1.2. Анатомо-морфологическое строение организма5. Функциональная реакция отдельных его составляющих на повышенную двигательную активность

Правильная организация процесса физического воспитания и спортивной тренировки предопределяет необходимость знаний о строении человеческого тела, закономерностях деятельности составляющих его организма при функциональном обеспечении движений человека. Без этого невозможно обоснованно осуществлять подбор физических упражнений, определять их объем и интенсивность с учетом задач учебно-тренировочного занятия. Особенно это важно при самостоятельных тренировках.

В настоящее время анатомо-морфологическое строение организма человека общепринято изучать и излагать в следующей последовательности: клетки, ткани, органы, системы.

Клетка

Единство организма человека с внешней средой проявляется прежде всего в постоянно непрекращающемся обмене веществ и энергии.

Постоянный обмен веществ и энергии выражается, с одной стороны, процессами ассимиляции - усвоением поступающих в организм питательных веществ и кислорода, которые сопровождаются накоплением в организме потенциальной энергии, с другой стороны, процессами дис­симиляции - постоянным распадом усвоенных сложных химических веществ на более простые с высвобождением химической энергии, которая затем переходит в биоэлектрическую, тепловую, механическую.

Эти важнейшие для организма процессы жизнедеятельности осуществляются в элементарной живой системе - клетке. Она является основой зарождения, развития, саморегуляции, существования любых живых организмов. Клетка способна автоматически настраиваться на оптимальный режим работы в непрерывно меняющихся условиях функционирования. Например, в ситуациях, когда современной электронно-вычислительной машине требуется 30 ч для расчета необходимого режима обменных процессов в клетке (при 1000 операциях в 1 с), клетка реагирует почти мгновенно.

В организме человека насчитывается более 100 трлн регулярно обновляющихся клеток. Клетки разнообразны по своим размерам, форме и функциям. Определенные группы клеток специализированы. Основная часть любой клетки - ядро и цитоплазма.

В ядре клетки расположены нитевидные образования - хромосомы, которые являются носителями наследственных задатков организма, передающихся от родителей.

В цитоплазме - полужидкой внутренней среде клетки, где происходит химическое взаимодействие различных веществ и кислорода, - расположены мельчайшие структуры - органоиды, В их разновидностях образуются белки и другие вещества, служащие источником энергии, играющие главную роль в осуществлении функций клетки. Клетка покрыта мембраной, состоящей из нескольких слоев молекул и обеспечивающей избирательную проницаемость веществ. Через мембрану находящиеся в межклеточном пространстве в растворенном состоянии питательные вещества, соли, а также кислород проникают в клетку. Через нее же удаляются из клетки вещества, которые образуются в результате протекающих в ней реакций.

Основное жизненное свойство клетки - это обмен веществ, или метаболизм. То есть клетка обладает сложными и эффективными системами превращения одного вида энергии в другой. Химическая энергия может превращаться в механическую работу при сокращении клетки, в электрическую - при проведении нервного импульса или в другой химический процесс, связанный с ростом и делением самой клетки. В конце концов, энергия переходит в виде тепла во внешнюю среду. Образно говоря, каждая клетка организма представляет собой одновременно фабрику по переработке веществ, поступающих в организм; электростанцию, вырабатывающую биологическую энергию; компьютер и множительный аппарат с большим объемом хранения и выдачи наследственной информации.

Повышение двигательной активности человека создает для каждой клетки, участвующей в обеспечении процесса движения (через увеличение количества нервных связей между клетками, определяющих ритмику биохимических процессов, через увеличение поступления из межкпеточной жидкости питательных веществ и кислорода), дополнительные условия и возможности для:

• деления и размножения клеток (роста тканей);

• выработки дополнительной энергии;

• активации выведения из клеток и организма продуктов распада после биохимических процессов.

Сохраняя свою относительную автономию, клетка входит в состав той или иной тканевой системы.

Ткань

Это совокупность клеток, имеющих одинаковое строение, функцию. В зависимости от функциональной специализации выделяют четыре вида тканей.

Эпителиальные ткани обеспечивают обмен веществ между организмом и окружающей средой, а также выполняют защитную и терморегуляционную функции.

Соединительные ткани объединяют хрящевую, костную, собственно соединительную ткань; они выполняют пластическую, защитную и меха­ническую (опорную) функции и играют важную роль в питании тканей.

Нервная ткань состоит из различных нервных клеток, обеспечивающих восприятие, трансформацию и проведение возбуждений. Она пронизывает каждую клетку и эпителиальной, и соединительной, и мышечной ткани, является проводником центральной нервной системы (ЦНС), в том числе и при управлении каждым движением человека.

