Основы спортивной физиологии

Т. В. Лойко, 

И. Н. Рубченя, 
А. В. Ильютик

ОСНОВЫ  

СПОРТИВНОЙ ФИЗИОЛОГИИ

Допущено Министерством образования Республики Беларусь 

в качестве учебного пособия для учащихся учреждений образования,  

реализующих образовательные программы среднего специального образования 

по специальностям «Спортивно-педагогическая деятельность», 

«Физическая культура»

Минск 
РИПО
2022

УДК 612:796(075.32)
ББК 75.0я723
       Л68

А в т о р ы:

доцент кафедры физиологии и биохимии  

УО «Белорусский государственный университет физической культуры» 

кандидат педагогических наук, доцент Т. В. Лойко;  

заведующий этой же кафедры кандидат биологических наук,  

доцент И. Н. Рубченя; 

доцент этой же кафедры кандидат биологических наук,  

доцент  А. В. Ильютик

Р е ц е н з е н т ы:

цикловая комиссия специальных дисциплин УО «Бобруйское  

государственное училище олимпийского резерва» (Е. А. Манько);

доцент кафедры медико-биологических основ  

физического воспитания УО «Белорусский государственный  

педагогический университет имени Максима Танка»  

кандидат ветеринарных наук, доцент В. А. Касько

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой 

ее части не может быть осуществлено без разрешения издательства.

Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министерства 

образования Республики Беларусь.

Л68

Лойко, Т. В. 

Основы спортивной физиологии : учеб. пособие / Т. В. Лойко, 

И. Н. Рубченя, А. В. Ильютик. – Минск : РИПО, 2022. – 112 с. : ил.…

ISBN 978-985-895-040-8.

В учебном пособии раскрываются вопросы, касающиеся протекания об-

мена веществ и энергообмена во время мышечной деятельности. Освещается 
влияние биологически активных веществ на жизнедеятельность организма че-
ловека. Показана физиологическая характеристика состояний организма, воз-
никающих в процессе мышечной деятельности. Раскрыты физиологические 
основы развития физических качеств и формирования двигательных навыков, 
механизмы адаптации к физическим нагрузкам. Изложены физиологические 
основы развития тренированности, особенности спортивной тренировки жен-
щин, детей и подростков.

Предназначено для учащихся учреждений образования, реализующих об-

разовательные программы среднего специального образования по специально-
стям «Спортивно-педагогическая деятельность», «Физическая культура» и ши-
рокого круга читателей.

УДК 612:796(075.32)

ББК 75.0я723

ISBN 978-985-895-040-8 
   © Лойко Т. В., Рубченя И. Н., Ильютик А. В., 2022 

 
 
   © Оформление. Республиканский институт

 профессионального образования, 2022

ПРЕДИСЛОВИЕ

Представленное учебное пособие разработано в соответствие 

с учебной программой. 

Учебный материал направлен на повышение уровня теорети-

ческой подготовленности учащихся в области наук, изучающих 
организм человека, на формирование знаний о работе физио-
логических систем организма человека в процессе выполнения 
физических нагрузок. Физиологические знания являются про-
фессионально значимыми, так как помогают проследить законо-
мерности протекания процессов жизнедеятельности систем орга-
низма под влиянием занятий физической культурой и спортом.

В учебном пособии представлены механизмы изменения 

функций под влиянием спортивной тренировки, механизмы 
адаптации организма к различным видам физических нагрузок в 
обычных и усложненных условиях внешней среды, а также вли-
яние спортивных тренировок на организм мужчины, женщины, 
ребенка.

Раздел «Обмен веществ и энергии, теплообмен при мышечной 

деятельности» посвящен вопросам, касающимся обмена веществ 
и энергии в процессе повседневной жизнедеятельности организ-
ма и под воздействием занятий физической культурой и спортом. 
Показано значение регуляторов обмена веществ при мышечной 
деятельности. Представлен материал, позволяющий изучить осо-
бенности энерготрат при занятиях различными видами спорта. 

Раздел также содержит представления о процессах теплооб-

мена, механизмах его регуляции. 

