Влияние физических упражнений на мышцы ПЛАН Мышечная ткань Изменение мышц под влиянием физической нагрузки Влияние занятий спортом на скелет 1. МЫШЕЧНАЯ ТКАНЬ Благодаря мышцам тело удерживается в равновесии и перемещается в пространстве, осуществляются дыхательные движения грудной клетки и диафрагмы, движение глаз, образование звуков, глотание, передвижение по внутренним полым органам их содержимого. Мышечная система – это совокупность мышц и мышечных пучков,
объединенных обычно соединительной тканью. В мышечной ткани имеются сократительные элементы клетки (миофибриллы), трофические ( ядро и цитоплазма со всеми органоидами ) и опорные (оболочка). Различают два вида мышечной ткани: гладкую и поперечно-полосатую, в последней, в свою очередь, выделяют скелетную и сердечную мышечную ткани. Гладкая мышечная ткань – участвует в образовании стенки сосудов, внутренних органов радужной оболочки глаза. Попречнополосатая сердечная мышечная ткань – может быть
двух видов: одна обеспечивает сокращение сердца, вторая — проведение нервных импульсов внутри сердца. Поперечнополосатая скелетная мышечная ткань – характерна для всех мышц скелета, диафрагмы, языка, глотки, начального отдела пищевода, мышц приводящих в движение глазное яблоко, и др. Основной структурной функциональной единицей поперечнополосатой мышечной ткани является мышечное волокно. Длина мышечных волокон колеблется от нескольких миллиметров до 10 и более сантиметров.
С поверхности мышечное волокно покрыто оболочкой (сарколеммой). Сокращение поперечнополосатых мышц происходит быстро, вместе с тем они быстро, рано утомляются. При динамическом характере работы, когда периоды сокращения чередуются с периодами расслабления, длительность сокращения невелика, капилляры не сдавливаются, питание волокна не нарушается, поэтому и утомление мышц наступает медленнее. При статистической работе — утомление наступает быстро. Под влиянием нагрузки (двигательной деятельности) мышечные волокна утолщаются, увеличивается количество ядер. Имеются наблюдения, указывающие на то, что при этом может увеличиваться и число волокон. 2. ИЗМЕНЕНИЕ МЫШЦ ПОД ВЛИЯНИЕМ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ Физические нагрузки при трудовых процессах, естественных движениях человека, занятиях спортом оказывают влияние на все системы организма, в том числе и на мышцы.
Мышцы — активная часть двигательного аппарата. В теле человека насчитывается около 600 мышц. Большинство из них парные и расположены симметрично по обеим сторонам тела человека. Мышцы составляют: у мужчин — 42% веса тела, у женщин — 35%, у спортсменов — 45–52%. По происхождению, строению и даже функции мышечная ткань неоднородна. Основным свойством мышечной ткани является способность к сокращению – напряжению составляющих ее элементов.
Для обеспечения движения элементы мышечной ткани должны иметь вытянутую форму и фиксироваться на опорных образованиях (костях, хрящах, коже, волокнистой соединительной ткани и т.п.). В различных видах спорта нагрузка на мышцы различна как по интенсивности, так и по объему, в ней могут преобладать статистические или динамические элементы. Она может быть связана с медленными или быстрыми движениями.
В связи с этим и изменения, происходящие в мышцах, будут неодинаковы. Спортивная тренировка увеличивает силу мышц, эластичность, характер проявления силы и другие их функциональные качества. Но иногда сила мышц начинает снижаться и спортсмен не может даже повторить свой прежний результат, несмотря на регулярные тренировочные занятия. Поэтому очень важно знать, какие изменения происходят в мышцах под влиянием физической нагрузки, какой двигательный режим необходим спортсмену; должен ли спортсмен иметь полный покой (адинамию), перерыв в тренировочном процессе, или минимальный объем движений (гиподинамию), или наконец, проводить тренировки с постепенным уменьшением нагрузки. В процессе тренировки Можно определить изменения в строении мышц у спортсменов методом биопсии (взятия особым способом кусочков мышц). Установлено, что нагрузки статистического характера ведут к значительному увеличению объема и веса мышц. Увеличивается поверхность их прикрепления на костях, укорачивается мышечная
часть и удлиняется сухожильная. Происходит перестройка в расположении мышечных волокон в сторону более перистого строения. Количество плотной соединительной ткани в мышцах между мышечными пунктами увеличивается, что создает дополнительную опору. Соединительная ткань по своим физическим качествам значительно предотвращает растягивание, уменьшая мышечное напряжение. Усиливается трофический аппарат мышечного волокна: ядра, саркоплазма, митохондрии. Миофибриллы (сократительный аппарат) в мышечном волокне располагаются рыхло,
длительное сокращение мышечных пучков затрудняет внутриорганное кровообращение, усиленно развивается капиллярная сеть, она становится узко петлистой, с неодинаковым просветом. Также увеличивается вес и объем мышц при нагрузках динамического характера, но в меньшей степени. Происходит удлинение мышечной части и укорочение сухожильной. Мышечные волокна располагаются более параллельно, по типу веретенообразных.
