Методична розробка для позааудиторної самостійної роботи студентів з основи біологічної фізики та медична апаратура.

Тема. Антропометричні та мас-інерційні характеристики людини

Курс 2

Відділення сестринська справа

Кількість навчальних годин 2

АКТУАЛЬНІСТЬ ТЕМИ

У своїй професійній діяльності кожна людина виконує певні рухи, наприклад, пов'язані з перенесенням вантажу, натисканням на важелі, тумблери, переміщенням тіла у просторі тощо. Робочий рух — це результат дії складного апарату опори та руху, який охоплює групи м'язів, суглоби, сухожилки, провідникову частину рухового аналізатора, відповідні рухові центри ЦНС. Рухи викликають зміни в ССС, ДС, системі крові. Кожний, навіть найпростіший, робочий рух здійснюється за фізичними законами. При цьому поняття кістки, м'яза відповідає поняттю важеля, сили, а самі рухи розглядають з позицій законів механіки. При розрахунку механічних змінних, які характеризують рух частин тіла, використовують уявлення про систему, яка складається з шарнірних ланок і центрів обертання у місцях суглобових поверхонь і ланок важелів у вигляді кісткових сегментів.

Цілеспрямованість та організованість рухів тіла людини і його частин досягаються розподілом зусиль у різних м'язах та їх групах; ЦНС належить координаційна роль.

Біомеханіка, яка вивчає фізіологічні та фізичні закономірності рухів людини, використовує дані механіки, анатомії та фізіології.

НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ

Знати:

- антропометричні характеристики людини;

- мас-інерційні характеристики людини.

Вміти:

• визначати антропометричні показники;

• вимірювати соматометричні ознаки;

• визначати соматоскопічні ознаки.

ОСНОВНІ БАЗОВІ ЗНАННЯ, ВМІННЯ, НАВИЧКИ (МІЖДИСЦИПЛІНАРНА ІНТЕГРАЦІЯ):

Дисципліна	Знати	Вміти
Наступні дисципліни ОСС, медсестринство в терапії, хірургії, педіатрії, акушерстві та гінекології	антропометричні показників; соматометричні ознаки; соматоскопічні ознаки; мас-інерційні характеристики людини.	Визначати антропометричні показників; Вимірювати соматометричні ознаки; Визначати соматоскопічні ознаки.

ЗМІСТ ТЕМИ

«Антропометричні та мас-інерційні характеристики людини»

Антропоме́трія - один з основних методів антропологічного дослідження, який полягає у вимірюванні тіла людини та його частин з метою встановлення вікових, статевих, расових та ін. особливостей фізичної будови. Антропометрія-розділ науки на стику:антропологія, прикладна математика, геометрія, медицина.

До антропометричних показників належать соматометричні та соматоскопічні ознаки. Із соматометричних визначають довжину, масу тіла й окружність грудної клітки, із стоматоскопічних – стан підшкірної жирової клітковини, розвиненість (надмірна, помірна, недостатня), розподіленість (рівномірна, нерівномірна), в яких місцях найбільші відкладення жиру, розвиненість м ‘язової системи, форми хребта, грудної клітки, форми ніг, площа опори стіп, постави, роз­виненість статевого дозрівання за вторинними ознаками: у чоловіків (хлопчиків) — оволосіння на лобку, розвиток статевого члена, яєчок, у жінок (дівчат) — оволосіння на лобку, розвиток молочних залоз.

Геометрією мас називається розподіл мас між ланками тіла і всередині ланок. Геометрія мас кількісно описується мас-інерційними характеристиками. Найважливіші з них - маса, радіус інерції, момент інерції і координати центру мас.

Потреба в антропометричних дослідженнях зумовлюється великою мінливістю розмірів тіла людини. Межі коливання розмірів людей однієї групи, як правило, заходять за межі коливань розмірів людей іншої групи. Це т. з. трансгресивна мінливість, яка зумовлює необхідність кількісних визначень. Результати антропометричних вимірів порівнюються за спеціально розробленими правилами, що ґрунтуються на принципах варіаційної статистики.

Для антропологічних досліджень користуються спеціальними інструментами: товстотним, ковзним і координатним циркулями, мандибулометром, металевим складаним антропометром Мартіна, спеціальними остеологія, дошками.

