Изучением действия физических упражнений как основного средства лечебной физкультуры занимались многие исследователи (А. Н. Крестовников, И. М. Саркизов-Серазини, В. Н. Мошков, В. К. Добровольский, В. В. Гориневская и др.). Вопрос этот очень сложный, так как физические упражнения по характеру своего физиологического воздействия на организм и по форме применения не являются однородными, а, наоборот, весьма разнообразны. Обычно на организм воздействует не одно какое-нибудь упражнение, а их комплекс в самых разнообразных сочетаниях. При этом большое значение имеет методическое оформление упражнений, правильность и целесообразность их расположения на протяжении всего занятия, умение применять физические упражнения к данному больному или группе больных, влияние факторов внешней среды и многое другое. Изучение механизма действия физических упражнений на больного продолжает оставаться центральной проблемой всей теории лечебной физкультуры. Накопленный опыт позволяет сделать краткие- обобщения.

В основе лечебного действия физических упражнений лежит строго дозированная тренировка, под которой применительно к больным и ослабленным людям следует понимать целенаправленный процесс восстановления и совершенствования нарушенных функций организма в целом, а также отдельных его систем и органов. Различают общую тренировку, преследующую цель общего оздоровления и укрепления организма, и специальную тренировку, преследующую цель устранения нарушенных функций в определенных системах и органах.

В конечном итоге систематическое применение физических упражнений (общая и специальная тренировка) развивает функциональную адаптацию организма к нагрузкам и приводит к выравниванию (коррекции) возникших в результате заболевания нарушений. Нервные и нейро-гуморальные регуляции являются основным механизмом в действии физических упражнений. Выравнивание нарушенных регуляций осуществляется путем влияния физических упражнений на центральную нервную систему. Целенаправленное применение физических упражнений способствует восстановлению нарушенного равновесия между основными процессами центральной нервной системы (возбуждением и торможением), созданию правильных кортико-висцеральных взаимоотношений. Образование под влиянием физических упражнений нового динамического стереотипа тормозит патологический корковый стереотип, что приводит к восстановлению нарушенных нервных регуляций и установлению нормальных взаимосвязей между всеми системами и органами. Влияние коры головного мозга в восстановлении нарушенных функций подчеркивает первенствующее значение психики для здоровья человека. Активное, сознательное участие больного в лечебной физкультуре усиливает действие физических упражнений.

Болезнь, особенно когда она сопровождается длительным вынужденным покоем, с ограничением двигательного режима, приводит к угасанию условнорефлекторных связей и снижению обмена веществ, функций кровообращения, дыхания и другим расстройствам общего характера. При этом понижается общая сопротивляемость организма, ухудшается способность тканей к регенерации. При многих заболеваниях значительно понижается нормальная возбудимость центральной нервной системы. Применение физических упражнений противодействует указанным изменениям. Еще Й. М. Сеченов указывал на свойство мышц «заряжать нервные центры», а И. П. Павлов считал, что с нижних отделов можно «заряжать и подкреплять» кору больших полушарий мозга. Физические упражнения повышают силу возбудительных и тормозных процессов и их подвижность. Определенное значение в общем влиянии физических упражнений на организм больного и ослабленного человека имеют продукты жизнедеятельности мышечной системы (биологические стимуляторы), повышающие общий тонус организма. Эмоции, ощущение удовольствия от мышечной деятельности благоприятно влияют на психику больного, усиливают функции эндокринной системы (увеличение содержания в крови адреналина и других гормонов).

Под влиянием физических упражнений улучшаются обмен веществ, кровообращение, дыхание. Все это позволяет подчеркнуть значение общетонизирующего влияния физических упражнений. Универсальность тонизирующего влияния физических упражнений на весь организм — характерная особенность их применения при разнообразных заболеваниях.

Большое значение имеет применение физических упражнений в целях нормализации патологически измененных функций. В основе этого механизма лежит возможность при помощи специально подобранных упражнений подавлять или полностью устранять сформировавшиеся в ходе болезни патологические условно-рефлекторные связи и одновременно восстанавливать свойственные здоровому организму нормальные регуляции функций.

