Система пищеварения и выделения

СОЦИАЛЬНО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

Естественное развитие организма человека

Организм человека - сложная единая саморегулирующаяся и саморазвивающаяся биологическая система, функциональная деятельность которой обусловлена взаимодействием психических, двигательных и вегетативных реакций, как на полезные, так и на пагубные для здоровья воздействия окружающей среды.

Индивидуальное развитие организма, совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом от оплодотворения до ухода из жизни называется онтогенезом. Развитие организма происходит во все периоды жизни человека.

Для каждого из периодов индивидуального развития организма человека характерны свои морфологические и физиологические особенности, которые обусловлены различными темпами роста отдельных частей тела и определенным развитием внутренних органов.

Раннее развитие называют акселерацией, запоздалое — ретарДацией.

Выделяют два основных периода естественного развития человека:

» внутриутробный периоД - от момента зачатия до появления на свет;

» внеутробный периоД - после рождения до конца жизни.

С учетом качественных и количественных изменений в организме различают следующие возрастные периоды:

• 1-12 лет — мальчики и 1-11 лет — девочки — ювенильный, характеризуется непрерывным равномерным увеличением росто-весовых показателей, к концу периода началом полового созревания, развитием внимания и произвольной памяти, переходом от наглядно-образного к логическиоперативному мышлению.

• 13-16 лет - мальчики и 12-15 лет — девочки — пубертатный, характеризуется наибольшей интенсивностью роста, увеличением массы тела, половым созреванием, различием в строении тела (широкие плечи и узкий таз юношей и четко выраженная талия с последующим расширением к тазу у девушек), крупными морфофункциональными сдвигами, затрагивающими все основные системы организма, интенсивным интеллектуальным развитием, личностной и эмоциональной нестабильностью.

• 17-21 год — юноши и 16-20 лет — девушки — юношеский, характеризуется окончанием активного роста тела и периодом полового созревания, когда все органы, системы и аппараты организма достигают морфофункциональной зрелости, началом стабилизации личности, самоопределения и формирования мировозрения.

• 22-35 лет — первый зрелый, характеризуется незначительными изменениями строения тела, постоянством функциональных возможностей организма, формированием собственной жизненной позиции, проявлением типичных чисто женских и чисто мужских черт характера.

• 35-60 лет — мужчины и 35-55 лет — женщины — второй зрелый, характеризуется незначительными изменениями строения тела, при этом функциональные возможности организма определяются образом жизни, режимом питания и объёмом двигательной активности, развитием интеллекта, реализацией творческого потенциала.

• 60-74 года — пожилой, характеризуется снижением активных возможностей организма, физиологическими процессами перестройки основных систем.

• 75-90 лет — старческий, характеризуется структурными и функциональными изменениями центральной нервной системы, падением адаптационных возможностей, дальнейшей дезинтеграцией основных функций организма.

• более 90 лет — долгожители, характеризуется относительной стабильностью количественных и качественных физиологических процессов предыдущего этапа, признаками психического старения.

Старение — фундаментальное свойство живой материи. Периодом с которого начинается процесс старения организма ученые считают третье десятилетие жизни, когда завершается студенческое обучение начинается профессиональная деятельность.

К числу внешних признаков старения относят: изменение формы и состава тела, сглаживание контуров, усиление кифоза, перераспреДеление жирового компонента тела, снижение амплитуды Движений грудной клетки.

Старение является тем процессом, который нельзя остановить, но можно существенно замедлить ведением здорового образа жизни, активной двигательной деятельностью, отказом от вредных привычек, качественным сбалансированным питанием.

Сопоставление индивидуальных (антропометрических, стоматоскопических) показателей развития индивида со стандартами, характерными

для данной возрастной, половой и этнической группы, называется биологическим возрастом. Из-за большого разброса индивидуальных темпов развития паспортный и биологический возраст могут довольно существенно расходиться, показатель биологического возраста человека не является достаточно информативным.

Одним из наиболее значимых показателей биологического возраста человека является степень надежности его организма. Под надежностью понимают свойство живой системы сохранять устойчивую работоспособность в течение определенного времени.

Более точный результат дает исследование костного или скелетного возраста, проводимого с помощью рентгенограммы. По числу имеющихся центров окостенения и степени их развития можно достаточно точно (до месяца) судить о костном возрасте человека. Практически данные исследования проводятся на кисти и запястье левой руки.

Живой организм представляет собой систему открытого типа, связанную с окружающей средой средствами основных систем организма: дыхательной, пищеварительной, нервной и других. В процессе обмена веществ с воздухом, пищей и водой в организм поступают разнообразные химические соединения, которые внутри организма подвергаются изменениям, входят в его структуру, усваиваются, выделяют энергию, распадаются и удаляются во внешнюю среду.

Совокупность реакций, обеспечивающих поддержание или восстановление относительно динамического постоянства внутренней среды и некоторых физиологических функций организма человека (кровообращение, терморегуляция, обмен веществ) называется гомеостазом.

Процесс гомеостаза обеспечивается сложной системой приспособительных механизмов, которые направлены на подавление негативных факторов, воздействующих на организм как с внешней, так и с внутренней среды.

Деятельность всех органов и их систем в целостном организме характеризуется совокупностью показателей, одни из которых имеют незначительные диапазоны колебаний, другие в норме отличаются значительными колебаниями.

В гомеостатической регуляции выделяют:

- жесткие константы, имеющие диапазон между уровнем константного состояния и предельным отклонением, несовместимым с жизнью (температура тела, показатель рН, величина осмотического давления крови);

- константы, Допускающие некоторые отклонения от постоянного уровня, имеющие приспособительное значение для других функций (состав крови, уровень глюкозы в крови, величина артериального давления);

- пластические константы, обладающие широким диапазоном изМеНЧИВОСТИ (величина легочной вентиляции, частота сердечных сокращений, количество жиров, витаминов).

Даже небольшие нарушения гомеостаза, вызывают серьезные заболевания организма. Для определения симптомов заболевания всегда определяют уровень биологических констант: измеряют температуру тела, определяют уровень артериального давления, количество элементов в крови и т.д.

Физическое развитие организма человека

Под физическим развитием организма понимается биологический процесс становления и изменения естественных морфологических (внешнее и внутреннее строение организма) и функциональных (протекание в органах процессов жизнедеятельности) свойств организма в течение жизни человека. Физическое развитие зависит от комплекса факторов: биологических, генетических, социально-экономических, бытовых, условий труда.

С одной стороны оно характеризует состояние форм и функций организма, с точки зрения определения возрастных особенностей быстроты, силы и выносливости человека, его физической работоспособности в сравнении с данными соответствующего стандарта. С другой стороны, физическое развитие характеризует возрастные изменения, т.е. соответствие анатомических и функциональных показателей соответствующему этапу онтогенеза.

Физическое развитие обусловливается законами наследственности, которые реализуются в организме человека по определённому плану при оптимальных условиях жизнедеятельности. Наследственность должна приниматься во внимание при прогнозировании возможностей и успехов человека в спорте.

Процесс физического развития тесно связан со здоровьем человека и подчиняется закону возрастной ступенчатости. На каждом возрастном этапе протекающие в организме биологические процессы характеризуется определённым комплексом связанных между собой и с ВЕРШ-

ней средой морфологических, функциональных, биохимических, психических и других свойств и запасом физических сил. Хороший уровень физического развития сочетается с высокими показателями физической подготовки, мышечной и умственной работоспособности.

Процесс физического развития подчиняется закону единства организма и географической среды. Целостный организм неразрывно связан с окружающей его внешней средой, от состояния и особенностей которой зависит и его внутреннее состояние. При действии на организм внешних факторов риска, для их блокирования он начинает вырабатывать защитно-приспособительную адаптационную реакцию.

Несмотря на генетическую предрасположенность и естественный биологический ход развития организма, процессом физического развития необходимо управлять с помощью грамотно подобранных комплексов физических упражнений.

Физическое развитие человека неразрывно связано с уровнем его физической подготовленности, которая определяется:

- уровнем развития физических качеств (силы, быстроты, выносливости, гибкости, ловкости),

- степенью владения двигательными умениями и навыками, необходимыми для успешного осуществления двигательных задач в определенном роде деятельности человека, физической работоспособностью.

Под физическими качествами понимают врожденные (генетически унаследованные) качества, благодаря которым возможна физическая активность человека. В процессе возрастной периодизации развитие и угасание основных физических качеств человека происходит по-разному: в первую очередь ухудшаются гибкость и быстрота, затем координационные способности, сила и выносливость сохраняются в течение значительно более длительного времени.

В целом изменения физических качеств в инволюционном периоде онтогенеза достаточно индивидуальны, как индивидуальны колебания процессов роста и развития.

Обучение технике выполнения упражнений зависит от их сложности и степени развития основных физических качеств, необходимых для их грамотного исполнения. В юном возрасте следует осваивать упражнения в основном с собственным весом, требующие развития скоростносиловых и координационных способностей.

Сформированные и закрепленные в процессе тренировки двигатель-

ные умения и навыки не исчезают даже при длительных перерывах: научившись плавать, ездить на велосипеде человек делает это даже после многолетнего перерыва.

Под функциональной подготовленностью организма к физической нагрузке понимают состояние основных систем организма, их реакцию на испытываемую физическую нагрузку. Функциональная подготовленность это уровень слаженности взаимодействия психического, нейродинамического, энергетического и двигательного компонентов, организуемого корой головного мозга и направленного на достижение заданного результата, с учетом конкретного вида физических нагрузок и этапа подготовки занимающегося.

Работоспособность — это потенциальная способность человека на протяжении заданного времени и с определенной эффективностью выполнить максимально возможное количество работы. Она зависит от уровня тренированности человека, степени владения техникой движений, опыта работающего, состояния его психики.

На работоспособность влияют следующие условия выполнения данной работы:

внешние — температура и влажность воздуха, освещенность, барометрическое давление, шум, вибрация, рабочая одежда и режим нагрузки и отдыха и др.; внутренние — мотивация и эмоциональность выполняемой работы, особенности личности человека и его физическая подготовленность.

Умственная работоспособность — это потенциальная способность человека выполнить в течение заданного промежутка времени определенное количество работы, требующей значительной активации нервно-психической сферы. Умственная работоспособность, напрямую зависит от физической подготовленности, т.е. от функционального состояния скелетных мышц.

Физическая работоспособность — потенциальное в течение заданного времени максимально возможное количество работы за счёт значительной активации нервно-мышечной системы.

Для оценки физического развития человека используют следующие антропометрические измерения:

• Соматометрия — количественно-геометрические параметры тела

(длина и масса тела, окружность грудной клетки, телосложение и т.д.); • Соматоскопия — внешние признаки строения тела (осанка, форма ног, стопы и т.д.).

• Физиометрия — функциональные параметры (жизненная емкость легких, становая сила и др.);

Степень развития физических качеств оценивается с помощью контрольных упражнений и тестов (бег от 30 до 3000 м, прыжок в длину сф и с/м, подтягивание на перекладине, наклон вперед и т.д.).

Для оценки фи-жционального состояния организма применяют специальные функциональные пробы (пробы Генчи и Штанге, ортостатическая проба, проба на дозированную нагрузку и т д.).