В разделе «Физиологическая характеристика состояний ор-

ганизма, возникающих в процессе мышечной деятельности» рас-
крыты физиологические основы возникновения предстартового 
состояния, врабатывания и устойчивого состояния. Представле-

Предисловие

на физиологическая характеристика процессов утомления и вос-
становления при мышечной деятельности. 

В разделе «Физиологические основы развития физических 

качеств и формирования двигательного навыка» представлены 
сведения о механизмах развития силы и быстроты движений, 
выносливости, гибкости и ловкости. Особое внимание уделено 
описанию физиологических основ и условий формирования дви-
гательных навыков.

В разделе «Физиологические основы спортивной тренировки» 

изложены материалы, касающиеся физиологических механизмов 
адаптации к физическим нагрузкам. Особое внимание уделяется 
закономерностям формирования физиологических резервов ор-
ганизма человека в условиях систематических занятий физиче-
ской культурой и спортом. Представлены данные о механизмах 
развития тренированности, физиологических реакциях женского 
организма на воздействие физических нагрузок различной на-
правленности, продолжительности и интенсивности. 

В разделе «Динамика функциональных возможностей и 

развитие физических качеств детей и подростков под влиянием 
спортивной тренировки» раскрыты особенности физической ра-
ботоспособности и адаптации детей и подростков к физическим 
нагрузкам, возрастные аспекты развития физических качеств и 
формирования двигательных навыков.

Учебное пособие содержит рисунки и таблицы, что облег-

чает восприятие учебного материала. Каждый раздел учебного 
пособия состоит из нескольких глав, которые заканчиваются 
контрольными вопросами и заданиями. Это способствует систе-
матизации учебного материала и обеспечивает текущий контроль 
знаний.

Коллектив авторов выражает надежду на успешное освоение 

учебного материала обучающимися и предполагает дальнейшее 
сотрудничество с педагогами, осуществляющими преподавание.

РАЗДЕЛ I. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ, 
ТЕПЛООБМЕН ПРИ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ГЛАВА 1. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ 
ПРИ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 

Значение физиологических знаний в системе обучения  
в сфере физической культуры и спорта

Физическую культуру и спорт следует рассматривать как уни-

кальное явление. Эффективность действия физической культуры 
и спорта на организм человека должна изучаться во взаимосвязи 
с изучением индивидуальных особенностей человека и влияния 
факторов окружающей среды, условий жизнедеятельности, пита-
ния, возраста, пола. Физическая культура и спорт являются со-
ставной частью формирования здорового образа жизни каждого 
человека и всего социума. Правильные, систематические занятия 
физической культурой и спортом с учетом возраста и функцио-
нального состояния занимающихся приносят пользу при условии 
соблюдения основных принципов спортивной тренировки.

Специалист в сфере физической культуры и спорта должен 

владеть знаниями о физиологических закономерностях функци-
онирования и взаимодействия органов и систем организма чело-
века в процессе выполнения физических нагрузок. 

Реализация современных учебных программ физического 

воспитания и спортивной тренировки, разработанных с учетом 
физиологических механизмов развития физических качеств и 
формирования устойчивой адаптации организма к систематиче-
ским физическим нагрузкам, требует от учащихся как будущих 
специалистов в области физической культуры и спорта способ-

Раздел I. Обмен веществ и энергии, теплообмен при мышечной деятельности

ности осуществлять научно обоснованный подход к тренировоч-
ному процессу. 

Цель изучения основ спортивной физиологии: создание у 

учащихся училищ олимпийского резерва целостного представ-
ления о функционировании физиологических систем организма 
человека в процессе занятий физической культурой и спортом 
с учетом индивидуальных особенностей адаптации организма к 
физическим нагрузкам.

Сущность обмена веществ. Обмен углеводов, липидов, 
белков. Водно-солевой обмен
Обмен веществ и энергии в организме человека – это совокупность 
биохимических процессов синтеза (анаболизма) и распада 
(катаболизма) веществ с образованием энергии, необходимая для 
поддержания жизнедеятельности организма (рис. 1). 