В настоящее время распространен взгляд на лечение многих заболеваний (бронхиальная астма, язвенная болезнь желудка, пояснично-крестцовый радикулит и др.) рефлекторным воздействием на центральную нервную систему. В результате систематической тренировки создается очаг возбуждения в центральном отделе двигательного анализатора, который скоро занимает доминирующее положение в коре головного мозга и по закону отрицательной индукции подавляет патологический очаг (патологическую доминанту), постепенно нормализуя патологически измененные функции.

Следует особенно подчеркнуть значение физических упражнений при лечении заболеваний, основой которых является частичная или полная утрата функций пораженных органов (полиомиелит, гемиплегия, гемипарезы, ампутация конечностей и т. д.). Физические упражнения способствуют компенсации безвозвратно извращенных или утраченных функций. Вот почему лечебной физкультуре должна быть отведена ведущая роль в системе восстановительного лечения инвалидов (комплексная реабилитация).

Лечебная физкультура относится к числу лечебных методов, действие которых направлено на активизацию механизмов, выступающих как «физиологическая мера защиты организма против болезни» (И. П. Павлов). Всякая болезнь подразумевает наличие в том же организме и противоположно направленных компенсаторно-приспособительных явлений, иллюстрирующих так называемую физиологическую меру против болезни. При помощи физических упражнений имеется возможность усилить эти компенсаторно-приспособительные явления и направить их на путь восстановления здоровья больного.

Известно, что кора больших полушарий играет ведущую роль в развитии компенсаторных приспособлений в поврежденном организме. И. П. Павлов постоянно указывал на высокую пластичность центральной нервной системы и на заложенные в этих ее свойствах большие возможности. «Главнейшее, сильнейшее и постоянно остающееся впечатление от изучения высшей нервной деятельности нашим методом — это чрезвычайная пластичность ее деятельности, ее огромные возможности: ничего не остается неподвижным, неподатливым, а всегда может быть достигнуто, изменяться к лучшему, лишь бы были осуществлены соответствующие условия» ]. В как будто совершенно безнадежных и безвыходных ситуациях поврежденный организм добивается значительного, а нередко почти полного восстановления нарушенных или утраченных функций либо путем мобилизации запасных возможностей и усиленной тренировки уцелевших остатков поврежденных органов и систем, либо путем простой или сложной перестройки нервных центров и путей, т. е. ломки старых и создания новых форм координационной деятельности неповрежденных органов и систем (Э. А. Асратян).

Процесс восстановления нарушенных и утраченных функций имеет характер упорной тренировки. В этой связи стоит восстановить в памяти замечательный образ летчика .Мересьева (из «Повести о настоящем человеке» Б. Полевого), в совершенстве овладевшего протезными аппаратами обеих ног в результате настойчивой тренировки. Использование физических упражнений в целях восстановления компенсации утраченных функций распространяется не только на область хирургии, ортопедии, невропатологии, но и на внутренние заболевания, при которых налицо может быть резкое нарушение функций органов, когда наблюдают различного характера декомпенсацию. Физические упражнения, специальная тренировка помогают развить викарные приспособления и постепенно восстановить нарушенную компенсацию жизненных функций организма.-

Физические упражнения влияют на трофическую функцию нервной системы, происходит рефлекторное изменение трофики, адекватное функциональному раздражению. Действие физических упражнений проявляется в стимулирующем и нормирующем влиянии их на процессы регенерации поврежденных тканей. В частности, трофической функцией нервной системы следует объяснить приспособление морфологических структур тканей к требованиям функции.

Экспериментальными наблюдениями А. В. Рахманова и И. А. Пионтковского (1938) показано, что при отсутствии движений замещение дефекта костной ткани задерживается и при гистологическом исследовании можно было видеть рыхлое строение костной мозоли и беспорядочное образование цементирующих линий. Мышечные движения (тяга) изменяют ход формирования кости и ее строение приближается к нормальной структуре костной ткани. Физические упражнения повышают действие медикаментов' и других лечебных средств (физических, бальнеологических, климатических и т. д.) при правильном сочетании с ними. Занятия физическими упражнениями способствуют укорочению сроков между так называемым клиническим и функциональным выздоровлением. Клинически, например, больного с переломом плечевой кости можно считать выздоровевшим после консолидации отломков, однако функционально выздоровевшим его можно считать лишь тогда, когда у него полностью восстановилась нарушенная функция конечности и трудоспособность. То же относится и к больным, перенесшим заболевания внутренних органов. Так, например, после перенесенной пневмонии больного можно считать клинически выздоровевшим после того, как у него установилась нормальная температура тела и исчезли нарушения в других органах. Однако требуется определенное время, чтобы у больного полностью восстановилась утраченная трудоспособность.

