Ідеї І.М.Сєченова знайшли подальший розвиток і експериментальне підтвердження в працях І.П.Павлова. Дослідження фізіологічних функцій в цілісному організмі при строгому врахуванні впливу факторів зовнішнього середовища дало змогу вченому обґрунтувати основні матеріалістичні принципи рефлекторної теорії - детермінізм, структурність, принцип аналізу і синтезу, що зберегли своє значення до сьогоднішнього дня.

І.П. Павлов став фундатором методу умовних рефлексів, що є основною зброєю та інструментальним прийомом в руках його дослідників. Ним була чітко сформульована теорія аналітичних процесів у нервовій системі, розроблені закони динаміки процесів збудження і гальмування в корі головного мозку, дана характеристика типових особливостей нервової системи різних тварин. Наприкінці свого життя І.П.Павлов сформулював принципи системності роботи кори півкуль. Під системністю він розумів здатність кори з окремих умовних подразників, що використовуються, утворювати "динамічний стереотип", завдяки якому цілісна робота мозку, продовжуючи встановлену стереотипію, виявляється якоюсь мірою незалежною від якості зовнішніх подразників.

Розвиток рефлекторної теорії мозку І.М.Сєченова і вищої нервової діяльності І.П.Павлова особливо гостро вказував на той логічний механізмовий розрив, який виявився між периферією і центром. Якщо поняття периферії уявлялось досить певним, то під центром розумілись ті утворення, які є, у повному розумінні слова, мозковими кінцями різноманітних периферійних нервових стовбурів. Вони забезпечували безпосередній зв'язок будь-якого периферійного органа, сприймаючого чи ефекторного з гангліозними елементами, які могли лежати в різних окремих відділах центральної нервової системи. Центри нервової системи виявились найбільш залежними від периферійних органів і найбільш постійно здійснюючими свій вплив на них. Схематично ця точка зору виражена так: будь-який складний нервовий акт являє собою суму і взаємовплив окремих рефлекторних дуг. Із теорії центрів випливає, що вся різноманітність діяльності центральної нервової системи є результатом різноманітності сполучень, взаємовиключень окремих нервових центрів і їх зв'язків без втрати ними своєї специфічності. Функціональна специфічність певних нервових утворень - це їхня первинна властивість, яка не змінюється ні за яких умов.

Аналіз складної комплексної поведінки людини показує, що вчення про нервові центри виявляється недосконалим. Воно йде врозріз з фактичним матеріалом сучасної нейрофізіології. Це випливає з того, що з точки зору вчення класиків про нервові центри і їх локалізацію потрібно припустити, що кожний центр, який бере участь у складній поведінці, несе певну функцію, яка ніде не повторюється. А тому слід було б чекати, що вилучення того чи іншого центру повинно призвести до втрат, які не компенсуються. Однак експерименти Gachey (1933) свідчать про інше: незважаючи па усунення зорової зони в обох півкулях на 50 % і незалежно від локалізації руйнування, закріплений до цього складний руховий навик зберігається. Звідси встановлено, що набуті моторні акти можуть бути вироблені моторними органами, які не були пов'язані з цими актами під час тренування (закріплення). Встановлено, що в нормальних .умовах функціонування організму існує певна перевага одного провідного шляху і одного центру над іншим. За своєю природою ця перевага динамічна і не є показником абсолютної специфічності і незмінності нервових утворень. Вона змінюється щоразу, як тільки руйнується нормальна циркуляція імпульсу. Основний принцип досліджень цієї серії полягає в тому, що до певного нервового центру, який історично пов'язаний з певними периферійними органами, штучно додаються інші, не властиві йому периферійні органи. "Центр" і "периферія" спрацьовують і вступають в адекватні відносини.

Величезний вклад у вивчення фізіологічних механізмів поведінки людини і тварини внесли М. Є. Введенський, О. О. Ухтомський. Теорія парабіозу Введенського як універсальної реакції живої тканини на вплив із зовні розкриває генетичну єдність процесів збудження і гальмування, які визначають функціональні відправлення організму і акти рухової діяльності зокрема.

Для розуміння ролі інтимних механізмів складних взаємовідносин за силою осередків збудження у формуванні кінцевого рухового акту принципове значення має вчення О. О. Ухтомського про домінанту як основний робочий принцип діяльності центральної нервової системи.

