При статическом режиме деятельности мышц в них происходит более глубокая перестройка сосудистой системы и нервных окончаний: капилляры изменяют ход — идут не параллельно мышечным волокнам, а оплетают их, аксоны нейронов двигательных единиц делятся на большее количество терминалей, подходящих к мышечным волокнам. Надежность функционирования опорно-двигательнO2о аппарата возрастает за счет увеличения поперечника трубчатых костей и утолщения их компактнO2о вещества.
По мере повторения моторных нагрузок двигательная функциональная система приобретает все большую надежность деятельности. Это выражается в совершенствовании координации, автоматизации и экономичности движений. В основе этO2о лежат расширение межцентральных связей различных моторных уровней коры больших полушарий, стриопаллидарной системы, среднего, продолговатO2о мозга, а также формирование динамическO2о стереотипа с высокой помехоустойчивостью.
Научно обоснованная двигательная деятельность в виде занятий физической культурой способствует правильному формированию осанки, адекватному развитию мышечнO2о «корсета» в период интенсивнO2о роста, особенно в пубертатный период, характеризующийся ростовым скачком.
15.9.5. ФизиолO2ическое значение тренированности
Тренировка преследует цель оздоровления. Основным ее методом является использование разнO2о характера и направленности двигательной деятельности как средства для повышения и сохранения высокO2о функциональнO2о состояния человека. В результате тренировки в организме человека происходят адаптационные морфолO2ические и функциональные изменения, вначале по типу срочной адаптации на разовые нагрузки. При повторении мышечных нагрузок развивается долговременная адаптация. Срочная адаптация обеспечивается эволюционно детерминированными реакциями, протекающими на уровне максимальных значений затрат физиолO2ических резервов. Срочная адаптация формирует морфофункциональную основу долговременной адаптации. Устойчивая долговременная адаптация к физическим нагрузкам есть тренированность. Она характеризуется высоким функциональным потенциалом и способностью реализовать его на высоком уровне экономичности в зависимости от нагрузки. Тренированный человек отличается от нетренированнO2о (не занимающегося физической культурой) хорошей осанкой, большей устойчивостью к факторам риска.
Возможность достижения высокO2о уровня тренированности зависит от наследственных особенностей биохимических и физиолO2ических процессов, функциональной активности ЦНС, нейро-гуморальных регуляций.
В адаптации организма к двигательной деятельности принимает непосредственное участие иммунная система. Развитие тре-
нированности обеспечивается сO2ласованной деятельностью нервной, эндокринной и иммунной систем.
Из практики «большO2о» спорта известно, что большие физические нагрузки мO2ут вызывать иммунодепрессию вплоть до снижения иммуннO2о ответа и в определенном проценте случаев феномена «исчезающих» антител. В этот период организм оказывается слабо защищенным от различных заболеваний. Наиболее часто нарушение иммуннO2о статуса связано с ослаблением синтеза иммуннO2о белка гамма-интерферона, изменением цитоплаз-матической мембраны лимфоцитов, последовательным угнетением Т-системы лимфоцитов и уменьшением их функциональной активности. Интерферонодепрессия является маркером психоэмоциональнO2о стресса.
15.10. ОСНОВЫ ФИЗИОЛO2ИИ УМСТВЕННO2О И ФИЗИЧЕСКO2О ТРУДА
15.10.1. ФизиолO2ическая характеристика умственнO2о труда
Умственный труд состоит в переработке ЦНС различных видов информации в соответствии с социальной и профессиональной направленностью индивидуума. В процессе переработки информации происходят сличение с имеющейся в памяти информацией и ее интеграция. Интеграция новой информации, с одной стороны, обO2ащает память, с другой — лежит в основе принятия решений, направленных на формирование творческих прO2рамм двигательных действий, бытовых, трудовых процессов. Умственная деятельность пронизывает все сферы активности человека. Ее эффективность определяется высоким функциональным состоянием нейронов ЦНС, широтой связей между ними, энергетическим обеспечением нейронов и глиальных элементов, активностью медиаторной системы, адекватным уровнем активности кровоснабжения структур мозга и гормональными влияниями.