Зібрані в процесі антропометричного обстеження дані піддають варіаційно-статистичній обробці і оформляють у вигляді таблиць, графіків і схем.

Антропометричні методи мають велике значення в прикладній антропології; до широкого впровадження ідентифікації за відбитками пальців антропометрія використовувалась в криміналістиці для ідентифікації людей (так званий «Бетрильонаж»).

Масовість антропометричних досліджень дозволяє оцінювати і порівнювати мінливість ознак різних расових, вікових, професійних, статевих груп на основі вимірів великого числа індивідуумів.

На антропометричних матеріалах засновані також стандартизація предметів масового виробництва (одяг, взуття) і раціональний пристрій робочих місць.

Антропометричний метод дослідження

Цим методом можна вимірювати тотальні і парціальні розміри тіла. До тотальних відносять ріст, вагу тіла, обвід та екскурсію грудної клітки. Парціальні розміри - це розміри окремих частин тіла, наприклад, довжина плеча чи кисті, обвід стегна, тощо.

Розміри тіла поділяють також на поздовжні, поперечні та обводи. До поздовжніх відноситься довжина тіла стоячи, сидячи, довжина голови та шиї, тулуба, верхньої та нижньої кінцівок і їх частин.

Поперечні розміри тіла - це діаметри грудної клітки, акроміальний, тазовогребеневий.

Антропометричні точки

При антропометричних вимірюваннях як орієнтири використовують основні антропометричні точки, які визначають за виступами кісток, хрящів, а також за постійними складками шкіри.

1. Верхівкова - найвища точка тім"яної кістки за прямого положення голови,

2. Верхньогрудинна - найглибша точка яремної вирізки грудини,

3. Нижньогрудинна - при основі мечоподібного відростка грудини,

4. Акроміальна (плечова) - найбільш виступаюча вбік точка акроміального відростка лопатки,

5. Променева - найвища точка головки променевої кістки

6. Шилоподібна - найнижча точка на шилоподібному відростку променевої кістки,

7. Пальцева - найнижча точка на м"якоті дистальної фаланги 3-го пальця кисті,

8. Лобкова - найвища точка лобкового симфізу,

9. Верхньогомілкова внутрішня - найвища точка медіального виростка великоголімкової кістки,

10. Нижньогомілкова - найнижча точка медіальної кісточки,

11. П"яткова - найбільш виступаюча назад точка п"яткової кістки,

12. Кінцева - найбільш виступаюча вперед точка на м"якоті дистальної фаланги 1-го або 2-го пальця стопи.

Вимірювання поздовжніх розмірів тіла

1. Вимірювання висоти розміщення над опорою антропометричних точок антропометром.

2. Розрахунок поздовжніх розмірів тіла шляхом поступового віднімання висоти різних точок.

Подовжні розміри тіла включають: довжину тіла (ріст) (вимірюється від висоти верхівкової точки над площею опори); довжину тулуба (визначається різницею висот верхньогрудинної і лобкової точок); довжину верхньої кінцівки (визначають з урахуванням різниці висот акроміальної та пальцевої точок); довжину плеча – різниця висот плечової і променевої точок (визначається як проекційна відстань між акроміальною та променевою точками); довжина передпліччя (різниця висот променевої та шиловидної точок); довжину кисті (різниця висот шиловидної та пальцевої точок); довжину нижньої кінцівки (обчисляють як напівсуму висот передньої клубово-остистої і лобкової точок); довжину стегна (довжина нижньої кінцівки за відрахуванням висоти верхньогомілкової точки); довжину гомілки (обчисляють як різницю висот верхньогомілкової та нижньогомілкової точок); довжину стопи (відстань між п'ятковою і кінцевою точками); ширину стопи (відстань між плюсневими точками); ширину кисті (відстань по прямій лінії між голівками 2-ї та 5-ї п'ясткових кісток).

Ріст — це процес збільшення кількості та розмірів клітин органів і тканин організму. Динаміка росту змінюється залежно від вікового періоду і визначається на молекулярному і клітинному рівні швидкіс­тю синтезу білка та поділу клітин.

