИ	Ангина	Гнойничковые поражения кожи	Лимфаденит
10—14-летние
Спортсмены	5,4	7,3	10,5	8,5
Неспортсмены	8,6	11,3	5,6	13,3
15—17-летние
Спортсмены	4,6	7,4	8,5	6,7
Неспортсмены	8,3	10,0	6,9	10,0

Таким образом, у физически тренированных лиц уровень общей и инфекционной заболеваемости в 2—3 раза ниже, чем в других группах населения благодаря активации генетического аппарата клетки, вызывающей усиление синтеза нуклеиновых кислот и белков, в том числе и белка митохондрий. Это приводит к увеличению их мощности и повышенному ресинтезу аденазин-трифосфорной кислоты (АТФ) в результате дефицита энергетических образований (макроэргических фосфатов), активизации процессов фосфорилирования и гликолиза. Этот сдвиг и становится сигналом для генетического аппарата клетки.

Таким образом, факторы, определяющие рост и развитие, должны иметь характер физиологического стресса, естественное следствие которого — повышение активности физиологической системы, индуцирующей невозвращение этой системы к исходному уровню, ее восстановлению с избытком (И. А. Аршавский).

Среди лиц, не занимавшихся физической культурой, за медицинской помощью обращались 58 %, среди занимавшихся нерегулярно — 38%, а среди лиц, регулярно занимавшихся физическими упражнениями, — лишь 20,8%.