Под влиянием регулярных занятий бегом во всех системах организма происходит биохимическая, морфологическая и функциональная перестройка, повышается активность фер­ментов мозга, что приводит к увеличению энергетических ве­ществ

— АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) и КФ (креатинфосфата); повышается содержание в мозге эндорфинов — веществ, уменьшающих боль и вызывает у человека поло­жительные эмоции; совершенствуется также нервная деятель­ность (увеличивается сила, подвижность и уравновешенность нервных процессов).

        У лиц, занимающихся оздоровительным бегом, происходит более интенсивная качественная и количественная перестрой­ка кости. В костях наблюдается повышенный синтез органи­ческих веществ — белков, ферментов и других. Усиливается отложение неорганических веществ — кальция, фосфора.

        Надкостница и компактное вещество костей в процессе за­нятий оздоровительным бегом утолщаются, а костномозговая полость уменьшается. Эти изменения повышают плотность и упругость костей, то есть механическую прочность.

        Активация деятельности мышц при занятиях оздорови­тельным бегом приводит к повышению активности фермен­тов, ускоряющих обменные процессы. В связи с повышением активности ферментов увеличивается энергетический потен­циал мышц в виде АТФ. Повышаются запасы веществ, кото­рые способствуют обновлению АТФ. Занятия бегом увеличи­вают содержание миоглобина и миозина. Миоглобин достав­ляет тканям кислород в условиях кислородного голодания и этим улучшает окислительные процессы в мышцах. Миозин, являясь одновременно сократительным белком и ферментом, повышает сокращающие свойства мышц и способствует рас­щеплению АТФ. При этом освобождается энергия, необходи­мая для сокращения мышц.

        При занятиях бегом изменяется ионный состав мышц — увеличивается содержание натрия, магния, кальция и умень­шается содержание калия, так как последний перераспреде­ляется в миокард (мышечную ткань сердца). В этом и состоит

один из благоприятных механизмов влияния бега на сердце.

        У лиц, занимающихся бегом, увеличивается количество и масса сократительных элементов мышечных волокон — миофибрилл, в результате чего увеличиваются размеры мышеч­ных волокон, что приводит к увеличению массы и объема мышц — гипертрофии.

        В гипертрофированных мышцах про­исходит разрастание нервных окончаний, в результате чего увеличивается площадь соприкосновения мышечных волокон с нервными элементами. Во время бега увеличивается количе­ство действующих капилляров мышц. Так, в покое на 1 мм² поверхности мышцы действует 35—85 капилляров, а во вре­мя бега — 2500—3000 капилляров.

        Все эти биохимические и морфологические процессы в мы­шцах приводят к значительным изменениям их деятельности, улучшается эластичность мышц, увеличиваются скорость их сокращения, сила, амплитуда движений.

        Мышцы бегунов в отличие от лиц, ведущих малоподвижный образ жизни, более возбудимы. У бегунов улучшается мышечное чувство, повы­шается точность воспроизведения заданных движений (в про­странстве, времени и усилиях).

        Под влиянием систематических занятий оздоровительным бегом в миокарде происходят изменения, подобные тем, кото­рые возникают в мышечной ткани — увеличивается энерге­тический потенциал в виде КФ и АТФ, повышается содержа­ние миозина и миоглобина и активность ферментов.

        Размеры и масса сердца под влиянием бега увеличивают­ся в результате увеличения мышечных волокон и расширения полостей сердца. Наступает гипертрофия миокарда. В связи с увеличением массы сердца и уменьшением массы тела у бе­гунов увеличивается относительная масса сердца (отношение массы сердца к массе тела).

        Гипертрофии и расширению под­вергаются оба желудочка сердца одновременно или преиму­щественно правый. В них разрастаются нервные волокна, раз­виваются новые мелкие сосуды (капилляры) и анастомозы (по­бочные каналы, соединяющие сосуды). Изменения кровообра­щения и иннервации миокарда, увеличение размеров сердца у бегунов отличаются от патологического увеличения сердца людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями.

        Под влиянием регулярных занятий бегом уменьшается частота сердечных сокращений (ЧСС) в покое. Это явление у бегунов можно объяснить пре­обладанием функции блужда­ющего нерва и некоторыми биохимическими изменениями в проводящей системе сердца. Уменьшение ЧСС происходит в первые 2—3 года занятий бе­гом, а в дальнейшем этот по­казатель стабилизируется и мало изменяется.