Вимірювання зросту є одним із методів антропометрії. Довжину тіла дітей до двох років вимірюють за допомогою горизонтального зростоміра. Довжину тіла дітей від двох років і старших вимірюють де­рев’яним зростоміром – вертикально поставленою двометровою план­кою 15 см завширшки. Унизу вона закінчується площиною розміром 70×70 сантиметрів. На планку-шкалу нанесено сантиметрові поділки. Уздовж по шкалі вільно пересувається перпендикулярно прикріплена планшетка. Для вимірювання зросту людина стає на площину прямо, спиною до шкали, торкаючись її потилицею, лопатками, сідницями і п’ятами. Коліна при цьому розігнуті, п’яти прилягають одна до одної, голова фіксується так, щоб зовнішні кути очей і слухових ходів були на одній горизонтальній лінії. Рухому планшетку щільно присувають до верхівки голови. Значення фіксують за нижнім краєм планшетки. Зріст ліпше вимірювати вранці, тому що увечері він звичайно зменшу­ється на 1,0-1,5 см, що пов’язано з ущільненням міжхребцевих дисків під дією сили тяжіння.

Маса тіла- також антропометричний показник. її визначають зва­жуванням і використовують для оцінки фізичного розвитку, живлення та стану здоров’я людини. Для зважування дітей і дорослих застосо­вують медичні ваги. Масу тіла визначають з точністю до 100 грамів. Для об’єктивної оцінки маси тіла отриманий показник порівнюють із даними періодично поновлюваних антропометричних таблиць.

Відкладення жиру (розвиток підшкірної жирової клітковини) має три ступені: малий, середній і великий. Відкладення жиру вважають малим, якщо видно контур кісток плечового пояса, лопаток, відтяг­нута на животі складка шкіри із підшкірної клітковиною дуже тонка, помітні міжреберні проміжки. При великому відкладенні жиру вира­жені великі складки на животі, спині, стегнах, при середньому – згалужений рельєф кісток, ребер не видно. Різке виснаження або значне відкладення жиру (вище за вказані норми) є патологічним відхиленням у розвитку.

Мускулатуру оцінюють також за трьома ступенями: малим, або слабким, середнім та сильним, або добрим. Ураховують загальний роз­виток м’язової тканини – її кількість і тонус. При слабкій мускулатурі об’єм м’язів незначний. Тонус в’ялий. При сильній рельєф усіх м’язів дуже добре виражений, вони пружні, тверді на дотик, особливо при на­пруженні. Проміжну стадію називають середньою мускулатурою.

Кістяк людини характеризує масивність її фігури, кремезність, ширину плечей, суглобів. Розрізняють три типи кістяка: тонкий (вузь­кі плечі і грудна клітка, малі розміри кісток рук і ступнів); кремезний, широкий кістяк вважають вищим за середній; проміжний між ними – середній.

Форми грудної клітки. Розрізняють найчастіше такі: циліндрич­ну, конічну і плоску. При циліндричній формі грудна клітка спереду і збоку має вигляд рівномірно розвинутої у верхньому і нижньому відді­лах, нижні ребра мають середній нахил, підгрудний кут заокруглений, середньої величини.

Нижня частина грудної клітки конічної форми порівняно з верх­ньою ширша і виступає вперед; нижні ребра з малим нахилом; підгруд­ний кут великий, широкий.

Плоска грудна клітка звичайно подовжена, сплюснута; нижні ребра з великим нахилом; підгрудний кут звужений. У молодшому шкільному віці (від 7 до 12 років) найчастіше трапляються зміша­ні форми, іноді – бочкоподібні. Бувають також деформації: куряча і лійкоподібна грудні клітки. Найчастіше вони виникають як наслідок рахіту. Лійкоподібна грудна клітка особливо сприяє порушенню екс­курсії діафрагми і грудної клітки при диханні, погіршує легеневу вен­тиляцію.

Лопатки за розташуванням бувають: нормальні (прилягають); крилоподібна (злегка або сильно відстають); паралельні або такі, що розходяться; симетричні або асиметричні (розташовані на одному або на різних рівнях).

Для оцінки фізичного розвитку людини, особливо дитини, вели­ке значення має вимірювання окружності грудної клітки. Для цього користуються сантиметровою стрічкою, яку дітям після двох років і чоловікам накладають так, щоб ззаду вона проходила під кутом ло­паток, а спереду по VI ребру (під сосками у чоловіків).