Оценка работоспособности производится путем измерения пульса при выполнении физической работы определенной мощности и с помощью различных тестов (Гарвардский степ-тест, тесты на равновесие, внимание и т.д.), расчетом различных индексов (Руфье, Ромберга).

Основы строения организма человека

организм — самостоятельно существующая единица органического мира, реагирующую как единое целое на различные изменения внешней среды. Он осуществляет свою жизнедеятельность при единстве взаимодействия субмолекулярных, молекулярных и субклеточных структур, клеток, мембран, органов, тканей, физиологических и функциональных систеги, которые объединяются по иерархическому принципу, когда любая часть подчинена для выполнения той или иной функции более высшим системам регуляции, лежащих в основе функции, более общих интегративных систем.

О 1 уровень организации - атомы. В организме человека обнаружено около 70 элементов таблицы Менделеева. Такие элементы как кислород, углерод, водород, азот, кальций, фосфор, калий, сера, хлор, натрий, магний, цинк, железо, медь, йод, молибден, кобальт, селен постоянно содержатся в организме человека, входят в состав ферментов, гормонов, витаминов и являются незаменимыми.

Углерод, кислород, азот, водород являются базовыми элементами органических молекул и воды, кислород главный окислитель, фосфор компонент ДНК, сера - компонент некоторых аминокислот, натрий и калий обеспечивают электрические процессы в клеточных мембранах, кальций незаменимый элемент костной ткани, железо - компонент гемоглобина крови, йод - компонент гормонов щитовидной железы, фтор обеспечивает нормальную функцию эмали зубов.

О Молекулярный уровень. Это уровень функционирования биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, липидов. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности: обмен веществ, превращение энергии, передача наследственной информации.

О Основными для осуществления двигательных функций являются две биомолекулы — аДенозинтрифосфорная кислота (АТФ) и креатин фосфат (КФ). АТФ является главным донором энергии при работе, связанной со скоростной выносливостью. В состоянии покоя расходуется около 40 кг АТФ за 24 часа, а в период интенсивной работы скорость использования АТФ достигает 0,5 кг за 1 минуту.

Креатинфосфат обеспечивает ресинтез АТФ в первые 5-10 секунд физической работы. В клетках нервной ткани креатинфосфат поддерживает жизнеспособность клеток при отсутствии кислорода. Уровень развития физического качества выносливости определяется скоростью и способами восстановления АТФ.

о Клеточный уровень. Клетка — элементарная, универсальная единица живой материи имеет упорядоченное строение:

- обладает возбудимостью и раздражимостью,

- участвует в обмене веществ и энергии,

- способна к росту, регенерации (восстановлению), размножению,

- передаёт генетическую информацию,

- приспосабливается к условиям среды.

Клетки разнообразны по форме, различны по размеру, но все имеют общие биологические признаки строения — ядро и цитоплазму, которые заключены в клеточную оболочку.

Клеточная мембрана состоит из бислоя липидов и белка. В мембрану встроены белки-рецепторы — «органы чувств» клетки. Именно через мембрану идет обмен веществ клетки и в целом многоклеточного организма и воспринимаются сигналы из окружающей среды. Обмен веществ клетки идет либо диффузией, либо активным транспортом с помощью белков. тренируя выносливость, человек тренирует мембраны клеток своего организма.

Межклеточное вещество — это продукт жизнедеятельности клеток. Оно состоит из основного вещества и расположенных в нем волокон соединительной ткани. В организме человека более 100 триллионов клеток. О Тканевый уровень. Совокупность клеток и межклеточного вещества, имеющих общее происхождение, одинаковое строение и функции, называется тканью.

По морфологическим и физиологическим признакам различают 4 вида ткани:

Эпителиальная - покрывает поверхность тела и стенки внутренних полостей, выстилает слизистые оболочки полых внутренних органов (кровеносные сосуды, воздухоносные пути, кишечник), а также образует рабочую часть желез секреции, внешней и внутренней. Выполняет покровную, защитную, всасывательную, выделительную и секреторную функции.

Рис. Типы эпителиальной ткани

А-плоский эпителий (кровеносные, лимфатические сосуды, полости сердца)

Б-мерцательный эпителий (дыхательные пути)

В-кубический эпителий (мозг, сетчатка глаза, почки, яичники)

Г-цилиндрический эпителий (желудочно-кишечный тракт, половые железы)

Соединительная - соединяет между собой другие ткани, заполняет собой пустоты, т.е. соединяет организм в одно целое.

Плотная соединительная ткань отличается упорядоченным расположением пучков волокон, идущих в одном направлении, придает прочность структурам, в которые она входит и позволяет им выдерживать большие нагрузки. Из неё состоят сухожилия, связки, фасции, отделяющие отдельные мышцы друг от друга.

Хрящевая ткань - не имеет кровеносных сосудов и питается диффузией из окружающей ткани. Отличается упругостью, твердостью и эластичностью, покрывает суставные поверхности, трубчатых костей конечностей, осуществляющих локомоции, образует межпозвоночные диски. От состояния хрящевой ткани зависит физическое качество гибкость.

Костная соединительная ткань отличается особыми механическими

свойствами. Из неё состоят все кости скелета, выполняющих опорную, защитную и локомоторную функцию. Кроме того, костная ткань является депо минеральных солей,

Жировая соединительная ткань образуется под кожей, особенно развита под брюшиной, в сальнике. Она не имеет собственного основного вещества и формируется при накоплении липидных (жировых) включений в клетках.

Рис. Типы соединительной ткани

А-рыхлая Б-плотная В-хрящевая Г-жировая Д-костная Е-кровь и лимфа

Мышечная - осуществляет двигательные процессы в организме человека. Обладает специальными сократительными структурами — миофибриллами, обеспечивающими её специфическое свойство — сократительность.

Существует три вида мышечной ткани: гладкая (непроизвольная); поперечно-полосатая (произвольная); сердечная.

Сокращение гладкой мышечной ткани происходит непроизвольно и относительно медленно. Она обладает способностью долго находиться в состоянии сокращения (тонус), при котором затрачивается мало энерми.

Сердечная мышечная ткань образует мышцу сердца - миокард. По своей структуре напоминает поперечно-полосатую ткань, однако сокращается непроизвольно, и способна сокращаться намного быстрее и сильнее, нежели гладкая мускулатура.

Поперечно-полосатая скелетная мышечная ткань состоит из многоядерных МЫШЕЧНЫХ волокон, формирующиеся в пучки, которые объединяются с помощью соединительной ткани и образуют различные по размерам мышцы.

SID02ENkO -

рис. Типы мышечной ткани

А-гладкая Б-поперечно-полосатая В-сердечная

Нервная - является основным структурным элементом нервной системы, состоит из нервных клеток, или нейронов, важнейшей функцией которых является генерирование и проведение нервных импульсов. Нейроны способны воспринимать раздражения, трансформировать их в возбуждение, проводит биотоки по нервным волокнам, передавать их другим клеткам или тканям. Функции нервной ткани лежат в основе физических качеств быстроты и ловкости.

Рис. Нервная ткань

Плоский	Поверхность клеток гладкая. Клетки плотно примыкают друг д	оверхность кожи, ротовая олость, пищевод, альвеолы, п лы не нов	Покровная, защитная, выделиельная (газообмен, выделение мочи
Железистый	елезистые клетки вырабатыют секрет	елезы кожи, желудок, киечник, железы внутренней екреции, слюнные железы	Выделительная (выделение поа, слез), секреторная (образоание слюны, желудочного и кишечного сока, го монов
Мерцательный еснитчатый	остоит из клеток с многочисенными волосками (реснички)	ыхательные пути	ащитная (реснички задерживат и удаляют частицы пыли)
Плотная волокнистая	Группы волокнистых, плотно ежащих клеток без межклеочного вещества	обственно кожа, сухожилия, вязки, оболочки кровеносных о дов, говица глаза	окровная, защитная, двигаельная
Рыхлая волокнистая	Рыхло расположенные волокистые клетки, переплетающися между собой. Межклеточе вещество бесструктурное	одкожная жировая клетчатка, колосердечная сумка, провоящие пути нервной системы	Соединяет кожу с мышцами, оддерживает органы в оргаизме, заполняет промежутки ежду органами. Осуществляет е мо е ляцию тела
Хрящевая	ивые круглые или овальные емки, лежащие в капсулах, ежклеточное вещество плотое, п тое, п чное	ежпозвоночные диски, хрящи ортани, трахей, ушная ракоина, поверхность суставов	глаживание трущихся поверхостей костей. Защита от дермации дыхательных путей, шных аковин
Костная	ивые клетки с длинными отстками, соединенные между ой, межклеточное вещество неорганические соли и белок	ости скелета	порная, двигательная, защит-

Кровь и лимфа	тоит из форменных элеменов (клеток) и плазмы (жидкость растворенными в ней органиескими и минеральными веествами - сыворотка и белок ибриноген)		ества по всему организму. Соирает СО2 и продукты диссииляции. Обеспечивает постонство внутренней среды, химиеский и газовый состав оргаизма Защитная (иммунитет). Ре лято ная мо альная
Поперечнополосатая	ногоядерные клетки цилинрической формы до 10 см ины, исчерченные поперечыми полосами	келетные мышцы, сердечная ышца	Произвольные движения тела и го частеи, мимика лица, речь. епроизвольные сокращения автоматия) сердечной мышцы проталкивания крови через меры сердца. Имеет свойтва возбудимости и сократиости
Гладкая	дноядерные клетки до 0,5 мм ины с заостренными концами	тенки пищеварительного рапа, кровеносных и лимфаических сос дов, мышцы кож	епроизвольные сокращения тенок внутренних полых оргаов. П нятие волос на коже
Нервные клетки (нейроны)	Тела нервных клеток, разнообазные по форме и величине, о 0,1 мм в диаметре	бразуют серое вещество оловного и спинного мозга	Высшая нервная деятельность. вязь организма с внешней ой. Центры условных и безсловных рефлексов. Нервная кань обладает свойстваи возбудимости И провоДимости
	Короткие отростки нейронов - ревовидноветвящиея дендриты	оединяются с отростками седних клеток	ередают возбуждение одного ейрона на другой, устанавлиая связь между всеми органам ела
	Нервные волокна ксоны (нейриты) - длинные ыросты нейронов до 1 м дли- ы. В органах заканчиваются твистыми нервными окончаИЯМИ	ервы периферической нервой системы, которые инервируют все органы тела	роводящие пути нервной сиемы. Передают возбуждение т нервной клетки к периферии о центробежным нейронам; от ецепторов (иннервируемых рганов) - к нервной клетке по ентростремительным нейроам. Вставочные нейроны переают возбуждение с центротремитепьных (чувствительых) нейронов на центробежны гат

Орган — часть тела, имеющая определенную форму, отличающаяся особой конструкцией, занимающая определенное место в организме и выполняющая характерную функцию. В образовании каждого органа участвуют различные ткани, но одна является главной — ведущей, рабочей. Для мозга это нервная ткань, для мышц — мышечная. Другие ткани выполняют вспомогательную функцию. Так, соединительная ткань образует остов органа, его строение.