Физические упражнения являются сильным биологическим раздражителем, повышающим общую жизнедеятельность организма и его приспособляемость к условиям окружающей среды. Современные достижения в области электронной техники позволили проводить исследования на уровне клеточного обмена. Полученные новые данные помогают глубже вникнуть в сущность изменений в организме, его различных системах и органах, которые происходят под влиянием физических нагрузок. В Институте нормальной и патологической физиологии Академии медицинских наук СССР были проведены исследования, позволяющие вскрыть глубокие механизмы устойчивости сердечно-сосудистой системы. Установлено, в частности, что длительное и достаточно интенсивное увеличение физической функции дифференцированных клеток ведет к активизации синтеза нуклеиновых кислот и белков, что обеспечивает замещение разрушенных в процессе физиологического изнашивания определенных структур. Экспериментальными исследованиями доказано наличие двусторонней взаимосвязи между физиологической функцией клетки и ее генетическим аппаратом. Очень важным является тот факт, что систематические тренировки могут приводить к увеличению функциональных возможностей генетического аппарата клеток и более совершенному пластическому обеспечению физиологических функций организма. Следует всегда иметь в виду целостную реакцию организма на раздражитель, в которой принимают участие все звенья нервной системы. Действуя в первую очередь на организм как единое целое, метод лечебной физкультуры тем и ценен, что он в самой своей сущности не локалистичен (В. Н. Мошков). Классифицировать физические упражнения – значит логически представить их как некоторую упорядоченную совокупность с подразделением их на группы согласно определённым признакам. Как средства физического воспитания, физические упражнения классифицируются в соответствии с теми признаками, которые положены в их основу. Так, например, широко распространена классификация физических упражнений по признаку преимущественного воздействия их на развитие физических качеств (Л. П. Матвеев, 1991). Рассмотрим эту классификацию и несколько других классификаций физических упражнений более подробно.

1. Классификация физических упражнений по преимущественному воздействию их на физические качества человека. По этой классификации физические упражнения подразделяются на четыре группы.

Первая группа – скоростно-силовые упражнения, характеризующиеся максимальной интенсивностью или мощностью усилий (спринтерский бег, прыжки, легкоатлетические метания, стартовые ускорения и т. д.).

Вторая группа – циклические упражнения с субмаксимальной, большой и умеренной интенсивностью (средние, длинные и сверхдлинные дистанции). К этой группе относятся: легкоатлетический бег, спортивная ходьба, плавание, бег на лыжах, на коньках, гребля, велоезда и т. д.).

Третья группа – сложнокоординационные упражнения, требующие проявления, главным образом, координационных способностей в условиях строго заданной программы движений (гимнастические и акробатические упражнения, прыжки в воду, фигурное катание на коньках, синхронное плавание и т. д.).

Четвёртая группа – виды упражнений, требующие комплексного проявления физических качеств в условиях переменных режимов двигательной деятельности, непрерывного изменения ситуаций и форм действий. Четвёртая группа подразделяется на две подгруппы:

• Единоборства (все виды борьбы, бокс, фехтование).

• Спортигры (футбол, волейбол, баскетбол, хоккей и т.д.).

В следующей классификации физические упражнения подразделены на группы по особенностям структуры движений.

2. Классификация физических упражнений по структуре движений.

Мышечная работа при выполнении физических упражнений может быть динамической и статической. В одних видах упражнений преобладает первая, в других вторая.

Динамическая работа может быть циклической, ациклической и смешанного характера.

К циклическому виду относятся упражнения, в которых движения одинаковые по структуре, стереотипно повторяются одно за другим. Например: ходьба, бег, велоезда, плавание, гребля и т. д. В ходьбе и беге повторяющимся циклом является двойной шаг.