        В настоящее время установ­лено, что чем выше степень физической активности живот­ного, тем реже ЧСС в покое. У таких животных более высокая относительная масса сердца и более высокая продолжительность жизни.

        В подтверждение этого проведем сопоставление продолжительности жизни белки и крысы, которые имеют одинаковую массу тела (около 300 г), относятся к одному и тому же отряду грызунов, но резко отличаются по степени двигательной активности.

        Кры­сы — относительно малоподвижные животные, а белки прояв­ляют высокую двигательную активность. ЧСС в покое у взрос­лых крыс равняется в среднем 450 в 1 мин., а у белок—150. Относительная масса сердца у крыс равна в среднем 0,3 %, а у белок — 0,8%. Продолжительность жизни белок в 6 раз больше, чем у крыс.

        В табл. 1 даны аналогичные сопоставления и по другим видам животных. Животные распределены по группам. В ка­ждой группе представлены животные с примерно одинаковыми массой и размерами тела. Двигательная активность животных возрастает с увеличением порядкового номера. Продолжитель­ность жизни животных пропорциональна степени двигатель­ной активности, а чем выше двигательная активность, тем ре­же ЧСС в покое и больше относительная масса сердца.

        Можно предположить, что бег положительно влияет на про­должительность жизни человека, потому что регулярные за­нятия бегом приводят, как уже отмечалось, к уменьшению ЧСС и увеличению относительной массы сердца.

        В состоянии покоя у бегунов уменьшается количество кро­ви, выбрасываемое желудочками сердца в одну минуту (ми­нутный объем крови —МОК). Это изменение в деятельности сердца свидетельствует об экономичности его работы и о на­личии значительных функциональных резервов.

        При занятиях оздоровительным бегом отмечается наклон­ность к снижению артериального давления, но обычно арте­риальное давление не уменьшается ниже границы нормы 14,7/кПа (110/60 мм рт. ст.).

        Артериальное давление ниже 13,3/кПа (100/60 мм рт. ст.) встречается иногда у молодых бе­гунов как временное, проходящее, состояние и называется ги­потонией высокой тренированности.

        Бег благоприятно влияет на движение крови по венам. Это связано с включением в работу во время бега «мышечного насоса» и «дыхательного насоса».      Механизм работы «мышеч­ного насоса» состоит в том, что при сокращении и рас­слаблении мышц во время мышечной деятельности кровь по венам, расположенным в мышцах, перемещается к сердцу (этому способствуют специальные клапаны вен).

        Работа «ды­хательного насоса» заключается в следующем. Во время вдо­ха в грудной полости вследствие ее расширения давление ста­новится несколько ниже атмосферного. Эта разница давлений и является той силой, которая ускоряет движение венозной крови к сердцу.

        Под влиянием бега в крови повышается активность фер­ментов и концентрация белков. Исследования показали, что систематические занятия оздоровительным бегом снижают содержание холестерина в крови, предупреждая тем самым атеросклероз.

        У бегунов увеличивается общее количество кро­ви, повышается содержание красных кровяных телец (эри­троцитов), белых кровяных телец (лейкоцитов) и кровяных пластинок (тромбоцитов). В эритроцитах повышается гемо­глобин.

        В результате увеличения количества эритроцитов и содержания гемоглобина улучшается транспорт кислорода к раз­личным органам и тканям. Повышение активности ферментов и улучшение доставки кислорода к тканям и органам положи­тельно влияют на обмен веществ в организме.

         Основной функцией лейкоцитов является способность за­хватывать и переваривать белковые инородные тела, главным образом бактерии, попавшие в кровь. Кроме того, лейкоциты участвуют в выработке антител — специальных белков кро­ви, которые разрушают микробные тела и ядовитые продукты их деятельности. Увеличение содержания в крови лейкоцитов под влиянием бега обеспечивает повышенную сопротивляе­мость организма инфекционным заболеваниям.

        Тромбоциты способствуют свертыванию крови. Во время бега количество тромбоцитов увеличивается в 3—5 раз, что при повреждении сосудов защищает организм от кровопотери.