Совокупность органов, выполняющих общую для них функцию, называют: системой органов (пищеварительная, дыхательная, сердечно-сосудистая, половая, мочевая и др.) и аппаратом органов (опорнодвигательный, эндокринный, вестибулярный.

Выделяют следующие системы организма: костную, мышечную, кровеносную, Дыхательную, пищеварительную, нервную, желез внутренней секреции, анализаторы.

SI)ORENKO -

Костная система и ее функции

Скелет человека состоит из позвоночного столба, костей черепа, грудной клетки, поясов верхних и нижних конечностей, и скелета свобоДных конечностей. Скелет насчитывает 206 костей (85 парных и 36 непарных), составляющих около 15-19 ⁰/0 от общей массы тела взрослого человека.

Основными механическими функциями скелета являются:

опора - формирование жёсткого костно-хрящевого остова тела, к которому прикрепляются мышцы, фасции и многие внутренние органы;

Движение - благодаря наличию подвижных соединений между костями, кости работают как рычаги, приводимые в движение мышцами; защита внутренних органов - формирование костных вместилищ (череп для головного мозга; позвоночный канал для спинного мозга); амортизирующая функция — уменьшение и смягчение сотрясения при движении (арочная конструкция стопы, хрящевые прослойки между костями).

Кроме этого скелет человека выполняет биологические функции, такие как депо кальция и фосфора и образование новых клеток крови.

Рис. Отделы позвоночника

1 -шейный 2-грудной З-поясничный 4-крестцовый 5-копчик

Позвоночник — опора скелета состоит из 33-34 позвонков и хрящевых соединений. Выделяют 5 отделов: шейный — 7 позвонков, грудной —

12, поясничный — 5, крестцовый копчиковый - 4-5. Окостенение шейных, грудных и поясничных позвонков заканчивается к 20 годам, крестцовых к 25, копчиковых — к 30 годам.

Межпозвоночные диски — своеобразные демпферы физических нагрузок и воздействий. Они несколько уплотняются во время тренировочных нагрузок, а в период покоя восстанавливают необходимую форму.

1 2

Рис. Фрагмент поясничного отдела позвоночника

1-спинной мозг 2-нервный корешок 3-межпозвоночныЙ диск 4-позвонок

Постоянные тренировки с тяжестями без использования в конце занятий специальных восстанавливающих упражнений (махи, висы, подтягивания) могут привести к нарушению подвижности в отдельных отделах позвоночника.

Рис. Межпозвоночные диски

А-здоровый Б-со сдавленным фиброзным кольцом

В-с грыжей и сдавленными нервными окончаниями

В зависимости от формы и функций все кости скелета делятся на:

• трубчатые (кости конечностей);

• губчатые (выполняют в основном защитную и опорную функции — ребра, грудина, позвонки и др.);

• плоские (кости черепа, таза, поясов конечностей);

• смешанные (основание черепа).

SID02ENkO -

Рис. Типы костей

А-трубчатые Б-губчатые В-плоские Г-смешанные

В каждой кости содержатся все виды тканей, но преобладает костная, представляющая разновидность соединительной ткани. В состав кости входят органические и неорганические вещества.

Неорганические вещества (65 - 70 % сухой массы кости) — это в основном фосфор и кальций. Органические (30 - 35 ⁰,6) — это клетки кости, коллагеновые волокна.

Эластичность, упругость костей зависит от наличия в них органических веществ, а твердость обеспечивается минеральными солями. Кости детей более эластичны и упруги — в них преобладают органические вещества, кости же пожилых людей более хрупки — они содержат большое количество неорганических веществ.

Снижение плотности костей, нарушение их внутреннего строения и усиление хрупкости по причине нарушения метаболизма костной ткани, приводит к остеопорозу - хронически прогрессирующему системному заболеванию скелета, которое характеризуется снижением прочности костей и повышением риска переломов.

Рис. Состояние костной ткани

А-нормальное Б-при остеопорозе

Для профилактики остеопороза в возрасте от 20 до 50 лет желательно ежедневно потреблять около 1000 мг кальция: продукты питания, богатые кальцием (обезжиренные молочные продукты, капуста, брокколи, зелень, горчица, фасоль, кунжут) и витамины С и О, а также не допускать переизбытка в организме сахара и соли.

Замечено, что в последнее время в финальных забегах спринтеров на Олимпийских играх и чемпионатах мира можно увидеть исключительно темнокожих спортсменов. Оказывается быстрота более других физических качеств определяется генетикой и расовой принадлежностью спортсмена. Она зависит от тяжести и размеров костей, особенностей крепления мышц и функционирования нервно-мышечного аппарата. Темнокожие расы быстрей других, т.к. у них от природы более узкие и тяжелые кости, которые обеспечивают большую выносливость. В беге с максимальной скоростью негроид тратит на 5-8 ⁰/0 меньше энергии, чем европеец такого же роста. К тому же при одинаковом росте туловище темнокожего человека в среднем на 2-3 сантиметра короче, а длина ног больше, чем у белокожего, т.е. соответственно выше центр тяжести и больше длина бегового шага.

• Все кости человека соединены посредством суставов, связок и сухожилий. Движение осуществляется с помощью сустава, в котором соединяются две кости.

Сустав — это подвижное соединение, область соприкосновения костей в котором покрыта суставной сумкой из плотной соединительной ткани, внутри которой имеется пространство, заполненное синовиальной жидкостью, смачивающей и смазывающей соприкасающиеся поверхности костей. Кости в суставе подвижны друг относительно друга, что обеспечивает работу мышц.

Гладкий хрящ, покрывающий суставные поверхности, уменьшает трение между поверхностями при движении.

Синовиальная (суставная) жидкость — густая прозрачная или слегка желтоватая эластичная масса, заполняющая полость суставов. В организме выполняет функцию внутрисуставной смазки:

• предотвращает трение суставных поверхностей и их изнашивание;

• участвует в поддержании нормального соотношения суставных поверхностей в полости сустава, повышает их подвижность;

• обеспечивает питание суставного хряща;

• служит дополнительным амортизатором.

В полости коленного сустава к большеберцовой кости (спереди и сзади) прикрепляются мениски - хрящевые образования из волокнистой хрящевой ткани. Менисков в коленном суставе два - наружный (латеральный) и внутренний (медиальный). Спереди сустава они соединяются поперечной связкой. Мениски увеличивают соответствие суставных поверхностей друг другу и являются дополнительными амортизаторами, смягчающими действие толчков, а так же стабилизируют коленный сустав.

Рис. Строение коленного сустава

1-бедренная кость 2-надколенник З-передняя крестообразная связка

4-боковая наружная связка 5-латеральный мениск б-большеберцовая кость

7-малоберцовая кость 8-суставной хрящ 9-задняя крестообразная связка 10-внутренняя боковая связка 1 1 -медиальный мениск 12-четырехглавая мышца бедра 13-сухожилия подколенной области 14-икроножная мышца При движениях в коленном суставе мениски сжимаются, их форма изменяется.

Рис. Мениск коленного сустава (вид сверху)

1-малоберцовая кость 2-наружная коллатеральная связка З-латеральный мениск 4-передняя крестообразная связка 5-задняя крестообразная связка б-внутренняя коллатеральная связка 7-медиальный мениск 8большеберцовая кость

Повреждения менисков одна из наиболее распространенных травм при занятиях физической культурой и спортом. Среди внутренних поврепений коленного сустава повреждения мениска занимают первое место.

Разделяют:

травматические разрывы — вследствие травматического воздействия (при резком чрезмерном разгибании сустава из согнутого положения, отведении и приведении голени, резком повороте или прыжке, глубоком приседании, резком ударе коленом, долгом сидении на корточках);

Дегенеративные разрывы — вследствие хронических заболеваний сустава, которые приводят к дегенеративным изменениям его структуры.

Разрывы менисков могут быть полными (отрыв мениска), неполными, продольными, поперечными, радиальными, раздробленными.

Рис. Повреждения мениска

1-радиальный разрыв 2-продольный вертикальный разрыв

З-продольный горизонтальный разрыв 4-косой разрыв

По статистике около 75 ⁰/0 травм - повреждения внутреннего мениска, около 21 % - повреждения и заболевания наружного мениска и 4⁰/0 - повреждения обоих менисков. Наружный мениск более подвижен, чем внутренний, поэтому его травматические повреждения происходят реже. Внутренний мениск менее подвижен и связан с внутренней боковой связкой коленного сустава, поэтому травма часто сочетается с повреждением и этой связки. Сбоку от сустава мениски сращены с капсулой сустава и имеют кровоснабжение от артерий капсулы. Внутренние части находятся в глубине сустава и собственного кровоснабжения не имеют, а питание их тканей осуществляется за счет циркуляции внутрисуставной жидкости. Поэтому повреждения менисков рядом с капсулой сустава срастаются хоРОШО, а разрывы внутренней части, в глубине коленного сустава не срастаются вовсе.

Главная функция суставов — участвовать в осуществлении движений. Они выполняют роль демпферов, гасящих инерцию движения и позволяющих мгновенно останавливаться в процессе движения.

При движении мышцы, действуя на суставы с большой силой, задают

им значительную скорость и ускорение. Поэтому грамотно подобранные комплексы физических упражнений укрепляют суставной аппарат, в то же время чрезмерные нагрузки и неправильная техника движений может вызвать серьезные нарушения в его работе. Наиболее распространенными травмами суставов являются растяжения или разрывы связок, поврежДения хряща, разрушения мениска, надрывы сухожилий.

По форме и функциям суставных поверхностей суставы делятся на:

• Одноосные суставы:

> цилиндрический сустав - цилиндрическая суставная поверхность, ось которой располагается в вертикальной оси тела или параллельно длинной оси сочленяющихся костей и обеспечивает движение вокруг одной оси (атланто-осевой срединный, атлантоаксиальный); блоковиДный сустав — суставная поверхность представляет собой лежащий во фронтальной плоскости цилиндр, расположенный перпендикулярно по отношению к длинной оси сочленяющихся костей (голеностопный, межфаланговые суставы пальцев, височно-нижнечелюстной); винтообразный сустав (разновидность блоковидного) - направляющий валик и соответствующее углубление образуют винтообразное направление на цилиндрической поверхности винтообразного сустава (локтевой).

• Двухосные суставы:

эллипсовидный сустав — суставные поверхности имеют вид отрезков эллипса, которые обеспечивают движение вокруг двух взаимно перпендикулярных осей (лучезапястный); мыщелковый сустав - имеет выпуклую суставную головку, в виде выступающего отростка-мыщелка, близкого по форме к эллипсу, мыщелку соответствует впадина на суставной поверхности другой кости (коленный); сеДловиДный сустав - выпуклая и вогнутая суставные поверхности, входящие одна в другую (первый пястно-фаланговый сустав кисти). Многоосные суставы:

шаровидный сустав - одна из суставных поверхностей представлена головкой выпуклой шаровидной формы, а другая - вогнутой суставной впадиной, являются наиболее подвижными суставами, в которых движения выполняются вокруг 3-х осей (тазобедренный, пястно-фаланговый, межфаланговый, плечевой и коленный); чашеобразный сустав (разновидность шаровидного) — имеет глубокую суставную впадину, охватывающую большую часть головки, вследствие чего движения в таком суставе менее свободны, чем в типичном шаровидном суставе (тазобедренный);

> плоский сустав - суставные поверхности костей практически плоские, движения в них крайне ограничены, выполняют, в основном, буферную функцию (запястно-пястный, заплюсно-плюсневый, межпозвонковые суставы).

