Физиояоrия
ЧЕЛОВЕКА
А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб
ОБЩАЯ•СПОРТИВНАЯ•ВОЗРАСТНАЯ
Учебник для высших учебных заведений
физической культуры
Издание 4-е, исправленное и дополненное
Рекомендовано
высших учебных заведений Российской Федерации по образованию
в области физической культуры
учебно-методическим объединением
в качестве учебника для образовательных учреждений
высшего профессионального образования,
осуществляющих образовательную деятельность
по направлению 032100- «Физическая культура»
ИЗДАТЕЛЬСТВО
Москва2023
Стр.1
ББК 28.707.3я73
С60
Издание подготовлено на кафедре физиологии
Национального государственного университета
физической культуры, спорта и здоровья им. П.Ф. Лесгафта,
СанктПетербург
Рецензенты:
В. И. Кулешов, др мед. наук, проф. (ВМедА),
И. М. Козлов, др биол. и др пед. наук, проф.
(НГУ им. П.Ф. Лесгафта, СанктПетербург)
С60
Солодков А. С., Сологуб Е. Б.
Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная
[Текст] : учебник / А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб. – Изд. 4е,
испр. и доп. – М. : Советский спорт, 2023. – 620 с. : ил.
ISBN 9785971805687
Учебник подготовлен в соответствии с новой программой по фи
зиологии для вузов физической культуры и требованиями Государ
ственного стандарта высшего профессионального образования.
Для студентов, аспирантов, научных сотрудников, преподавателей,
тренеров и врачей, работающих в области физической культуры.
ББК 28.707.3я73
ISBN 9785971805687
© Солодков А. С., Сологуб Е. Б., 2023
© Оформление. "Издательство
"Советский спорт", 2023
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ............................................................................................. 3
Часть I
1. Введение. История физиологии ................................................ 8
1.1. Предмет физиологии, ее связь с другими науками
и значение для физической культуры и спорта ....... 8
2. Общие закономерности физиологии
и ее основные понятия ................................................................. 12
2.1. Основные функциональные характеристики
возбудимых тканей ............................................................... 12
2.4. Гомеостаз ................................................................................... 16
2.5. Возникновение возбуждения и его проведение........ 17
ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ......................................................................... 8
1.2. Методы физиологических исследований..................... 9
1.3. Краткая история физиологии........................................... 10
2.2. Нервная и гуморальная регуляция функций ............ 14
2.3. Рефлекторный механизм деятельности
нервной системы .................................................................... 15
3. Нервная система .............................................................................. 21
3.1. Основные функции ЦНС................................................... 21
3.2. Основные функции и взаимодействия нейронов .... 21
3.3. Особенности деятельности нервных центров ............ 25
3.4. Координация деятельности ЦНС ................................... 29
3.5. Функции спинного мозга
и подкорковых отделов головного мозга ..................... 33
3.6. Вегетативная нервная система ......................................... 39
3.7. Лимбическая система ........................................................... 43
3.8. Функции коры больших полушарий ............................. 43
4. Высшая нервная деятельность................................................... 49
4.1. Условия образования и разновидности
условных рефлексов ............................................................. 49
4.2. Внешнее и внутреннее торможение
условных рефлексов ............................................................. 52
4.3. Динамический стереотип ................................................... 52
4.4. Типы высшей нервной деятельности, первая
и вторая сигнальная система ............................................ 53
5. Нервномышечный аппарат ........................................................ 55
5.1. Функциональная организация скелетных мышц ....... 55
5.2. Механизмы сокращения и расслабления
мышечного волокна............................................................... 57
5.3. Одиночное и тетаническое сокращение.