        Бег увеличивает концентрацию белков крови — альбуми­нов, глобулинов и фибриногена, которые обеспечивают вяз­кость крови, препятствуют оседанию эритроцитов, принима­ют участие в свертывании крови, являются питательными веществами, повышают сопротивляемость организма инфекци­онным заболеваниям.

        Кровь человека в состоянии покоя имеет слабоосновную реакцию — реакция артериальной крови составляет 7,38, а венозной — 7,31.

        Снижение реакции крови до 7,0 и увеличение до 8,0 опасно для жизни. Способность поддерживать реакцию крови в пределах нормы (около 7,38) зависит от буферных систем крови, которые нейтрализуют кислые и основные про­дукты, накапливающиеся в организме.

        У людей, занимающих­ся оздоровительным бегом, повышаются буферные свойства крови, кроме того, они могут выдержать более выраженные сдвиги реакции крови, чем лица, не занимающиеся физичес­кой культурой.

        В мышцах, принимающих участие в дыхательных движе­ниях (наружные и внутренние межреберные, диафрагма и мышцы живота), под влиянием бега происходят те же биохи­мические, морфологические и функциональные изменения, о которых уже упоминалось при освещении вопроса о влиянии оздоровительного бега на мышечную систему.

        Развитие мышц, принимающих участие в дыхании, приво­дит к увеличению экскурсии грудной клетки, жизненной ем­кости легких, максимальной вентиляции легких. Регулярные физические нагрузки увеличивают объем крови в капиллярах легких и площадь контакта альвеол легких с капиллярами, уменьшая толщину альвеолярно-капиллярной мембраны. Все это способствует улучшению газообмена между альвеоляр­ным воздухом и кровью капилляров легких.

        Частота дыхания в покое у бегунов меньше, чем у лиц, не занимающихся физи­ческой культурой. У первых она составляет 8—12 в минуту, у вторых — 15—20 в минуту. При этом глубина дыхания у бе­гунов в состоянии покоя больше, чем у лиц, не занимающихся физической культурой. У первых объем воздуха, который вдыхается и выдыхается при каждом дыхательном цикле, ра­вен 700—800 мл, а у вторых — 350—600 мл.

        Потребление организмом кислорода в покое в пересчете на 1 кг массы тела у бегунов меньше, чем у людей, не зани­мающихся бегом. Это свидетельствует об экономном исполь­зовании кислорода. Однако следует отметить, что макси­мальное количество кислорода, которое может потребить организм при предельно напряженной работе (МПК), у лю­бителей бега значительно выше, чем у людей, не занимающих­ся бегом.

        В зависимости от вида мышечной деятельности функция пищеварительной системы может усиливаться или угнетаться. Так, под влиянием бега с большой скоростью или бега боль­шой продолжительности (более 1 ч) наступает угнетение со­кращений стенки желудка и падает его кислотообразующая функция. Наоборот, неинтенсивная и непродолжительная беговая нагрузка оказывает противоположное действие на пи­щеварительную систему.

        Если желудок переполнен пищей, то бег приводит к задер­жке пищевых масс и усилению гнилостных процессов в пище­варительном аппарате. Затем продукты гниения всасываются в кровь, вызывая самоотравление организма. После приема пищи происходит перераспределение крови к органам пище­варения, ухудшается кровоснабжение мышц. Кроме того, на­полненный желудок способствует высокому положению диафрагмы, что затрудняет деятельность легких и сердца. Поэ­тому заниматься оздоровительным бегом можно не раньше чем через 1,5—2 ч после приема пищи.

        Рассмотрим влияние оздоровительного бега на обмен ве­ществ и энергии.

        Обмен веществ — это основной биологический процесс, ко­торый представляет собой единство двух взаимосвязанных процессов — ассимиляции и диссимиляции.    Ассимиляция — это непрерывное образование в клетках сложных органичес­ких соединений, необходимых для жизни, и накопление сво­бодной энергии из веществ, поступающих в организм.

        Дисси­миляция — это распад сложных органических соединений в клетках с выделением энергии, которая используется для жиз­недеятельности. Во время бега процессы диссимиляции преоб­ладают над процессами ассимиляции.