Количество миофибрилл увеличивается, а саркоплазмы становится меньше. Чередование сокращений и расслаблений мышцы не нарушает кровообращения в ней, количество капилляров увеличивается, ход их остается более прямолинейным. Количество нервных волокон в мышцах, выполняющих преимущественно динамическую функцию, в 4—5 раз больше, чем в мышцах выполняющих преимущественно статистическую функцию. Двигательные бляшки вытягиваются вдоль волокна, контакт их с мышцей увеличивается, что обеспечивает лучшее поступление нервных импульсов в мышцу. Длительная гиподинамия приводит к снижению силы мышц. При снижении нагрузок до минимума мышцы дряблыми, уменьшаются в объеме, капилляры их суживаются, в результате чего мышечные волокна истощаются, двигательные бляшки становятся меньших размеров. При умеренных нагрузках мышцы увеличиваются в объеме, в них улучшается кровоснабжение, открываются
резервные капилляры. П.З. Гудзя на основе своих наблюдений сделал вывод, что под влиянием систематической тренировки происходит рабочая гипертрофия мышц. Она является результатом утолщения мышечных волокон (гипертрофии), а также увеличения их количества (гиперплазии). Утолщение мышечных волокон влечет за собой рост в них ядер, миофибрилл. Увеличение числа мышечных волокон осуществляется тремя способами: с помощью расщепления гипертрофированных
волокон на два — три и более тонких, вырастания новых мышечных волокон из мышечных почек, формирования мышечных волокон из клеток сателлитов, которые превращаются в миобласты, а затем в мышечные трубочки. Предшествует расщеплению мышечных волокон перестройка их моторной иннервации. На гипертрофированных волокнах формируются одно — два дополнительных моторных нервных окончания. Благодаря этому после расщепления каждое новое мышечное волокно имеет собственную мышечную иннервацию.
Кровоснабжение новых волокон осуществляется новообразующимися капиллярами, которые проникают в щели продольного деления. При хроническом переутомлении одновременно с возникновением новых мышечных волокон происходит распад и гибель уже имеющихся. Особое значение при перетренированности имеет двигательный режим. Подтверждено, что гиподинамия действует отрицательно на мышцы. При постепенном снижении нагрузок в мышцах не возникает нежелательных явлений. С помощью метода динамометрии была установлена сила отдельных групп мышц у спортсменов. У представителей разных видов спорта существуют различия в показателях силы мышц верхних конечностей (мышц—сгибателей и разгибателей предплечья, разгибателей плеча). Так преимущество имеют спортсмены, играющие в хоккей и ручной мяч, по сравнению с лыжниками—гонщиками, и велосипедистами. В силе мышц—сгибателей плеча заметно превосходство лыжников над гандболистами, хоккеистами
и велосипедистами. Не наблюдается больших различий в силе мышц верхних конечностей между хоккеистами и гандболистами. Довольно четкие различия отмечаются в силе мышц—разгибателей, причем лучший показатель у хоккеистов (73 кг), несколько хуже у гандболистов (69 кг), лыжников (60 кг) и велосипедистов (57 кг). У не занимающихся спортом этот показатель составляет всего 48 кг. У занимающихся различными видами спорта показатели силы мышц нижних конечностей также не одинаковы.
Величина силы разгибателей голени больше у гандболистов (77 кг) и хоккеистов (71кг), меньше у лыжников—гонщиков (64кг), еще меньше у велосипедистов (63кг). в силе мышц—разгибателей бедра большое преимущество у хоккеистов (177 кг), тогда как у гандболистов, лыжников и велосипедистов существенных различий в силе этой группы мышц нет (139 — 142 кг). Особенно интересны различия в силе мышц—сгибателей стопы и разгибателей туловища, способствующих в первом случае отталкиванию, а во втором — удержанию позы.