Электромиограмма ................................................................ 60
611
Стр.611
5.4. Морфофункциональные основы
мышечной силы ...................................................................... 63
5.5. Режимы работы мышцы...................................................... 67
5.6. Энергетика мышечного сокращения............................... 68
6. Произвольные движения ............................................................. 71
6.1. Основные принципы организации движений ............ 71
6.2. Роль различных отделов ЦНС
в регуляции познотонических реакций ...................... 75
6.3. Роль различных отделов ЦНС в регуляции
движений .................................................................................. 77
6.4. Нисходящие моторные системы...................................... 81
7. Сенсорные системы ........................................................................ 83
7.1. Общий план организации и функции
сенсорных систем................................................................... 83
7.2. Класификация и механизмы возбуждения
рецепторов ................................................................................ 84
7.3. Свойства рецепторов............................................................ 86
7.4. Кодирование информации................................................. 87
7.5. Зрительная сенсорная система ......................................... 88
7.6. Слуховая сенсорная система ............................................. 93
7.7. Вестибулярная сенсорная система .................................. 96
7.8. Двигательная сенсорная система ..................................... 99
7.9. Сенсорные системы кожи, внутренних органов,
вкуса и обоняния................................................................... 102
7.10. Переработка, взаимодействие и значение
сенсорной информации ...................................................... 105
8. Кровь .................................................................................................... 109
8.1. Состав, объем и функции крови .................................... 110
8.2. Форменные элементы крови ............................................. 112
8.3. Физикохимические свойства плазмы крови ........... 116
8.4. Свертывание и переливание крови................................ 118
8.5. Регуляция системы крови.................................................. 121
9. Кровообращение .............................................................................. 123
9.1. Сердце и его физиологические свойства .................... 123
9.2. Движение крови по сосудам (гемодинамика) .......... 128
9.3. Регуляция сердечнососудистой системы.................... 132
10. Дыхание ............................................................................................... 136
10.1. Внешнее дыхание ................................................................... 136
10.2. Обмен газов в легких и их перенос кровью ............. 139
10.3. Регуляция дыхания .............................................................. 143
11. Пищеварение ...................................................................................... 145
11.1. Общая характеристика пищеварительных
процессов .................................................................................. 145
11.2. Пищеварение в различных отделах
желудочнокишечного тракта ........................................... 147
11.3. Всасывание продуктов переваривания пищи ............ 153
612
Стр.612
12. Обмен веществ и энергии ............................................................ 155
12.1. Обмен белков ......................................................................... 155
12.2. Обмен углеводов ................................................................... 156
12.3. Обмен липидов ...................................................................... 157
12.4. Обмен воды и минеральных солей................................ 159
12.5. Обмен энергии ....................................................................... 160
12.6. Регуляция обмена веществ и энергии .......................... 163
13. Выделение ............................................................................................ 165
13.1. Общая характеристика выделительных
процессов ................................................................................. 165
13.2. Почки и их функции ........................................................... 165
13.3. Процесс мочеобразования и его регуляция ............... 168
13.4. Гомеостатическая функция почек .................................. 170
13.5. Мочевыведение и мочеиспускание ................................ 170
13.6. Потоотделение ....................................................................... 171
14. Тепловой обмен ................................................................................ 173
14.1. Температура тела человека и изотермия ..................... 173
14.2. Механизмы теплообразования ........................................ 174
14.3. Механизмы теплоотдачи .................................................... 176
14.4. Регуляция теплообмена ...................................................... 177
15. Внутренняя секреция ..................................................................... 178
15.1. Общая характеристика эндокринной системы .......... 178
15.2. Функции желез внутренней секреции ......................... 181
15.3. Изменения эндокринных функций
при различных состояниях ............................................... 192
Часть II
СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ......................................................... 198
Раздел I
ОБЩАЯ СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ........................................ 198
1. Спортивная физиология – учебная и научная
дисциплина ........................................................................................ 199
1.1. Спортивная физиология, ее содержание
и задачи ..................................................................................... 199
1.2. Кафедра физиологии и ее роль
в становлении и развитии спортивной
физиологии .............................................................................. 201
1.3. Состояние и перспективы развития спортивной
физиологии .............................................................................. 206
2. Адаптация к физическим нагрузкам и резервные
возможности организма ............................................................... 210
2.1. Динамика функций организма при адаптации
и ее стадии ............................................................................... 211
2.2. Физиологические особенности адаптации
к физическим нагрузкам .................................................... 215
613
Стр.613
2.3. Срочная и долговременная адаптация
к физическим нагрузкам .................................................... 217
2.4. Функциональная система адаптации ............................. 221
2.5. Понятие о физиологических резервах
организма .................................................................................. 224
3. Функциональные состояния спортсменов ............................ 226
3.1. Общая характеристика функциональных
состояний ................................................................................... 226
3.2. Физиологические закономерности развития
функциональных состояний ............................................. 229