Вагомим внеском у фізіологію рухової діяльності людини стало вчення Л.А.Орбелі про універсальний характер адаптаційно-трофічних впливів симпатичної нервової системи на обмін речовин, на фізіологічні механізми підтримки оптимального стану тканин та клітин організму в залежності від процесів, що відбуваються в організмі.

Значне місце в розумінні механізмів організації рухів посіло відкриття активізуючого впливу ретикулярної формації мозку на вищі ділянки центральної нервової системи, зокрема на кору великих півкуль мозку (Х.Мегун, Д.Моруцці). Вплив ретикулярної формації на передачу сигналів в аферентних системах пов'язаний з фізіологічними механізмами уваги, активного добору інформації, яка надходить в організм.

Дослідження функцій внутрішньоцентральних нейронів, співвідношення в них процесів збудження і процесів гальмування успішно проводив П.Г.Костюк із своїми співробітниками. Принципи нейронної організації мозку шайшли подальший розвиток у працях А.Б.Когана. Нові дані про фізіологічні механізми емоцій отримані в лабораторіях П.В.Сомова, К.В.Судакова.

Вагомий внесок у розробку теорії практики рухової активності внесли М.О.Бернштейн, О.М.Крестовніков, М.В.Зимкін, В.С.Фарфель, Я.І.Яроцький, А.В.Коробков.

На дослідженнях О.М.Крестовнікова (1949) було сформульовано положення "комплексного аналізатора", який є аферентною частиною динамічного стереотипу і лежить в основі рухового навику.

Фізіологія наших днів отримала нові технічні можливості для здійснення фізіологічних експериментів. Успішно впроваджується паралельна реєстрація багатьох функцій і комплексне вивчення функцій організму. Використовується телеметрія при довільній поведінці людини з одночасною реєстрацією активності окремих груп клітин чи нейронів. Функції розглядаються в динаміці, в умовах дозування функціональних навантажень. Діяльність різноманітних систем вивчається у віковому та еволюційному аспектах. Розвиток спорту і проблема гіподинамії викликали необхідність поглиблення дослідження рухової функції, управління рухом, можливих меж інтенсифікації функціональної активності систем організму. Поняття про єдність форми і функції та їх постійну взаємодію складає основу змісту фізіологічних процесів.

За допомогою електронно-мікроскопічних досліджень виявлено, що ніякі, навіть найнезначніші зміни функції клітини, органа, тканини не можуть виникнути без зміни їх структури і, навпаки, структура при найменшій зміні впливає на їх функцію. Суперечна єдність функції і структури проявляється в тому, що функція відіграє формоутворюючу роль. Структура ж не пасивно, а активно сприяє розвитку відповідної функції.

В умовах розгортання фізіологічної активності її ефективність забезпечується за рахунок різних взаємозв'язків функціональних і морфологічних особливостей організму і особливостей їх інтеграції при провідній ролі нейроендокринних механізмів. У ряді випадків рівень розвитку тих чи інших функцій визначає можливості досягнення меж. При цьому морфологічні особливості організму можуть не мати вирішального значення. Наприклад, багато видатних танцюристів, балерин, спортсменів, не маючи ідеальної будови тіла, за рахунок розвитку координації рухів і рухових навичок досягли високих результатів. При цьому особистість людини мала вирішальне значення.

Разом з тим морфологічні особливості будови тіла можуть бути вирішальним фактором, який визначає можливості людини в досягненні мети. Так, ріст, довжина рук, будова м'язів впливають на успіхи спортсменів: штангіста, бігуна, баскетболіста. Будова кисті руки музиканта має суттєвий вплив на його музичні успіхи. Водночас слід підкреслити, що в процесі занять функція та структура організму змінюються і їх взаємозв'язок поглиблюється, забезпечуючи досягнення поставленої перед організмом мети.

У ході занять розвиваються взаємопов'язані функціональні і морфологічні зміни в центрі і на периферії. Взаємодія цих процесів носить компенсаційний характер і утворює додаткові передумови для нового рівня працездатності органів, систем та організму в цілому.

