Глава 6. Спортивная морфология
Спортивная морфология рассматривает вопросы об изменениях организма в процессе спортивной подготовки; изучается морфо-функциональные закономерности адаптации организма к различным факторам внешней среды, в том числе и к спортивной деятельности; раскрывается вопросы о значении размеров тела, их пропорций и конституциональных особенностей человека для спортивных достижений по основным спортивным специализациям. В общебиологическом плане в спортивной морфологии организм человека рассматривают как сложно устроенную, целостную, самообновляющуюся и саморегулирующуюся систему. Поэтому много внимания уделяется вопросам биологического регулирования в системе «организм – окружающая среда».
Истоки спортивной морфологии уходят в далекое прошлое. Уже древние греки имели представление о характере влияния физических упражнений на организм человека и о морфологических особенностях спортсменов, занимающихся определенными видами спорта. Так, Флавий-мл. (III в. н.э.) описал некоторые особенности формы тела спортсменов, которые могли обеспечить победу на олимпийских играх.
Спорт является мощным фактором, влияющим на биологическую и социальную природу человека. Для объяснения морфологических изменений в организме под влиянием спортивной деятельности есть, казалось бы, простая причинно-следственная связь: физическая нагрузка Þ рабочая гипертрофия Þ увеличение мышечной массы. Внимание тренеров порой направлено лишь на достижение результата, причем любой ценой конечного результата (наращивания мышечной массы, а вместе с ней и силовых качеств). При этом не учитывается тот факт, что в перестройку вовлекаются не только мышцы, но и все другие органы и системы в организме человека. Между причиной (физической нагрузкой) и следствием (наращиванием мышечной массы) стоит сложная цепь последовательных взаимных приспособлений систем организма к меняющимся функциональным отношениям. Не учитывать этой особенности – значит, не уметь управлять основными процессами, происходящими в организме.
|
|
6.1 Организм человека как функциональная система
В основе жизнедеятельности любого организма лежит рефлекторный принцип его реагирования на внешние воздействия. На организм со стороны внешней среды действует какое-то раздражение, вызывающее некоторую ответную реакцию. Ответная реакция организма изменяет окружающую его внешнюю среду. При повторном раздражении предшествующая реакция организма автоматически учитывается. Организм постоянно получает информацию о том, как выполняется то или иное действие. Так формируется канал обратной связи, позволяющий организму постоянно корректировать свою собственную деятельность относительно предшествующих реакций.
|
|
На примере механизма управления мышечной деятельностью можно проследить все структурные элементы прямых и обратных связей мышечных волокон с нервной системой. Управляющие команды, поступающие с мотонейронов спинного мозга к мышцам, достигают их по нервным волокнам, которые идут вначале в составе передних корешков спинного мозга, а затем в составе периферических нервов – это прямая связь двигательного аппарата с ЦНС. Однако для формирования определенной двигательной реакции организма ЦНС необходима информация о готовности двигательного аппарата к ее выполнению. Эта информация поступает к нервной системе по каналу обратной связи, в качестве которого используются чувствительные нервные проводники. ЦНС связана со всеми органами с помощью прямых (эфферентных) и обратных (афферентных) связей, благодаря чему становится возможной согласованная работа внутренних органов. В качестве прямой и обратной связей в организме используются не только нервные элементы, но и гуморальная и эндокринная системы.
Организм человека устроен чрезвычайно сложно и включает в себя множество структурных подразделений, начиная от клетки и заканчивая целым организмом. В 30-х гг. ХХ в. П.К. Анохиным была сформулирована идея о том, что живой организм представляет собой функциональную систему, т.е., динамическое объединение частей организма, которое направлено на получение полезного результата действия.
|
|
С этой точки зрения каждое движение человека, в том числе и движение спортсмена, можно рассматривать как результат объединения большого количества различных морфологических элементов: костей, связочно-суставного аппарата, мышц, элементов кровеносной и нервной систем, направленного на достижение определенного двигательного эффекта. Каждая из перечисленных структур выполняет в двигательном акте определенную функцию. Функциональную систему можно выделить на любом уровне: клеточном, тканевом, органном, организменном. Отсюда становится понятным многостороннее влияние физических упражнений и спорта на организм человека. Выполнение движений неизбежно отражается на состоянии костей, их соединений, мышц, внутренних органов, т.е., и на системах исполнения, и на системах обеспечения.
6.2 Адаптация и ее морфологические проявления в организме спортсменов
|
|
Как уже говорилось, под влиянием занятий спортом в системах организма происходят прогрессивные морфологические изменения, которые обеспечивают приспособленность организма спортсмена к высоким тренировочным и соревновательным нагрузкам. Важнейшим свойством любого организма является поддержание постоянства его внутренней среды – гомеостаза. Несмотря на то, что все клетки и ткани постоянно обновляются в процессе жизни, тканевый состав органов остается постоянным.