3.3. Виды функциональных состояний .................................. 231
4. Функциональные изменения в организме
при физических нагрузках .......................................................... 237
4.1. Изменения функций различных органов
и систем организма ............................................................... 237
4.2. Функциональные сдвиги при нагрузках
постоянной мощности ......................................................... 240
4.4. Прикладное значение функциональных изменений
для оценки работоспособности спортсменов.............. 243
4.3. Функциональные сдвиги при нагрузках
переменной мощности ......................................................... 241
5. Физиологическая характеристика состояний
организма при спортивной деятельности ............................. 244
5.1. Роль эмоций при спортивной деятельности .............. 244
5.2. Предстартовые состояния .................................................. 247
5.3. Разминка и врабатывание .................................................. 250
5.4. Устойчивое состояние при циклических
упражнениях ............................................................................ 252
5.5. Особые состояния организма при ациклических,
статических и упражнениях переменной
мощности .................................................................................. 253
6. Физическая работоспособность спортсмена ........................ 254
6.1. Понятие о физической работоспособности
и методические подходы к ее определению............... 255
6.2. Принципы и методы тестирования
физической работоспособности ....................................... 257
6.3. Связь физической работоспособности
с направленностью тренировочного процесса
в спорте...................................................................................... 262
6.4. Резервы физической работоспособности .................... 264
7. Физиологические основы утомления спортсменов .......... 269
7.1. Определение и физиологические механизмы
развития утомления ............................................................. 269
7.2. Факторы утомления и состояние
функций организма............................................................... 273
614
Стр.614
7.3. Особенности утомления при различных
видах физических нагрузок............................................... 275
7.4. Предутомление, хроническое утомление
и переутомление .................................................................... 278
8. Физиологическая характеристика
восстановительных процессов ................................................... 281
8.1. Общая характеристика процессов
восстановления ....................................................................... 281
8.2. Физиологические механизмы
восстановительных процессов .......................................... 283
8.3. Физиологические закономерности
восстановительных процессов .......................................... 285
Раздел II
ЧАСТНАЯ СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ.................................... 291
9. Физиологическая классификация и характеристика
физических упражнений .............................................................. 291
9.1. Различные критерии классификации
упражнений .............................................................................. 292
8.4. Физиологические мероприятия повышения
эффективности восстановления ...................................... 288
9.2. Современная классификация физических
упражнений .............................................................................. 293
9.3. Физиологическая характеристика спортивных
поз и статических нагрузок ............................................... 294
9.4. Физиологическая характеристика стандартных
циклических и ациклических
движений .................................................................................. 298
9.5. Физиологическая характеристика
нестандартных движений ................................................... 303
10. Физиологические механизмы и закономерности
развития физических качеств ..................................................... 305
10.1. Формы проявления, механизмы и резервы
развития силы ........................................................................ 306
10.2. Формы проявления, механизмы и резервы
развития быстроты ............................................................... 310
10.3. Формы проявления, механизмы и резервы
развития выносливости ...................................................... 313
10.4. Понятие о ловкости и гибкости. Механизмы
и закономерности их развития ....................................... 318
11. Физиологические механизмы и закономерности
формирования двигательных навыков .................................... 320
11.1. Двигательные умения, навыки и методы
их исследования .................................................................... 320
11.2. Физиологические механизмы формирования
двигательных навыков ........................................................ 321
615
Стр.615
11.3. Физиологические закономерности и стадии
формирования двигательных навыков ......................... 324
11.4. Физиологические основы совершенствования
двигательных навыков ........................................................ 330
12. Физиологические основы развития тренированности ..... 333
12.1. Физиологическая характеристика тренировки
и состояния тренированности ......................................... 334
12.3. Тестирование функциональной
подготовленности спортсменов
при стандартных и предельных нагрузках................. 339
13. Спортивная работоспособность
в особых условиях внешней среды........................................... 346
13.1. Влияние температуры и влажности воздуха
на спортивную работоспособность ................................ 346
13.2. Спортивная работоспособность в условиях
измененного барометрического давления................... 348
13.4. Физиологические изменения в организме
при плавании .......................................................................... 355
13.3. Спортивная работоспособность при смене
поясноклиматических условий ...................................... 353
14. Физиологические основы спортивной
тренировки женщин ........................................................................ 357
14.1. Морфофункциональные особенности
женского организма ............................................................. 357
14.2. Изменения функций организма
в процессе тренировок ........................................................ 365
14.3. Влияние биологического цикла
на работоспособность женщин ........................................ 370
12.2. Тестирование функциональной
подготовленности спортсменов в покое ...................... 336
12.4. Физиологическая характеристика
перетренированности и перенапряжения ................... 343
14.4. Индивидуализация тренировочного процесса
с учетом фаз биологического цикла ............................. 373
15. Физиологогенетические особенности
спортивного отбора ......................................................................... 375
15.1. Физиологогенетический подход к вопросам
спортивного отбора .............................................................. 376
15.2. Наследственные влияния на морфо
функциональные особенности и физические
качества человека ................................................................. 378
15.3. Учет физиологогенетических особенностей
человека в спортивном отборе ........................................ 383