Взаємозв'язок форми і функції в людини сягає найвищого рівня. Це передусім пов'язано з розвитком будови кори великих півкуль, центрів мови і мислення лобових доль, міжкульових і внутріпівкульових зв'язків, які визначають можливості людини як соціальної істоти. Не менш важливе значення мають вертикальне положення тіла і особливості будови рук, ніг та ін. Проте ці сторони розвитку можливі тільки в умовах впливу інформації, що пов'язана з людським суспільством.

В ході філо- та онтогенезу в розвитку взаємозв'язків форми та функції особливе значення має функціональна активність, яка постійно стимулюється потоком подразників, що впливають на організм в результаті змін в умовах існування і недостатності в тих чи інших функціях. При цьому функціональна активність є головним фактором, який включає одночасно широкі та глибокі морфологічні зміни, що забезпечують адаптивні реакції організму.

Організм як єдине ціле здійснює свою життєдіяльність при морфофункціональній єдності взаємодії субклітинних структур, клітин, мембран, органів, тканин, фізіологічних і функціональних систем, які об'єднуються за ієрархічним принципом, коли будь-яка частина підпорядкована для виконання тієї чи іншої функції найвищим системам регуляції, що лежать в основі функції більш загальних інтегральних систем.

Розділ 2. Характеристика фізичних вправ

2.1 Фізіологія фізичних вправ та спорту. Характеристика фізичних вправ

Фізіологія фізичних вправ вивчає зміни структур і функцій організму під впливом короткочасних і довготривалих фізичних навантажень. Спортивна фізіологія застосовує концепції фізіології фізичних вправ у процесі підготовки спортсменів, а також для покращення їх спортивної діяльності. Таким чином, спортивна фізіологія є похідною фізіології фізичних вправ.

Фізіологія фізичних вправ розвинулась на базі материнської дисципліни - фізіології. Вона вивчає фізіологічну адаптацію організму до стресу термінового навантаження при виконанні фізичних вправ і хронічному стресу довготривалого навантаження. Спортивна фізіологія виділилась з фізіології фізичних вправ. Вона використовує дані фізіології фізичних вправ для вирішення проблем спорту.

Розглянемо приклад, який допоможе розрізнити ці дві тісно пов'язані галузі фізіології. Завдяки дослідженням фізіології фізичних вправ існує чітке уявлення про те, як організм людини стримує енергію із продуктів харчування, яка необхідна м'язам, щоб розпочати і підтримати рух. Відомо, що при відпочинку або при виконанні фізичних вправ невеликої інтенсивності головним джерелом енергії є жири і у міру збільшення інтенсивності вправи організм все більше використовує вуглеводи до того часу, доки вони не стануть головним джерелом енергії. При тривалому навантаженні високої інтенсивності резерви вуглеводів в організмі значно зменшуються, що призводить до виснаження.

Користуючись цією інформацією і розуміючи, що організм має певну кількість законів вуглеводів для використання енергії, спортивна фізіологія вишукує шляхи щоб:

- збільшити спроможність організму накопичити вуглеводи (вуглеводне навантаження);

- знизити інтенсивність використання організмом вуглеводів під час м'язової діяльності (економія вуглеводів);

- удосконалити раціон харчування спортсменів до і під час змагань, щоб звести до мінімуму ризик виснаження запасів вуглеводів.

Фізіологія спортивного харчування, яка є підрозділом спортивної фізіології, в даний час теж розвивається.

2.2 Історичний аспект та поява фізіології вправ

Незважаючи на те, що дослідження функцій людини розпочинали стародавні греки, тільки до 1500 р. був зроблений значний вклад у розуміння як структури, так і функцій організму людини. Попередником фізіології була анатомія. Робота Андреаса

Всзалія "FabricaHumaniaCorporis" ("Структура человеческого тела"), опублікована в 1543р., стала поворотним пунктом у розвитку науки про людину і змінила спрямування наступних досліджень. Незважаючи на те, головна увага в цій праці була звернута на анатомічний опис різних органів, були спроби пояснити їх функції. Британський історик Майкл Фостер зауважив: "Ця книга стала початком не тільки сучасної анатомії, але і сучасної фізіології. Вона назавжди поклала кінець уявленням, які панували впродовж 14 століть, і сприяла відродженню медицини".