        Однако после физиче­ской нагрузки ассимиляция преобладает над диссимиляцией, что обеспечивает не только компенсацию расхода энергетичес­ких ресурсов организма, но и их увеличение по сравнению с исходным уровнем.

        Основой всех жизненных явлений организма являются бел­ки. В организме постоянно происходит обновление белка. Весь белок тела человека обновляется за 160 дней, а за всю жизнь — около 200 раз. При занятиях оздоровительным бегом самообновление белка происходит интенсивнее, что приводит к закономерному улучшению деятельности клеток, в которых сосредоточены основные процессы белкового обмена.

        Энергетические расходы организма покрываются преиму­щественно за счет окисления углеводов. Углеводы дают орга­низму 50—60% расходуемой им энергии. Особенно велика роль углеводов при занятиях оздоровительным бегом. Во вре­мя бега углеводы используются как основной источник энер­гии. Поэтому суточная потребность в углеводах у занимаю­щихся оздоровительным бегом возрастает и составляет 600— 350г.

        Немаловажная роль в жизнедеятельности организма при­надлежит жирам. При расщеплении жира освобождается в два с лишним раза больше энергии, чем при расщеплении та­кого же количества белков и углеводов. Но для окисления жира требуется большое количество кислорода. Поступление большого количества кислорода в организм обеспечивает про­должительная мышечная работа умеренной интенсивности, например, медленный бег. Поэтому у любителей бега запасы жира снижаются.

        Регуляторами обмена веществ в организме являются витамины. Обмен веществ и энергии у лиц, занимающихся оздоро­вительным бегом, протекает более интенсивно, поэтому по­требность во всех видах витаминов у них возрастает.

        Во время бега с потом выделяется значительное количес­тво минеральных веществ, особенно натрия, калия и фосфо­ра. Поэтому у лиц, занимающихся оздоровительным бегом, повышена потребность в этих минеральных веществах, кото­рые должны вводиться в организм с пищей.

        Под влиянием бега и ходьбы увеличивается интенсивность обменных процессов. Бег повышает обмен веществ на 200— 400 %, а ходьба — до 100 %.

Затраты энергии при беге или ходьбе зависят от скорости передвижения, массы тела, роста, продолжительности рабо­ты, рельефа местности и поверхности грунта.

        Так, во время ходьбы по ровной асфальтовой дороге со скоростью 3 км/ч мужчина, имеющий массу тела 70 кг, затратит около 10 кДж/ мин, а при передвижении со скоростью 5 км/ч — около 17.

        При подъеме в гору (с уклоном 5°) со скоростью 5 км/ч он затра­тит около 33 кДж/мин. Мужчина, имеющий массу тела 65 кг, при ходьбе по ровной асфальтовой дороге со скоростью 5 км/ /ч затратит уже около 15,5 кДж/мин. Расход энергии у муж­чины с массой тела 70 кг при ходьбе по вспаханному полю со скоростью 5 км/ч составит около 29,5 кДж/мин.

        Во время бе­га по ровной асфальтовой дороге со скоростью 8 км/ч человек расходует около 40 кДж/мин, со скоростью 11 км/ч — око­ло 65 кДж/мин, а со скоростью 19 км/ч — около 94 кДж/мин.

        В занятиях оздоровительным бегом следует использовать гимнастические упражнения. При выполнении гимнастических упражнений расходуется 10,5—25 кДж/мин.

        Таким образом, зная скорость передвижения, расход энер­гии за одну минуту при этой скорости, продолжительность бе­га (или ходьбы), а также продолжи­тельность выполнения гимнастических упражнений, можно ориентировочно определить общий расход энергии. 

        На­пример, на бег со скоростью 8 км/ч по ровной асфальтовой дороге было за­трачено 20 мин. Расход энергии соста­вил около 800 кДж (40 кДж/мин Х Х20 мин=800 кДж).

        На выполнение гимнастических упражнений было за­трачено 8 минут. Значит, минималь­ный расход энергии при этом составил 84 кДж (10,5 кДж/мин Х 8 мин = =84 кДж/мин). Общий расход энергии составил 884 кДж (800 кДж+84 кДж=884 кДж).

Ориентировочно определить расход энергии при физичес­кой нагрузке можно по ЧСС (табл. 2).

На одном занятии оздоровительным бегом расход энергии составляет 1260—2520 кДж