Функциональные системы организма человека

Кровь -- жидкая ткань, циркулирующая в кровеносной системе и обеспечивающая жизнедеятельность клеток и тканей организма в качестве органа и физиологической системы. Она состоит из плазмы (55--60%) и взвешенных в ней форменных элементов: эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и других веществ (40--45%); имеет слабощелочную реакцию (7,36 рН).

Эритроциты -- красные кровяные клетки заполнены  особым белком -- гемоглобином, который  способен образовывать соединение с  кислородом (оксигемоглобин) и транспортировать его из легких к тканям, а из тканей переносить углекислый газ к легким, осуществляя таким образом дыхательную функцию. Лейкоциты -- белые кровяные тельца, выполняют защитную функцию, уничтожая инородные тела и болезнетворные микробы (фагоцитоз). В 1 мл крови содержится 6--8 тыс. лейкоцитов. Тромбоциты (а их содержится в 1 мл от 100 до 300 тыс.) играют важную роль в сложном процессе свертывания крови. В плазме крови растворены гормоны, минеральные соли, питательные и другие вещества, которыми она снабжает ткани, а также содержатся продукты распада, удаленные из тканей.

Сердечно-сосудистая система состоит из сердца и кровеносных сосудов. Сердце -- главный орган кровеносной системы -- представляет собой полый мышечный орган, совершающий ритмические сокращения, благодаря которым происходит процесс кровообращения в организме. Деятельность сердца заключается в ритмичной смене сердечных циклов, состоящих из трех фаз: сокращения предсердий, сокращения желудочков и общего расслабления сердца.

Сердце -- автономное, автоматическое устройство. Однако его работа корректируется многочисленными прямыми и обратными связями, поступающими от различных органов и систем организма. Сердце связано с центральной нервной системой, которая оказывает на его работу регулирующее воздействие. Сердечно - сосудистая система состоит из большого и малого круга кровообращения. Левая половина сердца обслуживает большой круг кровообращения, правая - малый. Пульс - волна колебаний, распространяемая по эластичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой в аорту под давлением при сокращении левого желудочка. Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца. Частота пульса в покое (утром, лежа, натощак) оказывается ниже из-за увеличения мощности каждого сокращения. Урежение частоты пульса увеличивает абсолютное время паузы для отдыха сердца и для протекания процессов восстановления в сердечной мышце. В покое пульс здорового человека равен 60--70 удар/мин. Кровяное давление создается силой сокращения желудочков сердца и упругостью стенок сосудов. Оно измеряется в плечевой артерии. Различают максимальное (систолическое) давление, которое создается во время сокращения левого желудочка (систолы), и минимальное (диастолическое) давление, которое отмечается во время расслабления левого желудочка (диастолы). В норме у здорового человека в возрасте 18--40 лет в покое кровяное давление равно 120/70 мм ртутного ст. (120 мм систолическое давление, 70 мм - диастолическое). Наибольшая величина кровяного давления наблюдается в аорте. По мере удаления от сердца кровяное давление оказывается все ниже. Самое низкое давление наблюдается в венах при впадении их в правое предсердие. Постоянная разность давления обеспечивает непрерывный ток крови по кровеносным сосудам (в сторону пониженного давления).

Пульс -- волна колебаний, распространяемая по эластичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой в аорту под большим давлением при сокращении левого желудочка. Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца. В покое пульс здорового человека равен 60--70 удар/мин.

Кровяное  давление создается силой сокращения желудочков сердца и упругостью стенок сосудов. Оно измеряется в плечевой артерии. Различают максимальное (или  систолическое) давление, которое создается  во время сокращения левого желудочка (систолы), и минимальное (или диастолическое) давление, которое отмечается во время  расслабления левого желудочка (диастолы). В норме у здорового человека в возрасте 18-- 40 лет в покое  кровяное давление равно 120/70 мм рт.ст. (120 мм систолическое давление, 70 мм -- диастолическое).

Дыхательная система включает в себя носовую  полость, гортань, трахею, бронхи и легкие. В процессе дыхания из атмосферного воздуха через альвеолы легких в  организм постоянно поступает кислород, а из организма выделяется углекислый газ. Трахея в нижней своей части  делится на два бронха, каждый из которых, входя в легкие, древовидно разветвляется. Конечные мельчайшие разветвления бронхов (бронхиолы) переходят в  закрытые альвеолярные ходы, в стенках  которых имеется большое количество шаровидных образований -- легочных пузырьков (альвеол). Каждая альвеола окружена густой сетью капилляров. Общая поверхность всех легочных пузырьков очень велика, она в 50 раз превышает поверхность кожи человека и составляет более 100 м². Процесс дыхания -- это целый комплекс физиологических и биохимических процессов, в реализации которых участвует не только дыхательный аппарат, но и система кровообращения.

