Адаптивные возможности организма

Адаптивные возможности организма

Исследовательская работа

                                                                                                               Выполнила обучающаяся

                                                                                                                                          6В класса    

                                                                                                                           МАОУ «СОШ№2»

                                                      Тимофеева Дарья                                                                                      

                                                           Руководитель:

                                       Чугай Людмила Игоревна,

                                                           учитель химии

                     первой квалификационной категории

Северодвинск 2023 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………....3

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ. СТРОЕНИЕ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ……………   …………..5

СТРОЕНИЕ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА…………………………………….7

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………    …….9

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………,,,……………………………………………………………………….13

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ………………..……………………………………………………14

Введение

Адаптация - это процесс приспособления организма к различным условиям существования в окружающей среде. Человек во взаимосвязях с окружающей средой выступает одновременно и как биологический индивид, и как социальная личность. Поэтому и присущие ему механизмы адаптации определяются, с одной стороны, выработанным в процессе эволюционного развития комплексом приспособительных реакций (физиологическая адаптация), с другой - активным приспособлением психической деятельности к условиям и требованиям новой социальной сферы (социальная адаптация).  

        Физиологическая адаптация обеспечивает относительное постоянство внутренней среды организма - гомеостаз. Адаптации такого вида повышают устойчивость организма к холоду, теплу, недостатку кислорода, изменениям атмосферного давления и другим факторам, что проявляется в изменениях функций кровообращения, дыхания, выделения, секреции эндокринных желез. Решающую роль в функционировании механизмов защиты играют нервная и эндокринная системы. 

        Пределы адаптации человека обусловлены функциональной активностью его наследственного аппарата, возрастом, состоянием здоровья и степенью тренированности. Тренировка играет большую роль при адаптации к физическим нагрузкам. Систематические тренировки в сочетании с рациональным режимом труда и отдыха, закаливанием организма позволяют не только расширить диапазон адаптации, но и оптимизировать уже существующие приспособительные процессы, которые гораздо быстрее и легче происходят у людей тренированных, активно занимающихся физической культурой и спортом. [1] 

         Занимаясь спортом, физические упражнения, которые совершает человек влияют на весь организм в целом, заставляя его адаптироваться к оказываемой нагрузке, способствуют улучшению доставки кислорода и питательных веществ к органам и тканями, а обменные процессы в организме перестраиваются. Адаптация организма к физическим нагрузкам заключается в мобилизации и использовании функциональных резервов организма, в совершенствовании имеющихся физиологических механизмов регуляции. 

Объектом исследования выступали параметры сердечного ритма, состояние дыхательной системы обучающихся 12-13 лет под влиянием физической нагрузки.

Предмет исследования: изменения пульса, артериального давления, задержка дыхания у обучающихся под влиянием физической нагрузки.

Цель работы – изучить влияние физической нагрузки на параметры работы сердечно-сосудистой системы, дыхательной системы. Исследования проведены на обучающихся 12-13 лет. Уровень физической работоспособности изучали проведением пробы с дозированными физическими нагрузками

Задачи исследования:

1.Изучить литературу по данной теме.

2. Подобрать и изучить методику проведения эксперимента.

3. Изучить адаптивные изменения и состояние сердечно-сосудистой системы, дыхательной системы обучающихся.

Для достижения поставленной цели и решения задач использовались следующие методы исследования:

• анализ, систематизация литературы, работа с сетью Internet по проблеме исследования;
• наблюдение, эксперимент;

Основная часть

Строение кровеносной системы

Нормальная жизнедеятельность не возможна без эффективной циркуляции крови: она поддерживает постоянство внутренней среды, переносит кислород, гормоны, питательные компоненты и другие жизненно необходимые вещества, принимает участие в очищении от токсинов, шлаков, продуктов распада, накопление которых рано или поздно привело бы к гибели отдельно взятого органа или всего организма. Этот процесс регулируется кровеносной системой – группой органов, благодаря совместной работе которых осуществляется последовательное перемещение крови по телу человека.