К ациклическому виду относятся движения, состоящие из отдельных, не похожих друг на друга двигательных актов, выполняемых в определённой последовательности. Например: метания легкоатлетических снарядов, прыжок с места, финты в спортивных играх, комбинации упражнений в спортивной гимнастике и т. д.

В упражнениях со смешанным характером работы в одном упражнении сочетаются движения циклического и ациклического характера. Например: прыжки с разбега в длину и в высоту, бег с барьерами, ведение мяча в спортиграх и следующий за ними финт или другое ациклическое движение.

При статических усилиях работающие мышцы напряжены, а движение в данном суставе отсутствует. Например: поддержание позы, угол в висе на перекладине, гимнастический «мост» и др. Для предотвращения травм можно использовать тейпирование кинезио лентой.

3. Классификация физических упражнений по их относительной мощности. (упражнения максимальной, субмаксимальной, большой и умеренной мощности). Рассмотрим таблицу, в которой дается краткая характеристика вышеназванным зонам относительной мощности, по которым можно сгруппировать упражнения по интенсивности нагрузки.

Существует несколько способов регламентации нагрузок:

1) по величине физиологических параметров (ЧСС, энергетические затраты);

2) по абсолютным и относительным значениям числа повторений (количество повторений в процентном соотношении к максимальному числу повторений);

3) по относительной мощности выполняемых упражнений (в процентном соотношении к МПК, % к PWG-170)

4) по субъективным ощущениям (степень утомления и восстановления после физических нагрузок).

Регламентация нагрузок по ЧСС. Большинство специалистов рекомендуют заниматься физическими упражнениями при таком пульсе, когда необходимая для работы энергия образуется в биохимических реакциях с участием кислорода, то есть в аэробном режиме. Такие занятия практически исключают опасность возникновения нарушений в деятельности сердечно-сосудистой системы.

В практике занятий с оздоровительной направленностью нагрузки чаще всего дозируют по ЧСС. Во время выполнения относительно продолжительных циклических упражнений сердце должно работать с определенной, но не максимальной нагрузкой. Рекомендуемую частоту сердечных сокращений можно вычислить по формуле "190 минус возраст" - (от 30лет и старше). Его следует придерживаться (± 10 уд/мин.) во время занятий. Колебания ЧСС очень индивидуальны, однако можно считать, что ЧСС 120 - 130 уд/мин. является зоной тренировки для новичков. У пожилых ослабленных людей или людей, имеющих отклонения в деятельности сердечно-сосудистой системы, пульс во время занятий не должен превышать 120 уд/мин. Тренировка при ЧСС 130 - 140 уд/мин., обеспечивает развитие общей выносливости у начинающих и её поддержание у более подготовленных. Достаточно высокий тренировочный эффект развития аэробных возможностей и общей выносливости наблюдается во время тренировок при ЧСС от 145 до 160 уд/мин. Решающим условием обеспечения оптимального оздоровительного эффекта при использовании физических упражнений является соответствие величины нагрузок функциональным возможностям организма занимающегося.

Регламентация нагрузок по энергетическим затратам. Частота пульса отражает не только интенсивность работы сердечно-сосудистой системы, но и напряжение практически всех систем организма, в том числе и энергообмена. Между частотой пульса и расходом энергии существует прямая зависимость. Зная частоту сердечных сокращений и количество времени, затраченного на выполнение физических упражнений, можно подсчитать сделанные энергозатраты (таблица № 1). Специалисты считают, что для получения желаемых результатов минимальный расход энергии во время занятий должен составлять 300 - 500 ккал. Для того, чтобы оставаться здоровым, каждый человек должен ежедневно расходовать (сверх основного обмена) за счёт мускульных усилий не менее 1200 -2000 ккал., (таблица № 2). Дозирование нагрузок по числу повторений физических упражнений. Число повторений одних и тех же упражнений колеблется в диапазоне от 6 до 20 раз. Способ дозирования упражнений предусматривает учет максимально возможного числа повторений (МП) в течение определённого промежутка времени (15 - 20 секунд). В оздоровительной тренировке дозировка нагрузки находится в диапазон: МП/4 - МП/2 или 20 - 50 % МП. Для лиц среднего и выше среднего уровня физического состояния рациональными являются трехразовые занятия в неделю. В зрелом и пожилом возрасте - двухразовые занятия в неделю.