Рис. Основные виды суставов

А-шаровидный Б,Е-мыщелковый В-седловидный

Г- цилиндрический плоский Д-плоский

Суставная капсула прочно соединяется со связками — плотными волокнистыми структурами, соединяющими две кости. Они помогают стабилизировать сустав и предотвращают неестественные движения, позволяя при этом совершать движения в нормальных условиях.

Сухожилия соединяют скелетные (произвольно сокращающиеся) мышцы с костями. При сокращении концы мышцы, прикрепленные своими сухожилиями к костям, приближаются друг к другу. Кости, соединенные суставами, действуют как рычаги.

1 2

Рис. Крепление мышцы к кости с помощью сухожилия

1 -сухожилия 2-кость 3-мышца

Сухожилия выстроены из плотной соединительной ткани и отличаются большой сопротивляемостью на растяжение. Соединительная ткань сухожилий находится на обоих концах мышцы, в местах прикрепления. Сухожилия прочно прикрепляются к костям, срастаясь с надкостницей и проникая в вещество кости. По внешнему виду сухожилия белого цвета, блестящие.

Повреждение сухожилия при занятиях спортом может быть:

острым — вследствие травмы при подъеме тяжелых предметов, падении или прыжке на твердую поверхность, резком броске в единоборствах и т.д.

хроническим — из-за чрезмерных, непрерывных нагрузок на сухожилие: плечо метателя, локоть теннисиста, колено прыгуна и другие.

Самое уязвимое сухожилие это ахиллово сухожилие (место прикрепления икроножной и камбаловидной мышц к пяточной кости), которое чаще других подвергается избыточным физическим нагрузкам. У спортсменов обычно наблюдается полный разрыв ахиллова сухожилия, чаще при внезапной резкой нагрузке на сухожилие при старте у спринтеров, в момент отрыва ноги от земли при прыжке, при резком тыльном сгибании стопы и падении с высоты.

Систематические занятия физическими упражнениями и спортом способствуют развитию и укреплению суставов, ПОВЫШЕНИЮ эластичности связок и сухожилий, увеличению гибкости. Улучшение подвижности отдельных звеньев и опорно-двигательного аппарата в целом приводит к тому, что спортсмен начинает выполнять движения с большей амплитудой, более свободно и раскрепощенно, что положительно сказывается на технике упражнений и итоговом результате в том или ином виде спорта.

И наоборот, при отсутствии должной физической активности и гиподинамии происходят изменения формы суставных поверхностей, начинает терять свои свойства суставной хрящ, появляются болевые ощущения, в суставах возникают воспалительные процессы.

Скелет человека является опорой всех органов и мягких тканей тела, поэтому он должен выдерживать заданные природой линии, быть симметричным без деформаций и искривлений.

Физиологические изгибы позвоночника — Н)бразные изгибы вперед (шейный и поясничный лордозы) и назад (грудной и крестцовый кифозы), эластичные межпозвоночные диски обеспечивают рессорные функции позвоночного столба, предохраняющие головной и спинной мозг и внутренние органы от излишних сотрясений, а также увеличивают устойчивость и подвижность тела.

Первой рессорой скелета, встречающей гравитацию, является сводчатая форма стопы. Амортизация стопы осуществляется благодаря формированию её продольного и поперечного сводов.

Одним из часто встречающихся заболеваний опорно-двигательного аппарата у молодых людей является плоскостопие, одной из причин которого является чрезмерная нагрузка на нижние конечности. Мышцы голени и стопы утрачивают тонус, связки растягиваются, что приводит к смещению внутреннего края стопы вниз и внутрь. Высота поперечного свода уменьшается в результате перемещения центра массы и нагрузки на дистальную часть стопы, на пальцы. У девушек причинами плоскостопия является частое ношение обуви на высоком каблуке.

Физические нагрузки предъявляют к стопе высокие функциональные требования и часто ведут за собой ее структурную перестройку. Наибольшая степень уплощения стоп обнаруживается у баскетболистов, штангистов, некоторых групп легкоатлетов и фигуристов, как правило, больше страдает толчковая нога.

В нормальном состоянии скелет должна удерживать симметричная тяга мышц. При односторонних нагрузках, как в обычной жизни, так и при выполнении физических упражнений, особенно с большими весами — скелет деформируется. Так, например, двукратный олимпийский чемпион в беге на средние дистанции кениец Хайле Гебреселассие до 16 лет жил в деревне и на протяжении десяти лет пробегал десять километров по пути в школу и такую же дистанцию обратно держа учебники в левой руке, что впоследствии сказалось на его отличительной осанке во время бега: левая рука ближе расположена к туловищу, нежели правая.

В норме искривления позвоночника вперед и назад не должны преВЫИ.ЕТЬ 3-4 см. Большие искривления позвоночника во фронтальной плоскости, а также различные боковые искривления являются нарушениями линии скелета, наиболее распространенными из которых являются: увеличение изгиба позвоночника назад (кифоз) или вперед (лордоз), 60ковые искривления позвоночника (левосторонние, правосторонние, Sобразные сколиозы)

Нарушения опорно-двигательного аппарата сказываются и на работе внутренних органов, которые начинают отклоняться от нормального положения, зажиматься другими органами и тканями, испытывать проблемы с кровоснабжением и подачей нервных импульсов.

Мышечная система и ее функции

Мышечная система человека представлена двумя видами мускулатуры: гладкой (непроизвольной) и поперечно-полосатой (произвольной).

Мышца — орган, состоящий из МЫИјеЧНЫХ волокон, скрепленных рыхгюй соединительной тканью, в которой проходят сосуды и нервы, и который имеет определенную форму и выполняет соответствующую функцию в организме человека: движения тела, поддержание позы, дыхание, сокращения голосовых связок, и т.д.

Гладкие мышцы расположены в стенках кровеносных сосудов и некоторых внутренних органах. Они сужают или расширяют сосуды, продвигают пищу по желудочно-кишечному тракту, сокращают стенки мочевого пузыря. Их работа не зависит от воли человека.

Сердечная мышца состоит из ПОПеРеЧНО-ПОЛОСаТЫХ мышечных волокон. Они сокращаются быстро. Как и гладкие мышцы, сердечная мышца работает без участия воли человека.

Поперечно-полосатые мышцы — это все скелетные мышцы, которые обеспечивают многообразные движения тела. Сокращение скелетных мыШЦ контролируется сознанием, в то время как расслабление обеспечивающее восстановление мышечного волокна волевым биотокам головного мозга не подчиняется.

В каждой мышце различают активную часть (тело мышцы) и пассивную (сухожилие). Каждая мышца или группа сходных мышц окружены фасцией. Поверхностная фасция отделяет мышцы от подкожной клетчатки.

Рис. Строение мышцы

1-кость 2-сухожилие З-эпимизий 4-группы мышечных волокон, окруженные перимизием 5-мышечное волокно 6-брюшко мышцы 7- ядра мышечного волокна 8-миофибриллы

В районе сухожильного влагалища в мышцу входят артерия и нервное волокно и выходит вена. В мышце артерия ветвится на капилляры переходящие в венулы, выносящие через вену кровь из мышцы. В нервном волокне проходят и центростремительные и центробежные нервы, вносящие и выносящие информацию в виде биотоков (импульсов). Мышцы и сухожилия богаты нервными окончаниями, воспринимающими информацию о тонусе мышечных волокон, степени их сокращения, растяжении сухожилия — и передающими её в разные отделы ЦНС и кору больших полушарий головного мозга.

Основу поперечно-полосатой мышцы формируют тонкие пучки мыИјеЧНЫХ волокон, которые связаны между собой межпучковой соединительной тканью — энДомизием (пучки 1-го порядка), который переходит в сухожилие и называется перитенДинием. Более крупные пучки (пучки 2го и 3-го порядка) отделены один от другого перимизием. Снаружи мышцу покрывает соединительнотканная оболочка - эпимизий.

Мышечное волокно состоит из миофибрилл. В мышечном волоке содержится от 100 до 1000 и более миофибрилл диаметром 1-2 мкм, длиной 2-2,5 мкм. Миофибрилла — это пучок параллельно расположенных нитей, образованных сократительными белками: миозином (толстые нити) и актином (тонкие нити). Они расположены таким образом, что вокруг нити миозина находится 6 нитей актина, а вокруг каждой актиновой — три миозиновых. Кроме того, в состав тонких нитей входит ещё два белка — тропомиозин и тропонин.

Рис. Строение миофибриллы

1 -нить миозина 2-нить актина

Миоглобин — пигментный белок, близкий по своим свойствам гемоглобину эритроцитов. По количеству миоглобина мышечные волокна делятся на красные мышечные волокна и белые мышечные волокна. Они содержатся в мышцах в разных пропорциях.

Красные (медленные) мышечные волокна имеют большой запас

гликогена и липидов, обладают способностью к длительному напряжению и выполнению продолжительной динамической работы. Сила их сокращений сравнительно невелика, а скорость потребления энергии такова, что им достаточно аэробной системы энергообразования. Такие волокна необходимы для продолжительной и не интенсивной работы (стайерские дистанции легкой атлетике, велоспорте, лыжных гонках; занятия с небольшими весами в зале атлетической гимнастики, поддержании позы и т.д.). Красные мышечные волокна при высокой производительности не способны к значительной гипертрофии, то есть их объем почти не увеличивается из-за особенностей их метаболизма.

Белые (быстрые) мышечные волокна сокращаются быстрее красных волокон, но не способны к длительному напряжению. Они используют для получения энергии в основном анаэробную систему энергообразования. Белые волокна имеют больший диаметр, в них также содержится гораздо большее количество миофибрилл и гликогена. Белые волокна больше всего подходят для совершения быстрых, мощных, но кратковременных усилий (спринтерские дистанции в беге, плавании, работа с тяжелыми весами). По сравнению с медленными волокнами, белые волокна способны сокращаться в 2-3 раза быстрее и развивать в 8-10 раз большую силу. Преимуществом белых волокон является их возможность к росту (гипертрофии), что положительно сказывается на развитии силовых возможностей спортсмена.

Соотношение быстрых и медленных мышечных волокон у каждого человека индивидуально и заложено генетически, поэтому изначально каждый занимающийся имеет определенную предрасположенность к тому или иному виду спортивной деятельности. Если физические качества силы и выносливости достаточно легко развить длительными упорными тренировками, то качество быстроты, при преобладании в МЫИ.щах крас-

Рис. Соотношение красных и белых мышечных волокон у бегунов

А-марафонцы Б-стайеры В-спринтеры

Классификация мышц

У человека насчитывается около 640 мышц, большинство из которых парные. Самые маленькие мышцы прикрепляются к мельчайшим косточкам, расположенным в ухе. Самые крупные большие ягодичные мышцы приводят в движение ноги. Самыми сильными мышцами считаются икроножные и жевательные. А самая длинная мышца человека — портняжная начинается от верхней части тазовой кости, спиралевидно перекидывается спереди через бедро и сухожилием прикрепляется к голени.