Как и любой организменный комплекс, кровеносная система включает ряд различных органов, которые классифицируются в зависимости от строения, локализации и выполняемых функций:

Сердце считается центральным органом кардиоваскулярного комплекса. Оно представляет собой полый орган, образованный преимущественно мышечной тканью. Сердечная полость разделена перегородками и клапанами на 4 отдела – по 2 желудочка и предсердия (левые и правые). Благодаря ритмичным последовательным сокращениям сердце проталкивает кровь по сосудам, обеспечивая её равномерную и непрерывную циркуляцию.

Артерии несут кровь от сердца к другим внутренним органам. Чем дальше от сердца они локализованы, тем тоньше их диаметр.

Капилляры – самые тонкие сосуды кардиоваскулярной системы, которые являются промежуточным звеном между артериями и венами. Они локализованы в самых отдалённых от сердца участках и содержат не более 5% от общего объёма крови в организме. Несмотря на малый размер, капилляры крайне важны: они окутывают тело плотной сетью, снабжая кровью каждую клеточку организма. Именно здесь происходит обмен веществами между кровью и прилегающими тканями. Тончайшие стенки капилляров легко пропускают молекулы кислорода и питательных компонентов, содержащихся в крови, которые под воздействием осмотического давления переходят в ткани других органов. Взамен кровь получает содержащиеся в клетках продукты распада и токсины, которые по венозному руслу отправляются обратно к сердцу, а затем к лёгким.

Вены – разновидность сосудов, которые переносят кровь от внутренних органов к сердцу. 

Кровеносная система человека включает два круга кровообращения. Кровь, циркулирующая по большому кругу, начинает путь в левом желудочке, затем переходит в аорту и по прилегающим артериям попадает в капиллярную сеть, распространяясь по всему организму. После этого происходит молекулярный обмен, а затем кровь, лишённая кислорода и наполненная диоксидом углерода (конечным продуктом при клеточном дыхании), попадает в венозную сеть, оттуда – в крупные полые вены и, наконец, в правое предсердие. Весь этот цикл у здорового взрослого человека занимает в среднем 20–24 секунды.

Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке. Оттуда кровь, содержащая большое количество углекислого газа и прочих продуктов распада, попадает в лёгочный ствол, а затем в лёгкие. Там кровь насыщается кислородом и отправляется обратно к левому предсердию и желудочку. Этот процесс занимает порядка 4 секунд. [2] 

Строение дыхательной системы человека

Для нормального функционирования организма необходимо постоянное поступление кислорода к клеткам и удаление из окружающего их пространства углекислого газа. В организме человека дыхание включает 5 этапов:

• внешнее дыхание (осуществляет дыхательная система);
• газообмен между легкими и кровью;
• транспорт газов (осуществляет кровеносная система);
• газообмен между кровью и тканями;
• клеточное дыхание (осуществляют митохондрии).

Дыхательная система включает в себя верхние и нижние дыхательные пути, границей между которой служит место пересечения с пищеварительным трактом. К верхним дыхательным путям относят полость носа, носоглотку и ротоглотку. От гортани начинаются нижние дыхательные пути, которые продолжаются в трахею, бронхи, бронхиолы и альвеолы легких.

В носовой полости происходит обогрев или охлаждение воздуха. Носовая слизь, покрывающая эпителий носовой полости обеспечивает обеззараживание, очищение от пыли и увлажнение воздуха. Через носоглотку и ротоглотку воздух перемещается в легкие. Здесь происходит пересечение дыхательного и пищеварительного тракта.

Трахея – это трубка, длиной 11-13 см, стенка которой армирована хрящевыми полукольцами (гиалиновый хрящ), так как сзади к трахее примыкает пищевод, и полные кольца мешали бы продвижению пищи.

Трахея делится на правый и левый бронхи, а те – на долевые бронхи. Правое легкое состоит из 3 долей, а левое – из 2. Бронхи имеют меньший диаметр, по сравнению с трахеей. Их стенка похожа на стенку трахеи, однако, она тоньше и имеет полные кольца. Бронхи ветвятся и образуют тонкие бронхиолы, стенка которых не содержит хрящевых колец и содержит гладкомышечные клетки. Бронхиолы продолжают ветвиться и образуют дыхательные бронхиолы, на которых имеются вздутия, или альвеолы 

Автоматию и регуляцию дыхания обеспечивают нервные центры продолговатого мозга. Вегетативная нервная система регулирует ширину просвета бронхов и бронхиол.

