Анатомо-физиологические основы мышечной деятельности

 

 

 

3.2  Методы оценки опорно-двигательного  аппарата и самоконтроль за  ним.

Физические  упражнения укрепляют здоровье и  заметно улучшают физическое развитие человека лишь в том случае, если занятия проходят с необходимой нагрузкой. Установить необходимый уровень нагрузки помогает самоконтроль в процессе занятий, который основан на наблюдениях человека за общим состоянием здоровья и т. д., а в нашем случае обратим особое внимание на опорно-двигательный аппарат.

Есть несколько  показателей, по которым можно определить состояние опорно-двигательной системы: тонус мышц, устойчивость тела, гибкость, мышечная сила, быстрота, ловкость и др.

Для того, что  бы оценить состояние системы на момент начала тренировок можно использовать несколько методов.

Во-первых, стоит  определить состояние тонуса мышц, что определяется путем простого ощупывания. Так, у людей, не занимающихся спортом, мышцы мягкие и дряблые, тонус резко понижен.

Также следует  провести исследование статической  устойчивости. Проба на устойчивость тела производится так: физкультурник становится в основную стойку – стопы сдвинуты, глаза закрыты, руки вытянуты вперёд, пальцы разведены (усложнённый вариант – стопы находятся на одной линии, носок к пятке). Определяют время устойчивости и наличие дрожания кистей. У тренированных людей время устойчивости возрастает по мере улучшения функционального состояния нервно-мышечной системы.

Необходимо  также систематически определять гибкость позвоночника. Физические упражнения, особенно с нагрузкой на позвоночник, улучшают кровообращение, питание межпозвоночных дисков, что приводит к подвижности позвоночника и профилактике остеохондроза. Гибкость зависит от состояния суставов, растяжимости связок и мышц, возраста, температуры окружающей среды и времени дня. При занятиях спортивным плаванием большое значение имеет подвижность в различных суставах.

Измерение подвижности  в голеностопных, коленных и тазобедренных  суставах обычно проводится с помощью гониометра, позволяющего оценить подвижность в градусах. Подвижность в плечевых суставах определяется при выкруте прямых рук за спину, держащих гимнастическую палку, при этом измеряется расстояние между шириной плеч и шириной хвата. Для измерения гибкости позвоночника используют простое устройство с перемещающейся планкой. Подвижность позвоночника определяется при наклоне вперед без сгибания ног в коленных суставах, при этом измеряется расстояние между кончиками пальцев выпрямленных рук и опорной поверхностью.

О силовой выносливости можно судить при выполнении подтягиваний, отжиманий в упоре и т. п. О  скоростной силе мышц ног дает представление  прыжок в длину с места, а также  прыжок вверх с места.

Быстроту двигательной реакции в определенной мере можно оценить с помощью простых тестов. Например, можно взять в левую руку монету и, разжав пальцы, уронить, стараясь поймать ее другой рукой, расположенной ниже первой на 30-40 см.

Для определения  ловкости можно использовать, например, метание мяча в корзину или другие упражнения.

Существует  несколько физиологических методов  для определения интенсивности  нагрузки. Прямой метод заключается  в измерении скорости потребления  кислорода (л/мин) - абсолютный или относительный (% от максимального потребления кислорода). Все остальные методы - косвенные, основанные на существовании связи между интенсивностью нагрузки и некоторыми физиологическими показателями. Одним из наиболее удобных показателей служит частота сердечных сокращений. В основе определения интенсивности тренировочной нагрузки по частоте сердечных сокращений лежит связь между ними, чем больше нагрузка, тем больше частота сердечных сокращений. Для определений интенсивности нагрузки у разных людей используется не абсолютные, а относительные показатели частоты сердечных сокращений (относительная в процентах частота сердечных сокращений или относительный в процентах рабочий прирост).

Относительная рабочая частота сердечных сокращений (% ЧССмакс) - это выраженное в процентах  отношение частоты сердечных сокращений во время нагрузки и максимальной частоты сердечных сокращений для данного человека. Приближенно ЧССмакс можно рассчитать по формуле:

               ЧССмакс (уд/мин) = 220 - возраст человека (лет).

Следует иметь  в виду, что могут быть довольно значительные различия ЧССмакс для разных людей одного возраста. В ряде случаев у людей c низким уровнем физической  подготовки

                ЧССмакс (уд/мин) = 180 - возраст человека (лет)  уд/мин. 