Хребет буває нормальним або з викривленнями (лордоз, кіфоз). Нормальний хребет має чотири помірних вигини: шийний і попере­ковий згини повернені опуклістю вперед (лордоз), грудний і крижовий – назад (кіфоз). При лордозі хребта характерна мала шийна кривиз­на і сильно виражена поперекова; при кіфозі різко виражені грудна і крижова кривизни. При скривленні хребта вбік виникає сколіоз, що звичайно пов’язано з неправильним положенням тіла під час сидіння за партою, захворюванням на рахіт.

Постава — це звична поза під час сидіння, стояння, ходіння. Правильною вважають поставу, при якій усі згини хребта рівномірно й помірно виражені, голова пряма, плечі, лопатки й гребені клубових кісток розташовані на одній лінії. Постава виробляється під час рос­ту, фізичного розвитку і виховання в дітей навичок дотримання правильної пози. При неправильній поставі голова висунута вперед, живіт випнутий, грудна клітка приплюснута, плечі зведені вперед, а груди запалі, ноги зігнуті в колінних суглобах. До найпоширеніших пору­шень постави й деформацій хребта належать млява постава, плоска та сутула спина.

Для млявої постави характерні різко виражені шийні та грудні вигини хребта. Голова при цьому опущена, плечі зсунуті вперед, груд­на клітка запала, лопатки відстають від спини, живіт виступає вперед, ноги в колінних суглобах злегка зігнуті.

При плоскій спині зменшені всі вигини хребта, плечі опущені вниз і злегка вигинаються вперед, живіт випнутий (особливо в нижній час­тині). При сутулій спині особливо сильно розвинений грудний вигин хребта, плечі трохи звисають вперед, зменшена поперекова кривизна, сильно випнутий живіт.

Форму ніг визначають залежно від направлення осі стегна і гоміл­ки. Розрізнять три форми ніг: прямі (звичайні), Х-подібні та О-подібні.

Ногам, які мають О-подібну форму, властивий дугоподібний ви­гин гомілок; вісь стегна і вісь гомілок утворює кут, відкритий усере­дину. При зімкнутих п’ятах коліна не змикаються, вони розсунуті.

Форма стопи. Стопа бере участь у механізмі опори і переміщення. За формою стопи бувають нормальні, сплощені та плоскі

ОРІЄНТОВНА КАРТА ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ З ЛІТЕРАТУРОЮ З ТЕМИ

Основні завдання	Вказівки	Відповіді
Дайте відповіді на запитання (письмово)	В чому полягає суть антропометричного методу дослідження? Назвіть які ознаки відносяться до соматометричних ознак? Соматоскопічних ознаки? Перелічіть мас-інерційні характеристики людини. Що називають інертністю тіла? Що таке маса тіла? У чому полягає відмінність між вагою й масою тіла? Що називають імпульсом тіла?	ЗМІСТ ТЕМИ «Антропометричні та мас-інерційні характеристики людини» Ст..23.[1] Ст..27.[1] Ст..37.[1]

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА:

1. Шевченко А.Ф. Основи медичної і біологічної фізики. — К.: Медицина, 2008. ст.341-357, 417-424.

2. Доброва В.І., Тіманюк В.О. Біофізика та медична апаратура. — К., 2006. ст. 182-185.

3. Посудін Ю.І. Лабораторний практикум і збірник задач із дисципліни «Фізика з основами біофізики»: Навчальний посібник.-К.:Арістей, 2004. ст.19-25

4. Яковенко Н.П. Фізіотерапія: / Н.П. Яковенко, В.Б.Самойленко.-К.:ВСВ «Медицина», 2011. ст.136-144.

МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА ДЛЯ ПОЗААУДИТОРНОЇ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ З основи біологічної фізики та медична апаратура.

Тема. М’язи. Робота м’язів

Курс 2

Відділення сестринська справа

Кількість навчальних годин 2

АКТУАЛЬНІСТЬ ТЕМИ

Знання біофізичних основ м’язового скорочення і механічних властивостей м’язів допомагає вивчати механізми дії цілого ряду лікарських препаратів, в тому числі, спазмолітичних, а також препаратів, що стимулюють м’язову діяльність, наприклад, скорочення серцевого м’язу.

НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ

Знати:

Особливості механіки м’язової тканини.

Вміти:

Визначити фізичні характеристики роботи м’язу

Розв’язувати типові задачі

ОСНОВНІ БАЗОВІ ЗНАННЯ, ВМІННЯ, НАВИЧКИ

(МІЖДИСЦИПЛІНАРНА ІНТЕГРАЦІЯ):

Дисципліна	Знати	Вміти
Попередня дисципліна Курс фізики в обсязі програми для загальноосвітньої школи	Поняття сили, швидкості, роботи, коефіцієнта корисної дії, кількості теплоти.	Розв’язувати задачі на заходження сили, роботи, коефіцієнта корисної дії.
Наступні дисципліни Анатомія, медсестринство в хірургії	Сила м’язів, робота м’язів	Пояснити фізичні властивості м’язів, різницю між динамічною та статичною роботою м’язів.

ЗМІСТ ТЕМИ:

Сила м’язів, робота м’язів

М'яз, як і всі інші органи, має складну будову. До його складу входить кілька тканин. Основу скелетного м'яза становить посмугована м'язова тканина.

Скорочуючись, м'яз стає коротшим і товщим, при цьому він виконує певну механічну роботу. Величина виконуваної роботи залежить від сили його скорочення і довжини, на яку м'яз коротшає.

Сила м'яза пропорційна кількості м'язових волокон, з яких він побудований, а точніше — площі поперечного перерізу всіх м'язових волокон м'яза.

Практично, чим товщий м'яз, тим він сильніший. Довжина, на яку м'яз може зменшуватись (або висота, на яку м'яз підіймає вантаж), залежить від загальної довжини м'яза.

Скелетні м'язи, перекидаючись через суглоб, а іноді через два і більше суглобів, прикріплюються своїми кінцями до різних кісток. Вкорочення м'яза під час скорочення супроводжується зближенням його кінців і кісток, до яких прикріплений м'яз. При цьому кістки й суглоби, в яких здійснюється рух кістки, виконують функцію важелів.

У здійсненні кожного руху бере участь, як правило, кілька груп м'язів, причому м'язи однієї групи, наприклад передні м'язи плеча, скорочуються, а м'язи протилежної групи (задні) в цей час розслабляються. Завдяки одночасному скороченню і розслабленню протилежних груп м'язів забезпечується плавність рухів. М'язи, що виконують одну й ту саму роботу — один і той самий рух у певному суглобі, називають синергістами, а м'язи, що діють у протилежних напрямках, — антагоністами. Наприклад, усі м'язи, які здійснюють згинання плечового суглоба, складатимуть групу синергістів цього руху, синергістами між собою будуть і м'язи, що зумовлюють розгинання цього суглоба. Однак ці дві групи м'язів — згиначі і розгиначі — одна відносно одної будуть антагоністами. Антагоністична дія м'язів — важливе пристосування в роботі рухового апарату. Під час кожного руху напружуються не лише м'язи, що його здійснюють, а й їхні антагоністи, протидіючи тязі і тим самим надаючи рухові точності й плавності.

Узгоджене чергування скорочення і розслаблення різних груп м'язів та координація всіх рухів здійснюються нервовою системою і мають рефлекторний характер. Якщо ми, наприклад, наступили на щонебудь гостре або доторкнулись до чогось гарячого, то руку чи ногу ми відсмикнемо ще до того, як виникне відчуття болю. Гаряче тіло або колючий предмет подразнюють рецептори шкіри. Збудження, що виникло в них, по доцентрових нервових волокнах передається в центральну нервову систему, де відбувається передавання збудження на відцентровий нейрон, і до м'яза надходить імпульс, який викликає його скорочення і відсмикування ноги чи руки. В той же час у м'язах антагоністах виникає гальмування, і вони розслабляються. Інколи м'язизгиначі і м'язирозгиначі можуть одночасно перебувати в розслабленому (рука вільно провисає вздовж тіла) або скороченому (рука зафіксована зігнутою в ліктьовому суглобі) стані.

Часто м'язові рефлекси виникають у відповідь на подразнення рецепторів, що містяться в самих м'язах або сухожилках. Прикладом може бути колінний рефлекс. Складні дії нашого повсякденного життя, наприклад ходіння, здійснюються внаслідок узгодженої дії не окремого органа, а цілої групи органів опорно-рухового апарату, що зумовлено регулювальною функцією нервової системи.