Поскольку стенки альвеол не имеют мышц и не способны активно сокращаться, изменение объема легких происходит за счет изменения объема грудной клетки. Легкие расположены в грудной полости герметично. Наружная часть легких и внутренняя поверхность грудной клетки покрыты плевральными листами, между которыми расположена плевральная жидкость. Сокращение межреберных мышц приводит к поднятию грудной клетки, а диафрагмы – к ее уплощению. В результате – увеличивается объем грудной клетки, а вместе с ней – легких. При интенсивном вдохе и выдохе могут дополнительно быть задействованы мышцы брюшного пресса и верхних конечностей.  [3]

Экспериментальная часть

В эксперименте участвовали 10 обучающихся: 6 мальчиков и 4 девочки.

Эксперимент 1. Определение пульса.

Пульс – это ритмические колебания стенки артериальных сосудов, вызываемые повышением давления в период систолы.

В основе регистрации пульса лежит пальпаторный метод. Он заключается в прощупывании и подсчете пульсовых волн. Обычно принято определять пульс на лучевой артерии у основания большого пальца, для чего 2-, 3- и 4-й пальцы накладываются несколько выше лучезапястного сустава, артерия нащупывается и прижимается к кости. После высокой нагрузки более точно можно подсчитать частоту сердцебиений (которая равна частоте пульса), положив руку на область сердца. В состоянии покоя пульс можно считать в течение 10, 15, 30 или 60-секундных интервалов. После физической нагрузки пульс считают 10-секундными интервалами. При подсчете пульса необходимо придерживаться определенных требований.

Ход работы

Испытуемый в течение 3–5 мин спокойно находится в положении «сидя». На 5-й мин экспериментатор подсчитывает пульс и фиксирует его. Далее, после 3–5 минут покоя, подсчитывается пульс в положении стоя. Для получения более достоверного результата опыт повторяют несколько раз. Результаты занесли в таблицу 1.

Определение пульса в разных условиях

Частота пульса в возрасте 17–20 лет в норме у людей составляет 60–90 ударов в минуту. В положении лежа пульс в среднем на 10 уд/мин меньше, чем в положении стоя. У женщин пульс на 7–10 уд/мин чаще, чем у мужчин того же возраста.

Вывод: в положении стоя пульс на 7уд/мин больше. В положении сидя у девочек средний пульс 59 уд/мин, у мальчиков 55 уд/мин. Что чуть ниже нормы для этой возрастной категории. Средний пульс в положении стоя у девочек 65 уд/мин, у мальчиков 60 уд/мин, что соответствует нормам для этой возрастной категории.

Эксперимент 2. Определение функционального состояния системы дыхания с помощью пробы Штанге.

Испытуемый в течение 3–4 мин в положении сидя спокойно дышит, а затем по команде после обычного выдоха делает глубокий вдох и задерживает дыхание на сколько сможет, зажав при этом нос. Экспериментатор, пользуясь секундомером, определяет время от момента задержки дыхания до момента его возобновления. Результат фиксируется. Для определения времени максимальной задержки дыхания используют данные 3 попыток и берут среднее арифметическое. После отдыха (около 5 мин) испытуемый делает 20 приседаний за 30 с. И повторяет данный эксперимент. Данные внесли в таблицу 2

Проба Штанге

У здорового человека 6–18 лет время задержки дыхания на глубоком вдохе составляет в среднем от 16 до 55 с, у взрослого – 40–60 с, у тренированных людей – 60–90 секунд. Наши показатели соответствуют норме.