У хоккеистов показатели силы мышц—сгибателей стопы составляют 187 кг, у велосипедистов — 176 кг, у гандболистов — 146 кг. Сила мышц—разгибателей туловища у гандболистов равна 18 4кг, у хоккеистов — 177 кг, а у велосипедистов — 149 кг. В момент нанесения удара в боксе особая нагрузка падает на мышцы сгибатели кисти и пальцев, активное напряжение которых обеспечивает жесткость звена. Во время боя большую нагрузку в области туловища несут мышцы разгибатели позвоночного столба, при активном участии осуществляется нанесение различных видов ударов. В области нижних конечностей наиболее сильного развития у боксеров достигают сгибатели и разгибатели бедра, разгибатели голени и сгибатели стопы. В меньшей степени развиты мышцы разгибатели предплечья и сгибатели плеч, сгибатели голени и разгибатели стопы. Увеличение силы наиболее сильных групп мышц при переходе от первой весовой группы к шестой происходит
в большей степени, чем увеличение относительно “слабых”, менее участвующих в движениях боксера, мышц. Эти различия связаны с неодинаковым биохимическими условиями в работе двигательного аппарата и требованиями, предъявляемыми к нему в различных видах спорта. При тренировке начинающих спортсменов необходимо обращать особое внимание на развитие силы “ведущих” групп мышц. 3. ВЛИЯНИЕ ЗАНЯТИЙ СПОРТОМ НА СКЕЛЕТ В скелете спортсмена происходят существенные изменения под влиянием
усиленной мышечной деятельности. Оказывают влияние на состояние скелета и другие факторы: характерное положение тела спортсмена (у велосипедистов, конькобежцев, боксеров, гребцов и т.д.), сила давления на скелет (у тяжелоатлетов), сила растяжения при висах, при скручивании тела (у акробатов, гимнастов, фигуристов и др.). При правильно распределенных нагрузках эти изменения бывают благоприятными. В противном случае возможны патологические изменения скелета.
Можно представить следующим образом наиболее простой механизм возникновения у спортсменов изменения скелета. Под влиянием мышечных нагрузок возникает рефлекторное расширение кровеносных сосудов, улучшается питание работающего органа, прежде всего мышц, а затем и близлежащих органов, в частности кости со всеми ее компонентами (надкостница, компактный слой, губчатое вещество, костномозговая полость, хрящи, покрывающие суставные поверхности костей и др.). В скелете все изменения появляются постепенно. Уже после первого года занятий спортом можно выявить морфологические изменения костей. В дальнейшем эти изменения стабилизируются, но перестройка скелета происходит на протяжении всего тренировочного процесса. При прекращении активной спортивной деятельности приспособительные изменения костей остаются довольно продолжительное время. Изменения, происходящие в скелете под влиянием занятий спортом, касаются и химического состава костей, и внутреннего их строения, и процессов роста и окостенения.
Несущие большую нагрузку кости, богаче солями кальция, чем кости, несущие меньшую нагрузку. На рентгенограммах кости спортсменов имеют более четкий рисунок, чем кости не занимающихся спортом. Это можно объяснить большей оссификацией костной ткани, лучшим насыщением ее минеральными солями. Изменяется и внешняя форма костей под влиянием занятий спортом. Эти изменения зависят от вида спорта. Они становятся массивнее и толще за счет увеличения костной массы.
Все выступы, гребни, шероховатости выражены резче. Так, у тяжелоатлетов кости массивнее, чем у пловцов, особенно в верхнем отделе скелета и верхних конечностях. Под влиянием занятий спортом изменение внутреннего состава кости выражаются в утолщении ее компактного вещества. Причем утолщение обычно больше в тех костях, на которые падает нагрузка. Но изменения компактного вещества также может происходить и без его утолщения, без изменения диаметра
кости. В связи с утолщение компактного вещества костномозговая полость уменьшается. При больших статистических нагрузках она уменьшается почти до полного зарастания. Претерпевает определенные изменения и губчатое вещество кости. Под воздействием усиленной нагрузки на кость перекладины губчатого вещества становятся толще, крупнее, ячейки между ними больше (в старшем возрасте ячейки тоже становятся больше, но перекладины тоньше). Суставной хрящ, покрывающий суставные поверхности костей, может утолщаться, что усиливает его амортизационные свойства и уменьшает давление на кость. Поэтому у спортсменов переломы срастаются быстрее. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Аксельрод С.Л. Спорт и здоровье. Анатомия человека: Учебник для техникумов физической культуры/Под ред. А.А. Гладышевой. М.: Физкультура и спорт, 1977. 343 с.