• По отношению к областям человеческого тела различают:

Мышцы шеи и головы — выполняют речевые, мимические, жевательные, глотательные функции, функции дыхания, повороты головы.

Мышцы туловища - разделяются на мышцы грудной клетки, спины и живота:

• мышцы грудной клетки участвуют в движениях верхних конечностей, а также обеспечивают дыхательные движения;

• мышцы спины участвуют в поддержании вертикального положения тела, при сильном напряжении вызывают прогибание туловища назад;

• брюшные мышцы поддерживают давление внутри брюшной полости, участвуют в некоторых движениях тела, в процессе дыхания.

Мышцы верхней конечности - делятся на мышцы пояса верхней конечности, мышцы плеча, предплечья и кисти. Основная функция мышц — движение верхних конечностей.

Мышцы нижней конечности - мышцы таза, мышцы бедра, голени и стопы. Основная функция — перемещение человека в пространстве.

• По форме мышцы могут быть простыми и сложными. К простым мышцам относят длинные, короткие и широкие.

Длинные мышцы соответствуют длинным рычагам движения и встречаются обычно на конечностях. Эти мышцы веретенообразной формы. Сухожилия длинных мышц имеют вид длинных узких лент.

Короткие мышцы расположены между отдельными ребрами и позвонками.

Широкие мышцы располагаются на туловище и имеют расширенное сухожилие, которое называется апоневрозом.

Сложными считают многоглавые (двуглавые, трехглавые, четырехглавые), многосухожильные, двубрюшные мышцы, а также мышцы определенной геометрической формы: круглые, квадратные, дельтовидные, трапециевидные, ромбовидные.

• По направлению мышечных волокон различают мышцы с:

прямым расположением - пучки волокон расположены параллельно длинной оси мышцы. Это могут быть веретенообразные мышцы с объемным брюшком (двуглавая мышца бедра) или плоские и длинные (портняжная мышца).

круговым расположением - перистые мышцы имеют пучки волокон, идущие наискось к сухожилию, проходящему вдоль центра мышцы. Такие мышцы могут быть:

• одноперистыми (пучки мышечных волокон присоединены к одной стороне сухожилия - разгибатель пальцев стопы),

• Двуперистыми (пучки присоединены к обеим сторонам сухожилия прямая мышца бедра),

• многоперистыми (имеют большое количество двуперистых соединений - дельтовидная мышца плеча).

косым расположением - круговые мышцы, или сфинктеры, имеют концентрические круги пучков и контролируют состояние отверстия тела (круговая мышца рта или глаза).

Рис. Основные Фомы мышц

А-веретенообразная Б-одноперистая В-двуперистая Г-двуглавая

Д-МЫШЦа с сухожильными перемычками Е-двубрюшная Ж-сфинктер

• По функциональному назначению мышцы делятся на:

1. Флексоры, или сгибатели, которые при сокращении сближают концы костей.

2. Экстензоры, или разгибатели, которые проходят через вершину угла сустава и при сокращении раскрывают его.

З. Абдукторы, или отводящие мышцы, лежат на латеральной стороне сустава и отводят его от сагиттальной плоскости в сторону.

4. Аддукторы, или приводящие мышцы, лежат на медиальной поверхности сустава и при сокращении приводят его к сагиттальной плоскости. 5. Ротаторы, или вращатели, обеспечивающие вращение конечности наружу (супинаторы) или во внутрь (пронаторы).

6. Сфинктеры, или запиратели, которые располагаются вокруг естественных отверстий и при сокращении закрывают их. Для них, как правило, характерно круговое направление МЫИјеЧНЫХ волокон (например, круговая мышца рта).

7. Констрикторы, или суживатели, которые также относятся к типу круглых мышц, но имеют иную форму (например, констрикторы глотки, гортани).

8. Дилататоры, или расширители, при сокращении открывают естественные отверстия.

9. Леваторы, или подниматели при сокращение поднимают, например ребра.

10. Депрессоры, или опускатели. 11. Тензоры, или напрягатели, своей работой напрягают фасции, не позволяя им собираться в складки.

12. Фиксаторы, укрепляют сустав на стороне расположения соответствующих мышц.

• По выполняемому действию мышцы могут быть:

Агонисты (первичные двигатели) - мышцы, в которых начинается движение (сокращение).

Антагонисты— мышцы, противоположные агонистам; расслабляются, когда сокращаются агонисты.

Рис. Работа мышц антагонистов

Синергические мышцы помогают агонистам контролировать движение, они обычно небольшие по размерам.

Фиксаторы — крупные мышцы, отвечающие за поддержание статического положения, фиксируют тело во время какого-либо движения.

• По отношению к суставам, через которые они перекидываются, мышцы делятся на: оДносуставные, Двусуставные и многосуставные. Односуставные мышцы одноосных суставов выполняют в отношении этих суставов всегда только одну функцию. Так плечевая мышца является постоянным сгибателем предплечья в локтевом суставе и постоянным антагонистом для локтевой мышцы.

В многоосных суставах, особенно шаровидных, одни и те же мышцы в различных ситуациях могут выступать в том и другом качестве. Например, мышцы, приводящие бедро, оказываются его сгибателями, если оно было разогнуто. Они же могут работать как пронаторы бедра, если оно было чрезмерно повернуто кнаружи, и могут помогать супинации, если бедро было сильно повернуто внутрь. Мышцы, являющиеся для одного движения синергистами, для другого могут становиться антагонистами.

Механизм мышечного сокращения

Физические нагрузки вызывают утолщение мышечных волокон и увеличение массы мышечного вещества. Этот процесс называется гипертрофией. Изменения мышц при этом будут различны в зависимости от преобладания статистических или динамических нагрузок, вида нагрузки, а также их интенсивности.

Динамические нагрузки (изотонический тип сокращения) приводят к удлинению мышечной части, обеспечивающей возможность необходимой амплитуды движений. Соединительная ткань под влиянием динамических нагрузок разрастается умеренно, мышца увеличивает эластичность, количество митохондрий в мышечных волокнах увеличивается, сосудистый бассейн мышцы становится богаче за счет увеличения числа обменных капилляров.

Изотоническое сокращение мышечного волокна может быть двух видов: концентрическим и эксцентрическим.

При концентрическом сокращении внешняя нагрузка на мышцу меньше, чем ее напряжение — мышечное волокно укорачивается и уменьшается в длине. При выполнении эксцентрического сокращения внешняя нагрузка на мышцу больше её напряжения - мышечное волокно удлиняется по мере увеличения угла сгибания конечности.

При статических нагрузках (изометрический тип сокращения)

длина мышцы остаётся постоянной. Мышца в этом случае работу не производит, но очень быстро утомляется из-за больших энергозатрат, происходит увеличение массы и объема мышцы, относительное укорочение сухожильной части, усиленное разрастание соединительной ткани, что приводит к снижению эластичности мышц. Изометрическое сокращение возникает в тех случаях, когда внешняя нагрузка равна напряжению мышцы либо превышает его.

Ауксотонический тип сокращения — смешанная форма сокращения, при которой изменяются и длина, и мышечное напряжение. Эта форма соответствует естественным движениям человека в реальных условиях деятельности мышц.

Развитие мышц оказывает формообразующее действие на кости, усиливает их кровоснабжение. Сокращение и напряжение мышцы осуществляется за счет энергии, освобождающейся при химических превращениях, которые происходят при поступлении в мышцу нервного импульса или нанесении на нее непосредственного раздражения. Основным источником энергии мышечного сокращения служит АТФ (аденозинтрифосфорная кислота). Однако, запасы АТФ в мышцах незначительны, их хватает только на 1-2 с работы, поэтому для поддержания мышечного сокращения необходимо постоянное восстановление АТФ. Энергия для восстановления освобождается при расщеплении креатинфосфата (КрФ) и питательных веществ — углеводов, жиров, белков.

Сахар и другие виды углеводов, которые потребляет организм, накапливается в виде гликогена. Гликоген — сложный вид сахара, родственный крахмалу.

При кратковременной работе максимальной мощности (спринтерский бег, бег вверх по лестнице), когда кровоснабжение мышц недостаточно, работает механизм расщепления:

гликогенФмолочная кислота+энергия

Его недостаток же заключается в том, что в работающих мышцах накапливается молочная кислота и им становится трудно справляться с воздействием кислой среды. Молочная кислота для мышцы является веидеСТВОМ утомления, и поэтому мышца может работать только незначительное время.

Ресинтез (восстановление) АТФ в мышечной клетке происходит двумя путями — анаэробным (без участия кислорода) и аэробным (с участием кислорода). Для ресинтеза АТФ в качестве непосредственного источника энергии используется три биохимические системы: креатинфосфатная, гликолиз или лактатная и окислительное фосфорилирование.

Аэробная энергетическая система. Эта система обеспечивает работу в условиях поступления кислорода от альвеол легких до митохондрий миофибрилл скелетных мышц за счёт максимального развёртывания функций кислород-транспортных систем — дыхательной, сердечнососудистой и системы крови. Физическая работа в аэробных условиях может продолжаться более 2-3 минут.

Анаэробная энергетическая система. При функционировании креатин фосфатной системы ресинтез АТФ во время работы происходит мгновенно. Данная система обеспечивает физическую работу в зоне максимальной мощности продолжительностью до 20 секунд (спринтерский бег, кратковременные усилия при подъеме тяжестей).

При гликозе восстановление АТФ происходит медленнее, поскольку протекает в цитоплазме клетки в ходе последовательных реакций расщепления молекулы глюкозы, не требующих кислорода, однако, при этом конечный продукт — пировиноградная кислота в отсутствии кислорода преобразуется в молочную кислоту (лактат). Эта энергетическая система набирает наибольшую мощность к концу первой минуты в зоне субмаксимальной мощности работы, продолжающейся от 20-30 секунд до 1-2 минут (бег средние дистанции).

Энергообеспечение работы большой мощности с предельным запросом и потреблением кислорода (до 30 минут) осуществляется в результате окисления углеводов, в частности глюкозы.

Количество кислорода, необходимое для полного мышечного обеспечения выполняемой работы, называют кислородным запросом. Но органы кислородного снабжения при достаточной физической нагрузке не могут быстро удовлетворить кислородный запрос. Поэтому образуется кислородный долг.

Кислородный долг — количество кислорода, необходимое для окисления продуктов обмена веществ, накопившихся при физической работе. При длительной интенсивной работе возникает суммарный кислородный долг, который ликвидируется после окончания работы. Величина максимального суммарного кислородного долга у нетренированных людей находится в пределах 10 л, у тренированных может достигать более 20 л.

По окончании мышечной работы потребление кислорода не сразу возвращается к уровню, характерному для состояния покоя. В период восстановления человек продолжает некоторое время тяжело дышать. Потребляемый при этом кислород используется для пополнения его запаса в организме, т. е. для восстановления его нормального уровня в легких, в тканевых жидкостях, миоглобине и гемоглобине.

Систематическая физическая тренировка способствует значительному повышению уровня потребления кислорода организмом.

Состав крови и её функции

Кровь — основная транспортная система организма, состоящая из плазмы и взвешенных в ней форменных элементов (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. В 1 мм ^зкрови в норме содержится 4,5-5 млн. эритроцитов, 4-9 тыс. лейкоцитов и 200-300 тыс. тромбоцитов.