15.4. Значение генетически адекватного
и неадекватного выбора спортивной
616
Стр.616
специализации, стиля соревновательной
деятельности и сенсомоторного доминирования ..... 390
15.5. Использование генетических маркеров для поиска
высоко и быстротренируемых спортсменов ............. 395
16. Влияние генома на функциональное состояние,
работоспособность и здоровье спортсменов ......................... 398
16.1. Хранение, передача наследственной
информации и расшифровка генома ............................ 398
16.2. Генетические маркеры ДНК в спорте........................... 402
16.3. Генетические допинги в спорте ....................................... 405
16.4. Обнаружение допингов ...................................................... 415
16.5. Риск для здоровья ................................................................ 417
17. Физиологические основы оздоровительной
физической культуры ..................................................................... 421
17.1. Роль физической культуры в условиях
современной жизни.............................................................. 422
17.2. Гипокинезия, гиподинамия и их влияние
на организм человека .......................................................... 425
17.3. Основные формы оздоровительной физической
культуры и их влияние на функциональное
состояние организма ........................................................... 428
Часть III
ВОЗРАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ........................................................... 435
1. Общие физиологические закономерности роста
и развития организма человека ................................................ 435
1.1. Периодизация и гетерохронность развития ............... 435
1.2. Сенситивные периоды ......................................................... 438
1.3. Влияние наследственности и окружающей среды
на развитие организма ......................................................... 441
1.4. Акселерация эпохальная и индивидуальная,
биологический и паспортный возраст .......................... 444
2. Физиологические особенности организма детей
дошкольного и младшего школьного возраста
и их адаптация к физическим нагрузкам ............................ 448
2.1. Развитие центральной нервной системы,
высшей нервной деятельности
и сенсорных систем .............................................................. 448
2.2. Физическое развитие и опорнодвигательная
система ....................................................................................... 456
2.3. Особенности крови, кровообращения
и дыхания ................................................................................. 457
2.4. Особенности пищеварения, обмена веществ
и энергии................................................................................... 461
617
Стр.617
2.5. Особенности терморегуляции, процессов
выделения и деятельности желез
внутренней секреции ............................................................ 462
2.6. Физиологические особенности адаптации детей
дошкольного и младшего школьного возраста
к физическим нагрузкам .................................................... 466
3. Физиологические особенности организма детей
среднего и старшего школьного возраста
и их адаптация к физическим нагрузкам ............................ 488
3.1. Развитие центральной нервной системы,
высшей нервной деятельности
и сенсорных систем .............................................................. 489
3.2. Физическое развитие и опорнодвигательная
система ....................................................................................... 494
3.3. Особенности крови, кровообращения и дыхания .... 497
3.4. Особенности пищеварения, выделения
и эндокринной системы ...................................................... 500
3.5. Особенности терморегуляции,
обмена веществ и энергии ................................................. 506
3.6. Физиологические особенности адаптации детей
среднего и старшего школьного возраста
к физическим нагрузкам .................................................... 508
4. Физиологические особенности урока
физической культуры в школе ................................................. 530
4.1. Физиологическое обоснование нормирования
физических нагрузок для детей
школьного возраста ............................................................... 530
4.2. Изменение функций организма школьников
на уроке физической культуры ....................................... 533
4.3. Влияние занятий физической культурой
на физическое, функциональное
развитие, работоспособность
и состояние здоровья школьников ................................. 536
4.4. Физиологопедагогический контроль
за занятиями физической культурой
и физиологические критерии
восстановления организма школьников ....................... 543
5. Физиологические особенности организма
людей зрелого и пожилого возраста
и их адаптация к физическим нагрузкам ............................ 548
5.1. Старение, продолжительность жизни,
адаптивные реакции и реактивность
организма .................................................................................. 549
5.2. Возрастные особенности опорнодвигательного
аппарата, вегетативных и сенсорных систем .............. 553
5.3. Возрастные особенности регуляторных систем ......... 557
618
Стр.618
5.4. Физиологические особенности адаптации
людей зрелого и пожилого возраста
к физическим нагрузкам .................................................... 561
6. Физиологические особенности переработки
информации у спортсменов разного возраста .................... 573
6.1. Значение для спорта процессов переработки
информации и их возрастные особенности................ 573
6.2. Физиологические основы процессов
восприятия, принятия решения
и программирования ответных действий .................... 575
6.3. Скорость и эффективность тактического
мышления. Пропускная способность мозга ................. 579
6.4. Помехоустойчивость спортсменов,
ее возрастные особенности ................................................ 582
7. Функциональные асимметрии спортсменов
разного возраста .............................................................................. 583
7.1. Моторные асимметрии у человека,
их возрастные особенности ............................................... 583
7.2. Сенсорные и психические асимметрии.
Индивидуальный профиль асимметрии....................... 586
7.3. Проявление функциональной асимметрии
у спортсменов.......................................................................... 589
7.4. Физиологические основы управления
тренировочным процессом
с учетом функциональной асимметрии........................ 593
8. Физиологические основы
индивидуальнотипологических особенностей
спортсменов и их развитие в онтогенезе ............................. 595
8.1. Индивидуальнотипологические
особенности человека ........................................................... 596
8.2. Развитие типологических
особенностей в онтогенезе ................................................. 598
8.3. Индивидуальнотипологические особенности
спортсменов и их учет в тренировочном
процессе ..................................................................................... 601
8.4. Индивидуальнотипологические особенности
биоритмов и их влияние на работоспособность
человека ..................................................................................... 604
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................... 609
619
Стр.619