При определении  интенсивности тренировочных нагрузок по частоте сердечных сокращений используется два показателя: пороговая и пиковая частота сердечных сокращений. Пороговая частота сердечных сокращений - это наименьшая интенсивность, ниже которой тренировочного эффекта не возникает. Пиковая частота сердечных сокращений - это наибольшая интенсивность, которая не должна быть превышена в результате тренировки. Примерные показатели частоты сердечных сокращений у здоровых людей, занимающихся спортом, могут быть:  Пороговая - 75%

Пиковая - 95%

от максимальной частоты сердечных сокращений. Чем ниже уровень физической подготовленности человека, тем ниже должна быть интенсивность тренировочной нагрузки. По мере роста тренированности нагрузка должна постепенно расти, вплоть до 80-85% максимального потребления кислорода (до 95% частоты сердечных сокращений).

Зоны работы по частоте сердечных сокращений уд/мин.

до 120 - подготовительная, разминочная, основной обмен.

до 120-140 - восстановительно - поддерживающая.

до 140-160 - развивающая  выносливость, аэробная.

до 160-180 - развивающая скоростную выносливость

более 180 - развитие скорости.

 

4.  Анатомо-физиологические основы мышечной деятельности.

 

       Сила – способность человека преодолевать внешнее сопротивление или противодействовать ему за счет мышечных напряжений, т.е. сила напрямую связана с мышцами. Силовая выносливость – физическое качество человека, способствующее выполнению длительной физической нагрузки с применением силы. Силовые качества можно применить в короткое время или значительно растянуть по времени для выполнения большего объёма работы. Для развития этих качеств необходима специфическая тренировка. Для лучшего понимания вопроса рассмотрим строение мышц, а затем – каким способом построить тренировочный процесс для развития силовой выносливости.

Среди компонентов  веса тела человека мышцам принадлежит  большая часть. Их количество зависит  от возраста и пола. Так, доля мускулатуры  женщин составляет от 30 до 35 %, а у  мужчин – около 42 %. Она может быть увеличена в результате силовой  тренировки или уменьшена, если мышцы бездействуют.

У человека различают  скелетные, гладкие мышцы и сердечную  мышцу.

Скелетные мышцы (их называют еще поперечно-полосатыми) удерживают тело в равновесии и осуществляют все движения. При сокращении мышцы  укорачиваются и через свои эластические элементы-сухожилия осуществляют движение частей скелета.

Гладкие мышцы  входят в состав внутренних органов  тела человека. Гладкомышечные клетки укорачиваются в результате взаимодействия сократительных элементов, но скорости их взаимного скольжения и скорость расщепления АТФ в 100 – 1 000 раз меньше, чем в скелетных мышцах. Благодаря этому гладкие мышцы особенно хорошо приспособлены для стойкого длительного сокращения без утомления и с незначительными  энерготратами.

Считают, что  работой гладких мышц нельзя управлять волевым усилием, по своему желанию. Вместе с тем йогам путем целенаправленных длительных психофизических тренировок удается решать и эту проблему.

Физическая  тренировка оказывает благотворное влияние на весь организм человека, на все виды мышечной ткани и на все системы жизнеобеспечения. При этом особая роль в осуществлении двигательной активности человека принадлежит скелетной мускулатуре.

Скелетные мышцы  составляют активную часть двигательного  аппарата, являясь преобразователями химической энергии непосредственно в механическую работу и тепло.

Один грамм  мышечной ткани содержит примерно 100 мг сократительных белков: актина и  миозина. Эти белки образуют в  способных к сокращению миофибриллах тонкие и толстые нити, которые  располагаются 4 параллельно вдоль мышечной клетки.

Мышца сокращается  благодаря скольжению тонких актиновых  нитей вдоль толстых нитей  миозина.

Мышечные волокна  функционально объединены в двигательные единицы (ДЕ). ДЕ состоят из одного мотонейрона  и группы иннервируемых им мышечных волокон. Состав различных мышц человека различается по количеству ДЕ. Значительно варьируются и размеры ДЕ – один мотонейрон может иннервировать от нескольких мышечных волокон до 500 – 2 000. Количество волокон в ДЕ одной и той же мышцы также не одинаково. Каждое мышечное волокно состоит из миофибрилл.

Мышцы, выполняющие  «тонкую» и точную работу, например, мышцы глаз, пальцев рук и т.п., обладают большим количеством ДЕ (от 1 500 до 3 000), но состоят эти ДЕ из малого количества миофибрилл – от 8 до 50. В противоположность им мышцы рук, ног или спины, выполняющие относительно более «грубые» и менее точные движения, но требующие большой силы, имеют гораздо меньшее количество ДЕ, состоящих из большого числа мышечных волокон от 600 до 2 000.