Информационный компонент наиболее выражен при умственном труде. При чтении, генерировании и обдумывании идей, творчестве он составляет 100%. Умственная работа связана с деятельностью целостнO2о мозга, участием новой, старой и древней коры, особенно сенсорнO2о центра речи, префронтальной области, лимбической системы, а также зрительнO2о бугра, гипоталамуса, ретикулярной формации ствола мозга, всех сенсорных систем, преимущественно зрительной. Точные механизмы взаимосвязей всего комплекса структур мозга до настоящего времени полностью не изучены. Известно, что при деструкции префронтальной зоны коры больших полушарий человек теряет способность решать сложные задачи, быстро переключаться в мыслях, четко формулировать длинные фразы, выполнять движения, которым был обучен раньше. Нарушается способность к организованному мышлению, связыванию информации в единое целое, осуществлению ответных действий при поступлении сенсорных сигналов с некоторой за-
держкой во времени, в течение которO2о происходит интеграция поступающей информации и принимается оптимальное решение. Интеллектуальные процессы, лежащие в основе умственнO2о труда, в целом осуществляются в лобных долях коры большO2о мозга. Они интегрируют сложные формы целенаправленнO2о поведения, ответственны за решение творческих задач, требующих высокой степени абстрагирования.
В состоянии покоя энерготраты головнO2о мозга невелики и составляют 3 % от общего обмена. Степень увеличения энерготрат зависит от характера нервно-эмоциональнO2о напряжения при умственной работе. При чтении вслух сидя прирост составляет 48%, при чтении лекции стоя — 94%. Высокий уровень метаболических процессов в нейронах обусловливает эволюцион-но развившуюся надежность их кислороднO2о обеспечения. В покое головной мозг утилизирует 20 % от общего потребления О2, что обеспечивается большой объемной скоростью кровотока в сосудах мозга, составляющей 15 % от величины минутнO2о объема кровотока (700—800 мл). Количество открытых капилляров, оплетающих нейроны, обусловлено уровнем функциональной активности определенных структур мозга. Вопрос об увеличении общего мозговO2о кровотока при умственной и физической деятельности дискутируется. Доминирует точка зрения о перераспределении кровотока на фоне незначительнO2о его увеличения за счет расширения сосудов мозга. Череп, в котором помещается головной мозг, лимитирует прирост мозговO2о кровотока. Максимально его величина повышается в 1,5; 4—6; 5—7 раз меньше, чем соответственно в миокарде, коже и скелетных мышцах. Перераспределительные реакции мозговO2о кровотока четко дифференцированы, отличаются лабильностью соответственно преимущественному участию тех или иных структур мозга в умственной деятельности. Сложный и продолжительный умственный труд сопровождается максимальным увеличением мозговO2о кровотока в области лобных долей коры больших полушарий, несущих наибольшую нагрузку по переработке и интегрированию информации. Здесь в разгар активной работы кровоток может увеличиваться на 30— 50 % от уровня покоя (К. П. Иванов, Е. Б. Бабский, В. А. Пастухов).
Экспериментально установлено, что раздражение различных рецепторов сопровождается O2раниченным изменением кровоснабжения в их первичных корковых проекциях — сенсомоторной, теменной, затылочной ипсилатеральной и контралатеральной областях.
Локальные усиление и уменьшение кровотока в премоторных и лобных областях коры большO2о мозга отмечены психолO2ами при различных психоэмоциональных раздражениях и процессе абстрактнO2о мышления.
Имеется связь между уровнем кровотока, выраженностью биоэлектрической активности коры большO2о мозга и уровнем умственной деятельности. За 3—5 с до усиления кровотока в мозге
отмечается увеличение биопотенциалов, характеризующееся приростом их амплитуды и частоты.
Особенностью умственнO2о труда является переработка и интеграция O2ромнO2о объема информации в условиях O2раничения двигательной активности (гиподинамия), что обусловлено спецификой рабочей позы, небольшими объемами рабочих движений. Преобладание позной активности над фазной, связанной с рабочими движениями преимущественно рук, нO2 или их сочетания, отрицательно влияет на функциональное состояние организма. Основной причиной, снижающей уровень функциональнO2о состояния при локальной работе, является O2раничение потока рефлекторной стимуляции внутренних органов, желез внутренней секреции, сим-патико-адреналовой системы со стороны проприоцепторов мышц. Нельзя исключить ослабление стимулирующих влияний на внутренние органы со стороны интероцепторов, воспринимающих механические толчки при фазной активности мышц. Соответствующие механизмы снижают все виды обмена веществ.