Кровь переносит кислород, углекислый газ, минеральные соли, питательные вещества, продукты распада, удаляемые из тканей и др. вещества и участвует в регуляции жизнедеятельности ряда органов и систем.

Эритроциты — красные кровяные клетки, заполнены особым белком гемоглобином, который способен образовывать соединения с кислородом и транспортировать его из легких к тканям, а из тканей переносить углекислый газ к легким, осуществляя таким образом дыхательную функцию.

Лейкоциты — белые кровяные тельца, выполняют защитную функцию, уничтожая инородные тела и болезнетворные микробы.

Тромбоциты играют важную роль в сложном процессе свертывания крови. В плазме крови растворены гормоны, минеральные соли, питательные и другие вещества, которыми она снабжает ткани, а также содержатся продукты распада, удаленные из тканей.

Кровеносный сосуд

Рис. Состав крови

А-леЙкоциты Б-плазма крови В-эритроциты Г-тромбоциты

В плазме крови находятся и антитела, создающие иммунитет организма к ядовитым веществам инфекционного и какого-нибудь иного происхождения, микроорганизмам и вирусам. Плазма крови принимает участие в транспортировке углекислого газа к легким.

• Общее количество крови составляет 7-8 ⁰/0 массы тела человека. В покое 40-50 ⁰/0 крови выключено из кровообращения и находится в «кровяных депо»: печени, селезенке, сосудах кожи, мышц, легких. В случае необходимости (например, при мышечной работе) запасной объем крови включается в кровообращение и рефлекторно направляется к работающему органу. Выход крови из «депо» и ее перераспределение по организму регутируется ЦНС.

• Кровеносная система состоит из сердца и кровеносных сосудов.

Сердечно-сосудистая система

Кровообращение осуществляется по кровеносным сосудам под воздействием разности давлений в артериях и венах.

• Артерии — сосуды, по которым кровь движется от сердца. Артерии имеют толстые стенки, в которых содержатся мышечные волокна, а также коллагеновые и эластические волокна. Они очень эластичные и могут сужаться или расширяться — в зависимости от количества перекачиваемой сердцем крови. Текущая по артериям кровь НаСЫИ.дена кислородом (исключение составляет лёгочная артерия, по которой течёт венозная кровь).

• Артериолы — мелкие артерии, по току крови непосредственно предшествующие капиллярам. В их сосудистой стенке преобладают гладкие мышечные волокна, благодаря которым артериолы могут менять величину своего просвета и, таким образом, сопротивление. Самые мелкие артериолы — прекапиллярные артериолы, или прекапилляры — сохраняют в стенках лишь единичные гладкомышечные клетки.

• Капилляры — это мельчайшие кровеносные сосуды, настолько тонкие, что вещества могут свободно проникать через их стенку. Диаметр их просвета колеблется от З до 11 мкм, а общее число в организме человека — около 40 млрд. Через стенку капилляров (уже не содержащую гладкомыШеЧНЫХ клеток) осуществляется отдача питательных веществ и кислорода из крови в клетки и переход углекислого газа и других продуктов жизнедеятельности из клеток в кровь.

• Венулы — мелкие кровеносные сосуды, обеспечивающие в большом

круге отток обеднённой кислородом и насыщенной продуктами жизнедеятельности крови из капилляров в вены. Делятся на примыкающие к капиллярам посткапиллярные венулы (посткапилляры) диаметром 8- 30 мкм и собирательные венулы диаметром 30-50 мкм, впадающие в вены.

• Вены — это сосуды, по которым кровь движется к сердцу. По мере укрупнения вен их число становится всё меньше, и в конце концов остаются лишь две — верхняя и нижняя полые вены, впадающие в правое предсердие. Стенки вен менее толстые, чем стенки артерий, и содержат соответственно меньше мышечных волокон и эластических элементов.

• Сердце — главный орган кровеносной системы представляет собой полый мышечный орган, совершающий ритмические сокращения, благодаря которым происходит кровообращение в организме.

Размер сердца приблизительно соответствует размеру кулака, а масса в среднем ЗОО грамм. Наружная оболочка сердца — перикард. Он состоит из двух листов: один образует околосердечную сумку, другой наружную оболочку сердца — эпикард. Между околосердечной сумкой и эпикардом имеется полость, наполненная жидкостью для уменьшения трения при сокращении сердца. Средняя оболочка сердца — миокарД Он состоит из поперечно-полосатой мышечной ткани особого строения. Внутренняя оболочка сердца — эндокард. Он выстилает полость сердца и образует створки — клапаны.

Сердце человека состоит из четырех камер: 2 предсердия (левое и правое) и 2 желудочка (левый и правый). Мышечная стенка желудочков (особенно левого) толще стенки предсердий. В правой половине сердца течет венозная кровь, в левой — артериальная.

Между предсердиями и желудочками имеются створчатые клапаны (между левыми — двустворчатый, между правыми — трехстворчатый). Между левым желудочком и аортой и между правым желудочком и легочной артерией имеются полулунные клапаны, которые состоят из трех листов. Клапаны сердца обеспечивают движение крови только в одном направлении: из предсердий в желудочки, а из желудочков в артерии.

Сердце — это автономное, автоматическое устройство, однако его работа корректируется многочисленными прямыми и обратными связями, поступающими от различных органов и систем организма. Сердце связано с центральной нервной системой, которая оказывает на его работу регулирующее воздействие.

SID02ENkO -

Рис. Строение сердца человека

1-верхняя полая вена 2-правая легочная артерия З-правая легочная вена 4-клапан легочной артерии 5-правое предсердие 6-трикуспидальный клапан 7правый желудочек 8-нижняя полая вена 9-НИСХОдЯ[.цаЯ аорта 1 О-дуга аорты 11левая легочная артерия 12-легочный ствол 1 З-левая легочная вена 14-левое предсердие 15-аортанальный клапан 16-митральный клапан 17-левый желудочек 18-межжелудочковая перегородка

Сердечно-сосудистая система состоит из большого и малого кругов кровообращения.

Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка сердца, проходит через ткани всех органов и возвращается в правое предсердие. Из правого предсердия кровь переходит в правый желудочек, из которого начинается малый круг кровообращения, проходящий через легкие, где венозная кровь, отдавая углекислый газ и насыщаясь кислородом превращается в артериальную и направляется в левое предсердие. Затем она переходит в левый желудочек и снова в большой круг кровообращения.

В состоянии физиологического покоя организма полный кругооборот кровь совершает за 21-22 секунд, при физической работе за 8 секунд и меньше. В результате увеличения скорости значительно повышается снабжение тканей тела кислородом и питательными веществами.

Деятельность сердца заключается в ритмичной смене сердечных циклов, состоящих из трех фаз: сокращения преДсерДий, сокращения желудочков,общего расслабления сердца.

Рис. Большой и малый круги кровообращения

1-сосуды к голове и рукам 2-верхняя полая вена З-сосуды к легким 4сердце 5-аорта б-нижняя полая вена 7-печоночная вена 8-сосуды селезенки

9-сосуды брюшной полости 10-сосуды нижних конечностей

Пульс — волна колебаний, распространяемая по эластичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой в аорту под большим давлением при сокращении левого желудочка. Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца.

Частота пульса в покое (утром, лежа, натощак) у тренированных мужчин 50-60, у женщин — 60-70 ударов в минуту; у нетренированных мужчин 70-80 и женщин 75-85 ударов в минуту.

Предельная частота пульса у тренированных людей при физической нагрузке находится на уровне 200-240 ударов в минуту. Нетренированное сердце такой частоты достигнуть не может.

Максимум механической работы сердца отмечается в возрасте 24-25 лет у мужчин и женщин и после этой даты она постепенно только уменьшается.

Мощность сердечного сокращения продолжает увеличивать до 26-27 лет у мужчин, в течение же последующей жизни она только уменьшается. У женщин наибольшая мощность достигается к 20 годам, с 20 до 34 лет остается постоянной, затем медленно только снижается.

Коэффициент полезного действия сердца после 20 лет у мужчин и женщин обнаруживает медленный экспоненциальный темп снижения на каждый год прожитой жизни.

При регулярных занятиях физическими упражнениями и спортом расширяются границы возможностей сердца и оно приспосабливается к переброске намного большего количества крови, чем это может сделать сердце нетренированного человека.

Сердце у человека, который систематически занимается спортом, становится более работоспособным, при этом режим его функционирования переходит на более экономное расходование энергии благодаря трем особенностям: увеличению размера, повышению силы сокращений, замедлению пульса. У тренированного человека наблюдаются следующие изменения в состоянии сердечно-сосудистой системы:

Брадикардия - редкий пульс в состоянии покоя у бегунов на длинные дистанции. Чем длиннее дистанция, тем реже у бегуна в покое величина сердечного ритма. У марафонцев частота сердцебиений в покое 40 уд/мин, у бегунов-стайеров в среднем 45 уд/мин, у бегунов на средние дистанции — 53 уд/мин, у спринтеров — 58 уд/мин.

Дилатация - повышение общей вместимости сердечных камер за счет их расширения. Для обеспечения всех органов достаточным поступлением кислорода при высоких физических нагрузках сердце должно перекачивать больший объем крови.

Гипертрофия сердечной мышцы - увеличение толщины стенок миокарда. Из-за более частых сокращений сердечной мышцы под нагрузкой волокна миокарда левого желудочка утолщаются.

Показателями работоспособности сердца являются: частота пульса, кровяное давление, систолический и минутный объем крови.

Рис. Обычное (А) и спортивное гипертрофированное (Б) сердце

1 -нормальная сердечная мышца 2-утолщенная сердечная мышца

Артериальное давление - один из важнейших параметров, характеризующих работу кровеносной системы. Давление крови определяется объёмом крови, перекачиваемым в единицу времени сердцем и сопротивлением сосудов. Наибольшее давление крови будет на выходе крови из сердца (в левом желудочке), несколько меньшее давление будет в артериях, ещё более низкое в капиллярах, а самое низкое в венах и на входе сердца (в правом предсердии).

Верхнее систолическое Давление, показывает давление в артериях в момент, когда сердце сжимается и выталкивает кровь в артерии, оно зависит от силы сокращения сердца, сопротивления, оказываемого стенками кровеносных сосудов, и числа сокращений в единицу времени.

Нижнее Диастолическое Давление, показывает давление в артериях в момент расслабления сердечной мышцы. Это минимальное давление в артериях, которое отражает сопротивление периферических сосудов.

Разница между систолическим артериальным давлением и диастолическим называется пульсовым Давлением и в норме составляет 30—

40 ММ РТ. СТ.

В норме у здорового человека в возрасте 18-40 лет в покое кровяное давление равно 120/80 мм.

Физическая работа способствует расширению кровеносных сосудов, снижению тонуса их стенок и соответственно повышению артериального давления. Такая реакция особенно свойственна сосудам сердца и мозга.

Длительная напряженная работа, несбалансированная с активными движениями может привести к стойкому повышению артериального давления.

Систолический объем крови — количество крови, выбрасываемое левым желудочком сердца при каждом его сокращении (у спортсменов 203 мл, у нетренированных — 130 мл).