 

ДЕ состоит из двух основных типов мышечных волокон:

1) быстрых и  сильных, но быстро утомляемых;

2) выносливых, но  менее сильных и быстрых.

 

Быстрые мышечные волокна имеют повышенное содержание гликогена, высокую активность анаэробных (бескислородных) гликолитических ферментов, обеспечивающих использование внутримышечных энергетических субстратов, а потому они менее приспособлены для длительной работы, обеспечиваемой преимущественно аэробным (с участием кислорода) способом энергопродукции. Не обладая большой выносливостью, эти волокна наиболее приспособлены для быстрых и сильных, но относительно кратковременных мышечных сокращений, обеспечивая выполнение физической работы высокой мощности продолжительностью не более 4-х ми-нут.

Медленные мышечные волокна более приспособлены для обеспечения длительных, но менее мощных по силе сокращений, что характерно для выполнения продолжительной работы на выносливость. Они имеют широко разветвленную капиллярную сеть, что позволяет им получать большое количество кислорода из крови. Эти волокна отличаются также повышенным содержанием миоглобина (внутримышечного белка) и наличием большого количества митохондрий (внутриклеточных структур, в которых протекают процессы окисления), характеризуются высокой активностью окислительных ферментов и имеют более высокое содержание жиров в виде триглицеридов – субстратов окисления.

Медленные волокна  имеют высокое содержание миоглобина (красная окраска мышц), поэтому  называются также красными волокнами. Быстрые волокна содержат меньше миоглобина и называются белыми волокнами. Белые волокна сокращаются в два раза быстрее красных и развивают в десять раз большую силу, чем красные.

Композиционный  состав мышц определен генетически  и остаётся неизменным в течение  жизни. Общее количество и соотношение  имеющихся в мышцах типов волокон не изменяется. Под воздействием тренировки может изменяться толщина волокон всех типов, а значит, способность мышц к выполнению физической работы различной физиологической направленности.

В среднем человек  имеет 40 % медленных и 60 % быстрых волокон. Это среднее значение действительно для всей скелетной мускулатуры.

Различают два вида работы мышц:

1. Статическая  (изометрическая), когда мышца сокращается  в изометрическом режиме (она  напряжена, движение в суставе  отсутствует). При статическом режиме работы мышцы проявляют свою максимальную силу;

2. Если, преодолевая  какое-либо сопротивление, мышцы  сокращаются и укорачиваются,  то такая их работа называется  преодолевающей (кон-центрической). Мышцы,  противодействующие сопротивлению, могут при напряжении и удлиняться, например, удерживая очень тяжелый груз. В та-ком случае их работа называется уступающей (эксцентрической). Преодолевающий и уступающий режимы работы объединяются в динамический.

Эти условия  определяют виды силовых способностей. Они подразделяются на собственно-силовые, скоростно-силовые и силовую выносливость. Собственно-силовые – процессы мышечного напряжения, стимулируемые внешним предметным либо другим отягощением (сопротивлением). В скоростно-силовых способностях наряду со значительной механической силой требуется и значительная быстрота движений. «Взрывная сила» (проявление скоростно-силовых способностей) – способность проявлять большие величины силы в наименьшее время. Силовая выносливость представляет собой способность противостоять утомлению, вызываемому продолжительными мышечными напряжениями значительной величины.

Краткие сведения о мышечной системе

Знание местоположения и функций отдельных мышечных групп позволит атлету творчески  подойти к тренировочному процессу (рис. 1).

Мышцы брюшного пресса

Прямая мышца  живота (1) сгибает корпус вперед. Наружная косая мышца (2) служит для сгибания туловища и его поворота (например, при наклоне вперед). Под ней  расположена внутренняя косая мышца  живота, а еще глубже – поперечная мышца. Они работают во время гимнастических упражнений, связанных с движениями корпуса.

Мышцы брюшного пресса защищают внутренние органы и  удерживают их в правильном положении. Они способствуют созданию красивого  торса.

Мышцы спины

Трапециевидная  мышца (3) приводит лопатки к позвоночнику, поднимает и опускает их; при одностороннем сокращении наклоняет голову.

Ромбовидная мышца  располагается под трапециевидной, приближает лопатку к позвоночнику по косой линии, направленной к его  середине и вверх. Ослабление тонуса этой мышцы способствует развитию сутулости.