Для обеспечения этой стабильности эволюция избрала принцип избыточной организации, что выражается в дублировании органов и процессов в организме. Обычно в нормальных условиях для обслуживания организма достаточно одного из них. Человек может обходиться одной почкой, одним легким, может жить, потеряв 1/3 крови. Избыточность организации страхует организм от случайностей. Прочность организма намного выше, чем ему действительно требуется, а предел физических возможностей организма не исчерпывается в обычных ситуациях, он рассчитан и на предельные нагрузки.
В процессе эволюции сформировалось большое количество приспособительных реакций и механизмов, обеспечивающих способность реагировать на изменения внешней среды и поддерживать постоянство внутренней, которые можно объединить общим термином – адаптация.
Под адаптацией понимают те приспособительные изменения в организме, которые отражают расширение его функциональных возможностей, увеличение работоспособности, повышение сопротивления внешним воздействиям. Каждому органу, каждой функциональной системе присущи собственные ритмы и диапазоны приспособляемости.
Морфо-функциональные изменения, происходящие в организме в процессе мышечной деятельности, существенны и выражаются в основном в гипертрофии поперечно-полосатых мышц при силовых нагрузках, в преобразовании конструкции мышцы, как органа, в морфологической перестройке костей, сердечно-сосудистой системы и т.п. Адаптационные изменения в двигательном аппарате спортсмена неодинаковы. В зависимости от особенностей вида спорта, длительности занятий или уровня мастерства эти изменения носят тотальный (общий) или локальный (местный) характер. Обычно локальные изменения имеют место там, где в наибольшей мере действует нагрузка и где она проявляется специфически. На первой стадии адаптации приспособление идет на функциональном уровне, а морфологические изменения незначительны и носят полиморфный характер. Вторая стадия соответствует такому состоянию систем, при котором наряду с гиперфункцией имеет место выраженная морфологическая перестройка органов.
Компенсаторно-приспособительные процессы, с морфологической точки зрения могут быть 2 видов: атрофией и гипертрофией.
Атрофия представляет собой процесс, характеризующийся уменьшением объема и размеров органа, качественными изменениями клеточных элементов, приводящими к их гибели. Атрофия обычно сопровождает патологические процессы в организме человека.
Гипертрофией называют увеличение массы функциональных единиц органа, сопровождающееся интенсификацией его функций. Гипертрофия характеризуется увеличением объема и веса органа, объема клеточных элементов, а в некоторых случаях и увеличением количества клеток органа – гиперплазией. Истинная гипертрофия затрагивает перестройку клеток, выполняющих специфическую для органа функцию (это мышечные волокна для мышц, остеоциты – для костей). Ложная гипертрофия часто протекает по типу замещения паренхиматозных клеток соединительной тканью и обычно сопутствует атрофии.
Усиление функциональной активности органов двигательного аппарата и систем обеспечения, наблюдаемое при повышенной мышечной работе, связано с возрастанием энергетических затрат организма: энергозатрат → расщепление белково-липидных комплексов клеточной протоплазмы до мелких, легко окисляемых молекул → осмотического давления и ацидоз → набухание клеточной протоплазмы и ¯ концентрации структурных элементов цитоплазмы → гиперемия и включаются механизмы авторегуляции → внутриклеточные структуры ориентируются на синтез новых структур (если функции «стало тесно» в данной структуре ® активация синтеза с последующим увеличением массы структур).
Если объем и поверхность гипертрофированной клетки не удовлетворяют нарастающим потребностям в газообмене и метаболизме, то за ресинтезом ДНК клетка делится. Это восстанавливает нормальные соотношения между объемом и поверхностью. Если клетка не способна к делению, то она может наращивать свой внутриклеточный материал, как это имеет место в мышечных волокнах.
6.3 Структурные изменения в различных системах организма под влиянием физических нагрузок
Изменения в костной системе
Скелет человека обладает разнообразием функций, удивительно легок, прочен и надежен, обладает большой пластичностью и способностью к перестройке при изменяющихся условиях внешней и внутренней среды. Установлено, что в организме ежедневно обменивается от 10 до 20% минеральных веществ костной ткани. В течение 50 дней обменивается 29 % фосфора эпифизов бедренной и большеберцовой костей, почти ½ минеральных веществ лопатки и полное обновление фосфатидов костного мозга. Не вызывают сомнений факты количественной и качественной структур костной ткани у спортсменов, систематически переносящих большие нагрузки. Под влиянием занятий спортом, помимо прогрессивных изменений, увеличивающих его прочность и надежность, могут появляться предпатологические и патологические изменения в виде костных выступов – остеофитов, участков разрежения костной ткани, характеризующие состояние перетренированности организма.