Рис. 1. Схематическое изображение взаимодействия 

анаболизма и катаболизма на уровне клетки

Обмен веществ включает:
• усвоение различных веществ из внешней среды; 
• химические превращения их в организме;
• выделение конечных продуктов обмена во внешнюю среду.
Обмен веществ делится на анаболизм и катаболизм.

Обмен веществ

Анаболизм
Катаболизм

• синтез веществ; 
• обновление клеточных 

структур;

• накопление энергии.

• распад веществ; 
• освобождение энергии;
• выделение конечных продуктов 
распада.

Глава 1. Обмен веществ и энергии при мышечной деятельности

Анаболизм и катаболизм – разнонаправленные процессы, 

протекают независимо друг от друга. Однако они тесно связаны 
между собой. В процессе катаболизма образуются молекулы, которые 
используются в клетках организма человека для процесса 
синтеза (анаболизма) собственных белков, углеводов и липидов, 
накапливающихся, чтобы использовать их в случае необходимости 
как субстрат для процессов катаболизма.

В процессе обмена веществ наблюдается взаимосвязь обменных 
процессов в клеточных структурах. 

Живая клетка гетеротрофного организма (рис. 2) состоит из 

клеточной мембраны (оболочки), внутриклеточной жидкости 
(цитоплазмы) и органелл, в которых протекает обмен веществ:

клеточная 
мембрана

• транспорт ионов, молекул;
• формирование мембранных потенциалов для 

передачи потенциалов действия

ядро
• синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК); 
• синтез рибонуклеиновой кислоты (РНК); 
• синтез коферментов

рибосомы
• синтез белков

митохондрии • синтез аденозинтринитрофосфата (АТФ); 

• аэробное окисление веществ

цитоплазма
• анаэробное окисление веществ;
• накопление гликогена;
• накопление креатинфосфата.

Рис. 2. Живая клетка гетеротрофного организма:
1 – клеточная мембрана; 2 – ядро; 3 – рибосомы; 

4 – митохондрии; 5 – цитоплазма 

Раздел I. Обмен веществ и энергии, теплообмен при мышечной деятельности

Скорость протекания анаболических и катаболических процессов 
зависит от возраста и двигательной активности человека, 
количества состава и времени приема пищи (рис. 3).

Рис. 3. Время приема пищи

В детском возрасте преобладают процессы синтеза веществ, 

которые продолжаются до 18–19 лет, что создает условия для 
роста организма, накопления мышечной массы. Анаболические 
процессы протекают с большими затратами энергии, поэтому 
детям не рекомендуются тяжелые и длительные физические нагрузки, 
которые могут затормозить процессы роста. 

Особенности обмена веществ требуют соответствующего 
питания. В период внутриутробного развития и в детстве 
несбалан сированное или недостаточное питание ведет к замедлению 
развития мозга, уменьшению числа нервных клеток. В процессе 
дальнейшего роста и развития эти изменения не компенсируются, 
страдает интеллект, снижены память и способность к 
обучению.

Для взрослого человека характерна сбалансированность процессов 
синтеза и распада. Интересно, что в теле здорового взрослого 
человека средней массы (70 кг) содержится примерно: 

• воды – 40–45 кг;
• белков – 15–17 кг;
• жиров – 7–10 кг; 
• минеральных солей – 2,5–3 кг;
• углеводов – 0,5–0,8 кг.

Глава 1. Обмен веществ и энергии при мышечной деятельности

В стареющем организме преобладают катаболические процес-

сы, приводящие к уменьшению содержания структурных белков, 
ферментов, гормонов. Снижаются скоростно-силовые способно-
сти организма, возможности его приспособления и восстановле-
ния после физических нагрузок. Однако умеренные физические 
нагрузки повышают интенсивность обменных процессов и прод-
левают период высокой функциональной активности организма.

В процессе выполнения физических нагрузок преобладают 

процессы распада веществ, работа организма направлена на обе-
спечение энергией работающих мышц. В период отдыха преобла-
дают процессы синтеза, организм восстанавливает утраченные во 
время работы вещества.