Минутный объем крови — количество крови выбрасываемое желудочком сердца в течение 1 минуты (у спортсменов 35-42 л, у нетренированных 22-25 л). Наибольший систолический объем наблюдается при частоте пульса от 130 до 180 уд/мин. При частоте сердцебиений выше 180 уд/мин систолический объем начинает сильно снижаться, вследствие значительного сокращения периода расслабления сердца.

Нормальное функционирование сердечно-сосудистой системы напрямую влияет на здоровье человека. По статистике около 56 ⁰,6 смертности в России происходит из-за болезней системы кровообращения, из которых уверенное первое место занимает ишемическая болезнь сердца — заболевание, характеризующееся нарушением кровоснабжения сердца вследствие сужения и закупорки атеросклеротическими бляшками коронарных артерий. Атеросклеротические бляшки проявляются в виде холестерина, и выглядят как отложения, состоящие из кальция, жира и тканей на стенах сосудов, вследствие чего сосуд сужается, и образуются сбои в системе кровообращения, застои крови, что может привести к тромбу и полной закупорке сосуда.

Рис. Постепенное развитие атеросклеротической бляшки с полным закрытием сосуда

Инфаркт миокарда острое состояние, клиническая форма ишемической болезни сердца, когда в результате полной или частичной недостаточности кровоснабжения участка сердечной мышцы развивается её некроз.

Рис. Некроз сердечной мышцы

1-мертвая мышечная ткань сердца 2-тромб заблокировал коронарную артерию

Причинами холестериновых отложений является неправильное питание, употребление жирной и жареной пищи, избыточная масса тела, алкоголь.

Дыхательная система

Дыхательная система — один из самых важных механизмов нашего организма. Она наполняет организм кислородом, участвуя в процессе дыхания и газообмена, и выполняет целый ряд функций: терморегуляция, голосообразование, обоняние, увлажнение воздуха, синтез гормонов, защита от факторов внешней среды и т.д. Дыхательная система человека состоит из дыхательных путей, дыхательной мускулатуры и лёгких.

1 2 з 4

Рис. Дыхательная система человека

1-носовая полость 2-ротовая полость 3-глотка 4-гортань 5-трахея 6бронхи 7-лёгкие 8-плевра 9-плевральная полость 10-межреберные мышцы 11диафрагма

• Верхние дыхательные пути - полость носа, носоглотка, ротоглотка.

Нос состоит из носовой кости, образующей спинку носа, носовой раовины, из которой образованы боковые крылья носа и кончика носа, образованного гибким перегородочным хрящем. Ведущие в носовую полость ноздри разделены тонкой хрящевой перегородкой.

Вдыхаемый через нос воздух в носовой полости очищается от частичек пыли и микроорганизмов с помощью реснитчатой слизистой оболочки. Повышение температуры вдыхаемого воздуха происходит за счет его соприкосновения с капиллярами носовой полости. Слизистая оболочка носа способствует увлажнению вдыхаемого воздуха. Некоторые вещества, находящиеся на поверхности слизистой носоглотки, обладают антибактериальным действием и помогают нейтрализовать болезнетворные микроорганизмы. Кашлевой и чихательный рефлекс помогают предотвратить попадание в легкие различных раздражающих соединений, С носовой полостью соединены придаточные пазухи носа — воздухоносные полости в костях черепа.

В случае если заложенность носа или какое либо прочее препятствие мешают прохождению воздуха через нос, человек старается компенсировать его смешанным либо полностью ротовым дыханием. Дыхание ртом становится причиной простудных заболеваний, хронических заболеваний верхних дыхательных путей и бронхов, снижением тонуса мышц языка и ротоглотки. Систематическое дыхание через рот может привести к появлению расстройств речи, снижению слуха, изменению формы лица, неправильному положению зубов и даже нарушению осанки.

Глотка обеспечивает ток воздуха в нижние дыхательные пути. Находящиеся в глотке миндалины несут защитную функцию, отфильтровывая вредные частицы воздуха.

• Нижние дыхательные пути - гортань, трахея, бронхи.

Количество воздуха, которое поставляется в нижние дыхательные пути, регулируется при помощи расширения и сужения гортани. При ровном нормальном дыхании голосовая щель немного расширяется. При глубоком дыхании она расширяется сильно, а при задержке воздуха — сужается.

Важнейшая функция гортани - защитная. Во время проглатывания пищи надгортанник немного опускается, благодаря чему гортань немного поднимается. Вследствие этого становится невозможным попадание пищи в дыхательные пути. Движение надгортанника — это первый защитный барьер, следующий барьер - сильнейший кашель, который возникает после того, как в гортань попадают частички пищи. Тем самым организм выбрасывает ненужные части из этого органа. Третьим же защитным барьером является наличие бактерицидной слизи, лимфатических узелков и мерцательного эпителия.

Основная функция трахеи — проводить воздух в легкие и обратно. Трахея состоит из дугообразных трахеальных хрящей. Число хрящей около 16-20. Длина трахеи варьируется от 9 до 15 см. Слизистая оболочка трахеи содержит много желез, которые вырабатывают секрет, способный уничтожать вредоносные микроорганизмы. На уровне 5-6 грудного позвонка трахея делится на два главных бронха: правый и левый, каждый из которых входит в соответствующее ему легкое. Размеры бронхов отличаются между собой. Так, правый короче и шире левого, его длина — от 2 до З см, длина левого бронха — 4-6 см. Также размеры бронхов различаются по половому признаку: у женщин они короче, чем у мужчин.

Как и трахея, бронхи состоят из дугообразных хрящей. Главные бронхи многократно разветвляются, образуя бронхиальное дерево, которое насчитывает около 23 порядков ветвления. Вначале бронхи делятся на долевые и сегментарные. Правое лёгкое имеет три доли, левое две. Каждое лёгкое имеет по 10 сегментов. Заканчивается бронхиальное дерево терминальными и респираторными бронхиолами.

Основная функция бронхов заключается в транспорте кислорода от трахеи до альвеол легких. За счет наличия у них ресничек и способности образовывать слизь, бронхи также очищают воздух, формируют рефлекторный кашель, который помогает устранить частицы пыли и иные инородные тела. Кроме того воздух, проходя по длинной сети бронхов, увлажняется и согревается до необходимой температуры.

• Лёгкие - главный парный орган дыхательной системы, находящиеся в герметически закрытой полости грудной клетки в окружении костей и мышц грудной клетки. Каждое лёгкое покрыто серозной оболочкой — лёгочной плеврой и лежит в плевральном мешке. Плевра делится на гладкий и пристеночный слой, которые разделяются плевральной полостью, в которой содержится жидкая смазка, обеспечивающая движение между двумя слоями и дыхание. На поверхности обоих лёгких имеется углубление — ворота лёгких. В них входят бронхи, лёгочная артерия, а выходят две лёгочные вены.

Основная функция лёгких — газообмен, т.е. передача в кровь содержащегося в поступающем воздухе кислорода, и вывод из организма углекислого газа.

• Дыхательная мускулатура - Диафрагма, наружные межреберные мышцы, вспомогательные мышцы шеи и живота.

В покое обмен воздуха в легких происходит в результате дыхательных ритмических движений грудной клетки. Расширение полости грудной клетки осуществляется в результате деятельности дыхательной мускулатуры. Управление дыхательной мускулатурой составляет основу регуляции дыхания. Диафрагма - мышечно-сухожильная пластина куполообразной формы, отделяет полость груди от полости живота. Диафрагма является главной дыхательной мышцей, которая при сокращении уплощается, способствуя вдоху. Сокращение диафрагмы вызывает снижение внутригрудного давления, достаточное для движения потока воздуха в легкие. Для осуществления дыхательной функции необходимо согласованное сокращение множества отдельных мышц.

При нормальной вентиляции легких вспомогательная дыхательная мускулатура не используется. При расстройствах дыхания, связанных с повышением сопротивления дыхательных путей, вспомогательная мускулатура помогает снижать внутригрудное давление и повышать жесткость грудной клетки.

Процесс дыхания — это целый комплекс физиологических и биохимических процессов, в реализации которых участвует не только дыхательный аппарат, но и система кровообращения. Механизм дыхания имеет рефлекторный (автоматический) характер. Различают:

ф внешнее Дыхание, при котором кислород из атмосферного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови — в атмосферный воздух; перенос газов кровью; ф тканевое Дыхание — потребление клетками кислорода и выделение ими углекислоты как результат биохимических реакций, связанных с образованием энергии для обеспечения процессов жизнедеятельности.

• Частота дыхания в покое составляет 16-20 циклов в минуту. У женщин частота дыхания на 1-2 цикла больше. У спортсменов в покое частота дыхания 8-12 циклов в минуту за счет увеличения глубины дыхания, дыхательного объема. При мышечной работе частота дыхания у пловцов до 45 циклов в минуту.

• Дыхательный объем — количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (350-800 — в покое и до 2,5 л при интенсивной физической нагрузке).

• Легочная вентиляция — объем воздуха, который проходит через легкие за 1 минуту (5-9 л — в покое, при нагрузке у спортсменов увеличивается до 25 раз).

• Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — максимальное количество воздуха, которое может выдохнуть человек после максимального вдоха. ЖЕЛ у мужчин в среднем составляет 3800-4200 мл, у женщин 3000-3500 мл. У людей с недостаточным физическим развитием, малоподвижных и имеющих заболевания эта величина меньше средней; у спортсменов может достигать 7000 мл и более у мужчин и 5000 мл и более у женщин.

• Кислородный запрос — общий запрос всех тканей тела за 1 минуту для окислительных процессов в покое или для обеспечения работы различной интенсивности.

• Потребление кислорода — количество кислорода, поглощенное организмом в течение 1 минуты. Потребление кислорода в покое составляет 0,2-0,4 л/мин. При напряженной МЫШеЧНОЙ работе достигается предел потребления кислорода — максимальное потребление кислорода (МПК), зависящее от возможностей кислород-транспортирующей функциональной системы и от утилизации его в тканях.

У физически малоподготовленных мужчин МПК составляет 2,5-3,5 л в минуту (30-45 мл в минуту на 1 кг массы тела) и у хорошо тренированных спортсменах в видах спорта, требующих развития выносливости 4,5-6,5 л в минуту (60-90 мл в минуту на 1 кг массы тела). У женщин МПК как правило, на 3096 меньше, чем у мужчин.

Систематические занятия физическими упражнениями и спортом укрепляют дыхательную мускулатуру и способствуют увеличению объема и подвижности (экскурсии) грудной клетки.

В результате целенаправленных систематических занятий физическими упражнениями объем сердца может увеличиваться в 2-3 раза, легочная вентиляция - в 20-30 раз, максимальное потребление кислорода возрастает на порядок, устойчивость к гипоксии значительно ПОВЫШаеТСЯ.

Нервная система

Нервная система осуществляет регуляцию деятельности организма посредством биоэлектрических импульсов. Основным структурным элементом нервной системы является нервная клетка или нейрон.

Нейрон представляет собой электрически возбудимую клетку, которая обрабатывает, хранит и передает информацию с помощью электрических и химических сигналов. Нейрон состоит из ядра, тела и дендритов и аксонов.