Мы наблюдаем, что при утомлении, перетренированности время задержки дыхания снижается. У хорошо тренированных людей дыхание не должно учащаться, так как возникшая кислородная задолженность у них погашается за счет углубления, а не учащения дыхания. У некоторых ребят задержка дыхания в состоянии покоя 76с и 83с., эти ребята занимаются спортом, сказывается тренированность дыхательной системы. После физических нагрузок у этих ребят задержка дыхания соответственно равна 37с и 42с, что больше среднего показателя.

Частота пульса во время работы в пределах 100–130 уд/мин свидетельствует о небольшой интенсивности нагрузки. Частота 130–150 уд/мин характеризует нагрузку средней интенсивности. Частота 150–170 уд/мин – нагрузку выше средней интенсивности. Частота 170–200 уд/мин свойственна предельной нагрузке.

1. У здоровых людей состояние сердечно-сосудистой системы оценивается как хорошее при учащении пульса не более чем на 50–75 % и как неудовлетворительное – при учащении пульса более чем на 75 %.
2. Хорошей переносимостью пробы считается учащение пульса не более чем на 11 ударов, удовлетворительной – на 12–18 ударов, неудовлетворительной – на 19 ударов и более.
3. Обычно частота пульса достигает первоначального значения (замеренного в положении стоя и до проведения пробы) через 2–3 минуты.
4. После проведения пробы при здоровой реакции на физическую нагрузку систолическое (верхнее) артериальное давление возрастает на 25–40 мм рт. ст., а диастолическое (нижнее) остается на прежнем уровне или незначительно снижается (на 5–10 мм рт. ст.). Восстановление артериального давления длится от 3 до 4 минут.
5. Рассчитайте пульсовое давление (ПД) по формуле: ПД = АДсист – АДдиаст   В норме у здорового человека оно составляет 40–45 мм рт. ст.

Эксперимент 2. Определение функционального состояния сердечно-сосудистой системы с помощью пробы Маринэ.

Измерить величину артериального давления и подсчитать частоту пульса в состоянии покоя. Затем испытуемый выполняет 20 низких (глубоких) приседаний (ноги на ширине плеч, руки вытянуты вперед) в течение 30 с. Непосредственно после нагрузки и вплоть до полного восстановления измеряют все показатели. Результаты занесли в таблицу 3.

Проба Маринэ

Вывод: пульс, после физической нагрузки, участился по сравнению с состоянием покоя на 10%. Состояние сердечно-сосудистая система находится в хорошем состоянии. Систолическое (верхнее) артериальное давление выросло на 15 мм рт. ст., а диастолическое (нижнее) осталось, практически, на прежнем уровне (72 мм рт. ст.). Пульсовое давление (ПД) в состоянии покоя составляет 39 мм рт. ст., после физической нагрузки- 52 мм рт. ст., отклонение от нормы после нагрузки незначительное и составляет 15%. 

Получив результаты, можем сделать вывод, что группа испытуемых хорошо адаптируется к нагрузкам.

Пульсовое давление косвенно может свидетельствовать о том, в каком состоянии находятся сердечная мышца и клапаны сердца. Кроме того, по нему можно судить об эластичности стенок сосудов. [4]

Заключение

Мы изучили литературу по данной теме, где подобрали и изучили методику проведения эксперимента: определение пульса, проба Штанге, проба Маринэ.

Изучили состояние сердечно-сосудистой системы и дыхательной системы обучающихся до и после физических нагрузок. По результатам исследования можно сделать вывод, что состояние сердечно-сосудистой системы и органов дыхания находится в хорошем состоянии. 

Таким образом, занятия спортом, например, бегом, способствует нормализации кровяного давления, а при условии регулярных тренировок и подбора индивидуальной адекватной нагрузки, способны решить проблемы с сердечно-сосудистой системой. Умеренные занятия физкультурой способны в значительной степени приостановить возрастные изменения сердечно-сосудистой системы, повысить выносливость у обучающихся.

Список литературы

1. https://kto.guru/biologia/1073-adaptacionnye-vozmozhnosti-organizma-cheloveka.html
2. https://www.oum.ru/literature/anatomiya-cheloveka/krovenosnaya-sistema-cheloveka/
3. https://biocpm.ru/dyhatelnaya-sistema
4. https://studfile.net/preview/5915702/page:3/