Мышечная ткань устроена очень сложно. В простейшем изложении это выглядит следующим образом. Мышца имеет волокнистую структуру. Каждое ее волокно - это мышца в миниатюре. Основа мышцы - белки, главные свойства - возбудимость и сократимость. Возбуждение мышечных волокон представляет собой сложную систему энергетических, химических, структурных и иных изменений в клетках, обеспечивающих специфическую работу мышечной ткани.

В процессе мышечного сокращения потенциальная химическая энергия переходит в потенциальную механическую энергию напряжения и кинетическую энергию движения. Работа мышц, движение отдельных частей тела происходит именно в результате способности клеток мышечной ткани переходить в состояние возбуждения и сокращения.

Кровь - жидкая ткань, которая может выступать и как самостоятельная физиологическая система. Кровь, циркулирующая в кровеносной системе, обеспечивает жизнедеятельность клеток и тканей организма. Кислород в клетки и ткани доставляется только кровью, и только кровью из тканей уносятся образующиеся в них продукты окисления.

Кровь состоит из плазмы и взвешенных в ней форменных элементов: красных кровяных телец (эритроцитов), белых кровяных телец (лейкоцитов), кровяных пластинок (тромбоцитов). В 1 мл крови в норме со­держится 4,4 - 5 млн эритроцитов, 6 - 8 тыс. лейкоцитов, 200 - 300 тыс.

Эритроциты - клетки, почти полностью заполненные особым белком - гемоглобином. Гемоглобин способен давать нестойкое соединение с кислородом (оксигемоглобин, имеющий яркий алый цвет), что позволяет крови транспортировать кислород из легких к тканям тела. Именно гемоглобин является тем «вагончиком», который перевозит кислород по всему организму. Малый размер эритроцитов позволяет им проходить по тончайшим кровеносным сосудам - капиллярам. Эритроциты участвуют и в переносе углекислого газа из тканей в легкие.

Физические упражнения способствуют увеличению количества гемоглобина в эритроцитах и количества эритроцитов в крови, что повышает кислородную емкость крови и ее транспортабельность в организме.

Лейкоциты - белые кровяные тельца, выполняют преимущественно защитную функцию. Они могут выходить из кровяного русла непосредственно в ткани тела в пораженном его участке и там уничтожать инородные для организма белки, в том числе болезнетворные микробы.

Тромбоциты значительно меньше эритроцитов. Они играют важную роль в сложном процессе свертывания крови при повреждениях какой-либо из тканей.

В плазме крови растворены гормоны, минеральные соли, питательные и другие вещества, которыми она снабжает ткани, а также содержатся продукты распада, удаленные из тканей.

При движении крови по капиллярам, пронизывающим все ткани, через их полупроницаемые стенки постоянно просачиваются в межткансвое пространство часть кровяной плазмы, которая образует межтканевую жидкость, окружающую все клетки тела. Кровь непрерывно отдает в межтканевую жидкость питательные вещества, используемые клетками, и поглошает вещества, выделяемые ими. Здесь же, между клетками, расположены мельчайшие лимфатические сосуды. Некоторые вещества межтканевой жидкости просачиваются в эти сосуды и образуют лимфу, которая выполняет следующие функции: возвращает белки из межтканевого пространства в кровь, участвует в перераспределении жидкости в организме, доставляет жиры к клеткам тканей, поддерживает нормальное протекание процессов обмена веществ в тканях, удаляет из организма болезнетворные микроорганизмы. Лимфа по лимфатическим сосудам возвращается в кровь, в венозную часть сосудистой системы.

Количество крови составляет 7 - 8% массы тела человека. (Например, в организме человека весом 70 кг содержится 5 - 6 л крови.) В покое 40 - 50% крови выключается из кровообращения и находится в «кровяных депо»: в печени, селезенке, в сосудах кожи, мышц, легких. В случае необходимости (например, при активной мышечной работе) запасной объем крови включается в кровообращение. Наибольший объем крови рефлекторно направляется к работающему органу. Все это регулируется центральной нервной системой.

Органы

Это части организма, выполняющие определенную функцию (сердце, легкие, почки и т.д.).

Орган имеет свою, только ему свойственную форму и положение в организме. Он может состоять из нескольких тканей, но, как правило, одна из них играет первостепенную роль. Так, преобладающая ткань кости - костная, главная ткань мускула - мышечная и т.д. В то же время в каждом органе есть соединительная, нервная и эпителиальная (например, кровеносные сосуды) ткани. Каждый из органов является составной частью одной из физиологических систем организма. Поэтому, рассматривая преимущественно двигательную сферу жизнедеятельности человека, будет целесообразнее освещать строение и работу отдельных органов совместно с работой всей системы, в которую входит этот орган.