Дыхательная система. Дыхательная система включает в себя носовую полость, гортань, трахею, бронхи и лёгкие. В процессе дыхания из атмосферного воздуха  через альвеолы легких в организм постоянно поступает кислород, а  из организма выделяется углекислый газ. Процесс дыхания - это целый  комплекс физиологических и биохимических  процессов, в реализации которых  участвует не только дыхательный  аппарат, но и система кровообращения. Углекислый газ из клеток тканей поступает  в кровь, из крови - в лёгкие, из лёгких - в атмосферный воздух.

Пищеварительная система состоит из ротовой полости, слюнных желез, глотки, пищевода, желудка, тонкого и толстого кишечника, печени и поджелудочной железы. В этих органах пища механически и химически  обрабатывается, перевариваются поступающие  в организм пищевые вещества и  всасываются продукты пищеварения.

Выделительную систему образуют почки, мочеточники  и мочевой пузырь, которые обеспечивают выделение из организма с мочой  вредных продуктов обмена веществ (до 75%). Кроме того, некоторые продукты обмена выделяются через кожу (с секретом потовых и сальных желез), легкие (с выдыхаемым воздухом) и через желудочно-кишечный тракт. С помощью почек в организме поддерживается кислотно-щелочное равновесие (рН), необходимый объем воды и солей, стабильное осмотическое давление (т.е. гомеостаз).

Нервная система состоит из центрального (головной и спинной мозг) и периферического  отделов (нервов, отходящих от головного  и спинного мозга и расположенных  на периферии нервных узлов). Центральная  нервная система координирует деятельность различных органов и систем организма  и регулирует эту деятельность в  условиях изменяющейся внешней среды  по механизму рефлекса. Процессы, протекающие  в центральной нервной системе, лежат в основе всей психической  деятельности человека. Вегетативная нервная система - специализированный отдел нервной системы, регулируемый корой больших полушарий. Она  подразделяется на симпатическую и  парасимпатическую системы. Деятельность сердца, сосудов, органов пищеварения, выделения, регуляция обмена веществ, термообразования, участие в формировании эмоциональных реакций - все это находится в ведении симпатической и парасимпатической нервной системы и под контролем высшего отдела центральной нервной системы.

Железы  внутренней секреции, или эндокринные  железы, вырабатывают особые биологические  вещества -- гормоны. Термин "гормон" происходит от греческого "hormo" -- побуждаю, возбуждаю. Гормоны обеспечивают гуморальную (через кровь, лимфу, межтканевую жидкость) регуляцию физиологических процессов в организме, попадая во все органы и ткани. Часть гормонов продуцируется только в определенные периоды, большинство же -- на протяжении всей жизни человека. Они могут тормозить или ускорять рост организма, половое созревание, физическое и психическое развитие, регулировать обмен веществ и энергии, деятельность внутренних органов. К железам внутренней секреции относят: щитовидную, околощитовидные, зобную, надпочечники, поджелудочную, гипофиз, половые железы и ряд других.

3. Влияние физических упражнений  на функциональные системы организма

Под влиянием физических упражнений у человека в состоянии покоя дыхательные  движения становятся более редкими (6 - 8 раз в минуту) и более глубокими, тем самым облегчается обновление воздуха в легких. Исследования показали, что у спортсменов уровень  дыхания ниже, чем у нетренированных  людей. Важнейшим показателем состояния  дыхательного аппарата является, как  известно, жизненная емкость легких. Этот показатель зависит и от врожденных данных, а не только от различных  условий воспитания, одним из которых  являются спортивные тренировки. Часто  спортсменами становятся физически  одаренные люди с жизненной емкостью легких до 7 и более литров. Жизненная емкость легких особенно велика у спортсменов, занимающихся греблей, плаванием, лыжными гонками. Жизненная емкость легких у спортсменов обычно на 25 - 30% превышает должные величины. Минутный объем дыхания у тренированных людей несколько меньше, чем у нетренированных.