Нарушение процессов анаболизма и катаболизма наблюдается:
• при заболеваниях;
• несоблюдении принципов рационального и сбалансиро-

ванного питания;

• воздействии неблагоприятных факторов среды; 
• чрезмерных физических нагрузках; 
• неправильной организации тренировочного процесса.
Белки (протеины) – высокомолекулярные азотсодержащие 

органические соединения, построенные из аминокислотных 
остатков, соединенных между собой пептидной связью.

Суточная потребность в белках для взрослого человека со-

ставляет 1,3–1,5 г/кг массы тела, для спортсменов – до 2,5–2,7 г/кг. 
В состав белков входят 20 аминокислот, 10 из них могут синте-
зироваться в организме человека – это заменимые аминокисло-
ты. Оставшиеся 10 – незаменимые аминокислоты, они не син-
тезируются в организме человека и должны поступать с пищей. 
Недостаток в организме любой из этих аминокислот приводит 
к нарушению обмена веществ и различным заболеваниям. Пол-
ный набор незаменимых аминокислот в достаточном количестве 
содержится в полноценных белках, которые содержатся в мясе, 
рыбе, молоке, твороге, яйцах.

В организме человека обнаружено более 5 миллионов раз-

личных белков, выполняющих различные функции. 

Функции белков в организме
Пластическая. Белки входят в состав клеточных мембран, кол-

лоидных растворов цитоплазмы клеток, соединительной ткани 
(эластин, коллаген).

Регуляторная. Ферменты, гормоны, рецепторы являются белками 
по химической природе.

Раздел I. Обмен веществ и энергии, теплообмен при мышечной деятельности

Опорная. Осуществляют белки скелета.
Сократительная. Принадлежит сократительным белкам мышц.
Защитная. Белки-антитела связывают и обезвреживают 

вредные вещества, поступающие в организм или образующиеся в 
нем в результате жизнедеятельности болезнетворных организмов. 
Белки крови – фибриноген и тромбин – участвуют в процессе 
свертывания крови, защищая от потери крови при нарушении 
стенки кровеносного сосуда.

Транспортная. Белки могут связывать и переносить в составе 

крови или через клеточные мембраны различные вещества или 
ионы. Так альбумины крови осуществляют транспорт жирных 
кислот. Гемоглобин эритроцитов переносит кислород.

Энергетическая. При окислении 1 г белков в организме человека 
выделяется 4,1 ккал или 17,2 кДж энергии.

Обмен белков 
Совокупность процессов распада и синтеза белков в 

организме человека. Начальный распад белков связан с процессом 
переваривания их в желудке под действием ферментов, которые 
подвергают гидролизу пептидные связи. Далее высоко- и низко-
молекулярные белки последовательно подвергаются расщеплению 
сначала в тонкой кишке, затем в толстой кишке под действием 
ферментов до мономеров – аминокислот. Аминокислоты хорошо 
растворимы в воде, они всасываются ворсинками слизистой обо-
лочки кишечника и с током крови разносятся к органам и тканям.

Внутриклеточное превращение аминокислот начинается с 

общих для большинства аминокислот реакций. К ним относят-
ся реакции переаминирования, дезаминирования и декарбокси-
лирования. Свободный аммиак (NH3), образующийся в тканях, 
является токсичным веществом, оказывающим угнетающее дей-
ствие на окисление в митохондриях и другие процессы, по этому 
должен обезвреживаться в организме. Аммиак связывается с дву-
мя аминокислотами (глютаминовой и аспарагиновой) и кровью 
переносится в печень. В печени аммиак вступает в цикл мочеви-
ны. В итоге образуется нетоксичная мочевина, хорошо раство-
римая в воде, которая легко выводится из организма в основном 
почками. 

Концентрация мочевины в крови в норме – 2,5–8,2 ммоль/л. 

Изменение уровня мочевины в крови после физических нагрузок 
характеризует их переносимость, а в периоде отдыха после рабо-
ты является показателем восстановления организма.