Рис. Строение нейрона

1 дендриты 2-ядро нейрона З-тело нейрона 4-аксон

Аксон представляет собой длинный отросток нейрона, который приспособлен для передачи информации и возбуждения и от тела нейрона к нейрону или от нейрона к исполнительному органу.

Дендриты— короткие и сильно разветвлённые отростки нейрона, служат главным местом для образования влияющих на нейрон возбуждающих и тормозных синапсов, которые передают возбуждение к телу нейрона. Нейрон может иметь несколько дендритов и обычно только один аксон.

Нейроны могут соединяться один с другим, формируя биологические нейронные сети. Через нейроны осуществляется передача инфорМаЦИЯ от одного участка нервной системы к другому, обмен информацией между нервной системой и различными участками тела. Основными нервными процессами, возникающими в нейронах, являются возбуждение и торможение.

Возбуждение — деятельное состояние нервных клеток, когда они передают или сами направляют нервные импульсы другим клеткам: нервным, мышечным, железистым и др.

Торможение — состояние нервных клеток, когда их активность направлена на восстановление.

Нервная система состоит из:

- центрального отдела (головной и спинной мозг),

- периферического отдела (нервов, отходящих от головного и спинного мозга и расположенных на периферии нервных узлов).

Центральная нервная система координирует деятельность различных органов и систем организма и регулирует эту деятельность в условиях изменяющейся внешней среды по механизму рефлекса. Процессы, протекающие в центральной нервной системе, лежат в основе всей психической деятельности человека.

спинной мозг лежит в спинно-мозговом канале, образованном дужками позвонков. Первый шейный позвонок — граница спинного мозга сверху, а граница внизу — второй поясничный позвонок.

Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую для нервных импульсов функции. Всевозможные травмы и заболевания спинного мозга могут приводить к расстройству болевой, температурной чувствительности, нарушению структуры сложных произвольных движений, мыШеЧНОГО тонуса.

Головной мозг представляет скопление огромного количества нервных клеток. Он состоит из переднего, промежуточного, среднего и заднего отделов. Строение головного мозга несравнимо сложнее строения любого органа человеческого тела.

• Мозг активен не только во время бодрствования, но и во время сна.

1 2 з 4

Рис. Строение спинного мозга

1-задний корешок 2-центральный канал З-серое вещество 4-передний корешок 5-белое вещество б-спинномозговая жидкость 7-спинномозговые нервы

8-нервные узлы

Мозговая ткань потребляет в 5 раз больше кислорода, чем сердце, и в 20 раз больше, чем мышцы. Составляя всего около 2 ⁰/0 массы тела человека, мозг поглощает 18-25 ⁰/0 потребляемого всем организмом кислорода. Мозг значительно превосходит другие органы и по потреблению глюкозы. Он использует 60-70 ⁰/0 глюкозы, образуемой печенью, и это несмотря на то, что мозг содержит меньше крови, чем другие органы.

1 2

Рис. Основные функции отделов головного мозга

1-точные движения 2-поведение и чувства З-речь 4-слух 5-основные движения 6-осязание 7-зрительное узнавание 8-зрение 9-равновесие и коор-

ДИНаЦИЯ

Ухудшение кровоснабжения головного мозга может быть связано с гиподинамией. В этом случае возникает головная боль различной локализации, интенсивности и продолжительности, головокружение, слабость, понижается умственная работоспособность, ухудшается память, появляется раздражительность.

Чтобы охарактеризовать изменения умственной работоспособности, используется комплекс методик, оценивающих различные ее компоненты (внимание, объем памяти и восприятия, логическое мышление).

Периферическая нервная система — условно выделяемая часть нервной системы, которая находится за пределами головного и спинного мозга, и включает в себя многочисленные нервы и сплетения, соединяя центральную нервную систему с органами тела. Мышцы, суставы, связки, внутренние органы и органы чувств отправляют по нейронам ПНС входные сигналы в ЦНС. Исходящие сигналы от центральной нервной системы, в то же время, периферическая нервная система посылает обратно к МЫИЛРМ. В отличие от ЦНС, ПНС не защищена костями и может быть подвержена воздействию механических повреждений. Саму периферическую нервную систему делят на соматическую и вегетативную.

Соматическая нервная система — часть нервной системы человека, которая представляет собой комплекс чувствительных и двигательных нервных волокон, отвечающих за возбуждение мышц, и в том числе кожи и суставов. Также она руководит координацией движений тела, получением и передачей внешних стимулов. Эта система выполняет действия, которыми человек управляет осознанно.

Вегетативная нервная система — специализированный отдел нервной системы, регулируемый корой больших полушарий. Вегетативная нервная система регулирует деятельность внутренних органов — дыхания, кровообращения, выделения, размножения, желез внутренней секреции. Вегетативная нервная система подразделяется на симпатическую и парасимпатическую системы.

Симпатическая нервная система управляет ответной реакцией на опасности или стресс, может вызвать увеличение частоты сердечных сокращений, повышение кровяного давления и возбуждение органов чувств за счет увеличения уровня адреналина в крови.

Парасимпатическая нервная система управляет состоянием покоя, и регулирует сокращение зрачков, замедление сердечного ритма, РаСШИрение кровеносных сосудов, стимуляцию пищеварительной и мочеполовой системы.

При регулярных занятиях физическими упражнениями возрастает подвижность нервных процессов в коре большого мозга, становятся более уравновешенными процессы торможения и возбуждения. В результате этого человек испытывает ощущение удовлетворения, положительно влияющее на нервную систему, что, в свою очередь, способствует улучшению деятельности всех органов и систем организма.

Рецепторы и анализаторы

Рецепторы человека делятся на две основные группы: экстеро - (внешние); интеро - (внутренние). Каждый такой рецептор является составной частью анализирующей системы, которая называется анализатором.

Анализатор состоит из трех отделов — рецептора, проводниковой части и центрального образования в головном мозге. Высшим отделом анализатора является корковый отдел. Различают: кожный анализатор (тактильная, болевая, тепловая, холодовая чувствительность); Двигательный (рецепторы в мышцах, суставах, сухожилиях и связках, определяет степень напряжения мышц, взаимное расположение звеньев тела, скорость и амплитуду движений); вестибулярный (расположен во внутреннем ухе и воспринимает положение тела в пространстве); зрительный (свет и цвет); слуховой (звук); обонятельный (запах); вкусовой (вкус); висцеральный (состояние ряда внутренних органов).

При выполнении физических упражнений всегда одновременно функционирует несколько сенсорных систем. В результате систематической физической тренировки функции многих анализаторов улучшаются.

Данные о состоянии анализаторов используется для характеристики уровня тренированности спортсменов, определения степени утомления..

Система пищеварения и выделения

Пищеварительная система состоит из ротовой полости, слюнНЫХ желез, глотки, пищевода, желуДка, тонкого и толстого кишечника, печени и поджелудочной железы. В этих органах пища механически и химически обрабатывается, перевариваются поступающие в организм пищевые вещества и всасываются продукты пищеварения.

Для эффективного переваривания пищи большое значение имеет выделение оптимального количества пищеварительных соков и активность маятниковообразных (перемешивающих) пищу и перистальтических (передвигающих пищу) движений желудка и кишечника.

з 4

611

712

Рис. Пищеварительная система человека

1-глотка 2-пищевод З-диаграгма 4-печень 5-желчный пузырь

6-толстый кишечник 7-аппендикс 8-слюнные железы 9-желудок 1 О-поджелудочная железа 11-токий кишечник 12-прямая кишка

Основными функциями желудочно-кишечного тракта являются:

1. Моторная или Двигательная функция, которая осуществляется мускулатурой пищеварительного аппарата и заключается в жевании, глотании, передвижении пищи по пищеварительному тракту и удалении из организма непереваренных остатков.

2. Секреторная функция заключается в выработке железистыми клетками пищеварительных соков: слюны, желудочного, поджелудочного, кишечного соков и желчи.

З. Инкреторная функция связана с образованием в пищеварительном тракте ряда гормонов, которые оказывают специфическое воздействие на процесс пищеварения.

4. Экскреторная функция пищеварительного аппарата обеспечивается выделением пищеварительными железами в полость желудочнокишечного тракта продуктов обмена (мочевины, аммиака, желчных пигментов), воды, солей тяжелых металлов, лекарственных веществ, которые затем удаляются из организма.

5. Всасывательная функция осуществляется слизистой оболочкой желудка и кишечника.

Процесс пищеварения происходит в полости рта, желудке, двенадцатиперстной кишке, тонком и толстом кишечнике.

Систематическая физическая тренировка, повышая обмен веществ и энергии, увеличивает потребность организма в питательных веществах, стимулирует выделение пищеварительных соков, активизирует перистальтику кишечника и тем самым повышает эффективность процессов пищеварения.

Однако при напряженной мышечной работе происходит торможение пищевых центров в центральной нервной системе, уменьшается кровоснабжение органов пищеварения и пищеварительных желез в связи с оттоком крови к работающим мышцам. Это угнетает работу органов пищеварения. Кроме этого, наполненный желудок поднимает диафрагму, что затрудняет деятельность органов дыхания и кровообращения. Поэтому прием пищи следует производить в оптимальных количествах за 1,5-2,5 часа до физических нагрузок.

Тренироваться или участвовать в соревнованиях нежелательно натощак, так как длительная работа в этих условиях приводит к истощению углеводных запасов организма и может даже стать причиной голодных обмороков.

В любом случае несоблюдение требуемых интервалов между употреблением пищи и тренировкой ведет к снижению работоспособности, а нерегулярное питание ухудшает пищеварение и способствует развитию желудочно-кишечных заболеваний.

Выделительную систему образуют почки, мочеточники и мочевой пузырь, которые обеспечивают выделение из организма с мочой вредных продуктов обмена веществ (до 7596).

Кроме того, некоторые продукты обмена выделяются через кожу (с секретом потовых, сальных и слезных желез), легкие (с выдыхаемым воздухом) и через желудочно-кишечный тракт.

С помощью почек в организме поддерживается кислотно-щелочное равновесие (рН), необходимый объем воды и солей, стабильное осмотическое давление (т.е. гомеостаз).

У людей занимающихся физическими упражнениями лучше работает печень: активизируется выработка ферментов и других важных биологически активных веществ, ускоряется очистка организма от шлаков, образующихся в процессе жизнедеятельности, улучшается функция почек (усиливается выделение продуктов распада мочевыводящими путями) и поджелудочной железы, вырабатывающей инсулин - гормон, регулирующий углеводный обмен.

При низкой физической активности количество сахара в крови увеличивается из-за недостаточного его использования.

Эндокринная система

Железы внутренней секреции, расположены в разных частях организма и имеют разнообразную морфологическую структуру. К ним относятся: передний гипоталамус, эпифиз, гипофиз, надпочечники, поджелудочная железе, мужские и женские половые железы, плацента.

Все железы внутренней секреции вырабатывают и выделяют непосредственно в кровь одно или несколько специфических, биологически активных веществ, которые называются гормонами.

Основная роль гормонов заключается в регулировании процессов обмена веществ и роста, умственного, физического и полового развития, в обеспечении приспособления человека к меняющимся условиям внутренней и внешней среды.

Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 80; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!