Под влиянием тренировки в тесной связи  с функцией дыхания меняется и  функция кровообращения. Усиленная  мышечная работа приводит к гипертрофии  сердечной мышцы - увеличению ее массы, утолщению мышечных волокон, а также  функциональным изменениям. У спортсменов  увеличение размеров сердца обнаруживалось при рентгенографическом исследовании, а часто и при определении  границ сердца с помощью выстукивания. Вес сердца у тренированных людей  доходит до 400-500 г, а у нетренированных  он составляет всего 200-300 г. Экспериментами доказано, что под влиянием упражнений возрастает интенсивность окислительных  процессов в сердечной мышце  и оказывается выше ее рабочий  потенциал. Растет количество гемоглобина  и богатых энергией фосфорных  соединений. Вместе с тем, по - сравнению  с сердцем нетренированного человека сердце спортсмена работает экономичнее, затрачивая меньше энергии на одну единицу объема выбрасываемой крови. Одновременно с ростом массы сердечной  мышцы изменяется ее кровеносная  сеть. Тренировки увеличивают количество капилляров сердца. Для суждения о  функции кровообращения важно учитывать  данные о работе сердца и об основных показателях гемодинамики (частота  сердечных сокращений и уровень  артериального давления). У спортсменов  в состоянии покоя она составляет 50 - 60 ударов в минуту. Особенно это  выражено у бегунов на длинные  дистанции, велосипедистов, лыжников и  пловцов. В процессе занятий физическими  упражнениями меняется ряд электрографических показателей, что является признаком  хорошего снабжения сердечной мышцы  кислородом. Давление в пределах 100 - 110 мм свидетельствует о таких  изменениях сосудистого русла, которые  создают условия для экономной  работы сердца, так как кровь поступает  в сосуды при уменьшенном сопротивлении.

Под влиянием рационального двигательного  напряжения возникает ряд прогрессивных  изменений в костно - скелетной опоре. Отчетливый эффект тренировки выражается в в увеличении силы мышц. Мышцы тренированного человека обладают способностью к выполнению не только большего однократного усилия, но и длительной работе. Под влиянием упражнений улучшается способность мышц к расслаблению, одновременно увеличивается возможность мышц к напряжению и возрастает разница между производимым напряжением и расслаблением.

Совершенствование функций мышц тесно связано с  совершенствованием нервной регуляции  двигательной деятельности. Возбуждение  мышц, о которых судят по их электрической  активности, происходит в результате центробежных импульсов из центральной нервной системы, вызывающих сокращение и напряжение мышц. В то же время, работа мышц является раздражителем для рецепторов, от которых в центральную нервную систему проходят центростремительные импульсы, несущие текущую информацию по ходу самого движения. Важнейшим эффектом совершенствования мышечной системы под влиянием физических упражнений является повышение остроты мышечного чувства. Красиво двигается лишь тот, кто хорошо чувствует движение.

В процессе упражнений увеличивается  сила, уравновешенность и подвижность  основных нервных процессов. Благодаря  этому быстрее и успешнее устанавливаются  условные рефлексы. Большинство тренированных  людей относится к сильному и  подвижному типу нервной системы. Под  влиянием физических упражнений совершенствуются нервные процессы, которые помогают человеку успешнее настроиться на предстоящую  деятельность. Мобилизация всех сил  и возможностей особенно удается  квалифицированным спортсменам. Подобная настройка организма обнаруживается в отношении самых разных функций  организма - дыхание, кровообращение, обмен  веществ. Изменение функционального  состояния мозга, двигательного  аппарата и вообще всех органов при  физических упражнениях связано  с повышением лабильности тканей.

Большую роль играют изменения деятельности желез внутренней секреции при физических упражнениях. Особенно много данных имеется об изменении функций  надпочечниковых желез в процессе тренировки. Адреналин и кортикоидные гормоны очень важны для обеспечения работоспособности человека. Деятельность желез внутренней секреции регулирует нервная система и обусловливает нормальную функцию всех органов и систем. Гормоны действуют на нервную систему, тонизируя ее, повышая ее функциональные возможности.

Учение  о стрессе представляет интерес  при оценке влияния физических упражнений и развития устойчивости к вредно действующим факторам. При правильной дозировке нагрузки упражнения повышают устойчивость организма к холоду, действию некоторых ядов, к некоторым  инфекциям и даже проникающей  радиации в меньшем количестве по - сравнению с людьми, не подвергавшимся тренировке.

Заключение

Вместе  с тем, нельзя характеризовать все  многообразие приспособительных реакций  организма на упражнения только признаками адаптационного синдрома. При выполнении физических упражнений одной группой  мышц увеличивается сила и выносливость другой группы мышц. После освоения одних способов плавания - легче  обучаться другим. Физические упражнения оказывают влияние не только на дыхательную и сердечно - сосудистую систему, но и на все остальные системы организма, в частности на пищеварительную.

Они стимулируют двигательную функцию  кишечника, которая часто бывает снижена у людей после сорока лет. Систематические занятия физкультурой помогают сохранить здоровье, бодрость, работоспособность очень длительное время. В процессе жизни до сорока лет функциональные возможности человека повышаются, затем они постепенно снижаются. Физические упражнения могут задержать этот процесс и способствовать деятельности всех систем организма человека на более молодом уровне.