Адаптационные изменения в костной ткани у спортсменов происходят на разных уровнях – от клеток до систем.
На молекулярном уровне в костной ткани констатируется повышенный синтез белков, ферментов и других органических веществ, усиливается отложение неорганических веществ. Степень этого увеличения находится в прямой зависимости от степени физической нагрузки – чем она интенсивнее, тем большее количество веществ определяется в костях.
На тканевом уровне отмечается повышенная остеонизация костной ткани, характеризующаяся образованием новых остеонов с большим количеством новых костных пластин, значительно более упругих и обладающих достаточным запасом прочности, разрушением старых остеонов. Таким образом, все клеточные элементы ткани оказываются задействованы в процессе ее перестройки.
На органном уровне во всех костях скелета отмечаются изменения химического состава, изменения формы и внутреннего строения, изменения роста и сроков окостенения. Химический состав изменяется в сторону увеличения содержания неорганических веществ, что сопровождается увеличением плотности костной ткани. Форма костей значительно изменяется в связи с повышенной мышечной деятельностью (табл. 12). В местах прикрепления мышц образуются гребни, бугры, шероховатости - они тем больше, чем сильнее развиты мышцы.
Таблица 12
Изменения формы некоторых костей под влиянием спортивной специализации
Вид спорта | Изменения костей |
Штанга | Ключица утолщается, подмышечный край лопатки становится неровным. Меняется изгиб диафиза лучевой кости, позвонки приобретают клиновидную форму с клином, суживающимся кпереди |
Плавание | Гипертрофия дельтовидной мышцы вызывает увеличение диафиза плечевой кости, сглаживание хирургической шейки, Позвонки приобретают 4-угольную форму |
Гребля на байдарке | Слабо выражена шейка лучевой кости в результате усиления бугристости, где прикрепляется двуглавая мышца плеча; позвонки клиновидные, как у штангистов |
Гимнастика | Кости запястья угловатой формы. |
Художественная гимнастика, фехтование, метание молота | Ладьевидная и полулунная кости приобретают округлую форму. |
Легкая атлетика, игры, гимнастика, лыжи, прыжки в воду | Изменения в форме вертлужной впадины на тазовой кости. |
Метание диска | Утолщение дистального конца диафиза бедра |
Бег | Утолщение большеберцовой кости в обл. ее бугристости и малоберцовой – в обл. ее головки. |
Хоккей, борьба | Увеличение ширины проксимальных эпифизов костей голени, у борцов – клиновидные позвонки, с клином, суживающимся кзади |
Морфологические изменения в костной ткани. Надкостница в процессе занятий спортом сильно утолщается вследствие повышенной функции ее внутреннего, или костеобразующего слоя. Компактное вещество утолщается. Симметричное утолщение на костях конечностей отмечается у пловцов, бегунов, штангистов, конькобежцев и футболистов. Асимметричные изменения, связанные с неодинаковыми нагрузками на верхние конечности, наблюдаются у теннисистов и метателей, но в разных сегментах. У фехтовальщиков, например, рабочая гипертрофия развивается на верхней правой конечности в области плечевой и 1-й пястной костей, а на нижней конечности в области бугра пяточной кости – в связи с выпадами и ударами пяткой об опорную поверхность. У боксеров асимметричные изменения наблюдают в костях кисти, особенно в головках пястных костей. У легкоатлетов-прыгунов происходит перестройка компактного вещества в костях преимущественно толчковой ноги, разница в поперечных диаметрах соотв. костей может достигать 1-5мм.
У стрелков из винтовки не обнаруживаются какие-либо заметные изменения в плечевой кости и костях кисти, но изменения локализуются в костях предплечья. А у стрелков из пистолета основную нагрузку несет правая конечность, удерживающая оружие, и изменения наблюдаются во всех звеньях рабочей конечности.
Рассматривая костную систему на уровне целостного организма, можно констатировать, что все адаптационные изменения в ней протекают как благоприятные, и носят характер рабочей гипертрофии. У юных спортсменов рабочая гипертрофия отмечается через 6-7 мес. после начала тренировок, а у спортсменов среднего и старшего возраста – через 1-1,5 года. Общие адаптационные изменения происходят во всех костях скелета, а локальные – в наиболее нагруженных его отделах. При снятии физической нагрузки наблюдалось обратное развитие рабочей гипертрофии.
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 649; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!