Під час скорочення м'яз виконує роботу, яку можна виміряти. Для цього значення маси вантажу, який підіймає м'яз, множать на висоту його підняття. При збільшенні вантажу робота зростає, а потім, досягши певного рівня (максимуму для кожного окремого м'яза), поступово знижуватиметься. Якщо вантаж досить великий і м'яз не здатний його підняти, робота дорівнюватиме нулю. Якщо взяти середній для певного м'яза вантаж і підіймати його з різною частотою, то виявиться, що найбільша робота м'яза спостерігатиметься при середньому ритмі рухів.

Середні величини навантажень і темпу неоднакові у різних людей. Найбільші вони у людей, що займаються фізичною працею, і спортсменів. Кожна людина може, тренуючи м'язи, підняти межі цих величин і, отже, підвищити свою працездатність. Проте робота людини залежить не лише від вірного підбору навантаження і темпу. Велике значення має і стан нервової системи. Винятково велике значення має свідомість, яка пов'язана з головним мозком. Інтерес до виконуваної роботи, розуміння її значення, необхідності й важливості відчутно впливають на продуктивність праці.

Роботу м'язів поділяють на статичну й динамічну.

Динамічна робота — це робота, що здійснюється м'язами під час їх переміщення (керування токарним верстатом, пиляння дров тощо); у цьому разі скорочення м'язів чергується з їх розслабленням.

Під час статичної роботи (утримання вантажу, пози) м'язи перебувають у тривалому напруженні, однак не змінюють свого положення в просторі.

Тривала безперервна робота м'яза спричинює поступове зниження працездатності — втому. Зниження працездатності м'язів зумовлене двома основними причинами. Першою з них є те, що нервово-м'язове з'єднання, через яке збудження передається з нерва на м'яз, стомлюється значно раніше, ніж м'язові волокна. І. М. Сєченов установив, що відновлення працездатності стомлених м'язів відбувається швидше, якщо перейти з задного виду роботи на Інший. Наприклад, стомлена рука відпочиває швидше, якщо працюють м'язи другої руки. Такий відпочинок І. М. Сєченов назвав активним, на відміну від простого спокою. Ці факти він розглядав як доказ того, що втома розвивається насамперед у нервових центрах.

Другою причиною втоми працюючого м'яза є нагромадження в ньому недоокиснених продуктів розщеплення (молочної кислоти) внаслідок нестачі кисню, а також виснаження в ній енергетичних запасів. Якщо м'яз тимчасово припиняє роботу і перебуває в стані спокою, то кров видаляє з нього продукти розщеплення і постачає йому поживні речовини. Втома зникає, м'яз відновлює працездатність.

Значення фізичних вправ для правильного формування скелета і м'язів. Опорнорухова система людини починає формуватися ще в зародковому стані. Ворушіння плода задовольняє потребу м'язів у рухах. Після народження потреба в рухах у дитини виявляється у невпорядкованих рухах рук і ніг. Однак такі рухи доцільні: вони привчають дитину координувати рухи кінцівок і тренувати м'язи. Поступово у дитини розвиваються узгоджені рухи і зростає сила м'язів.

Які фізичні властивості м'язів?

До фізичних властивостей м'язів відносять: силу, швидкість скорочення, витривалість і тонус. Сила м'язів характеризується величиною максимального напруження, яке може розвинути м'яз під час свого збудження. Вона залежить від маси скоротливих білків: актину і міозину, кількості одночасно збуджених м'язових волокон, частоти нервових імпульсів, що надходять до м'яза. Чим більше в м'язі скоротливих білків, тим більша його сила і маса.

Швидкість скорочення м'язів визначається часом, за який м'яз скорочується і розслаблюється. Чим коротший цей час, тим більша швидкість скорочення. М'язова система має повільні та швидкі м'язи. Повільні м'язи - це м'язи спини, литковий м'яз. До швидких м'язів відносять м'язи кисті руки, ока.

Витривалість м'язів - це їхня здатність тривалий час підтримувати заданий ритм роботи. М'язи людини завжди перебувають у стані певного постійного напруження - тонусу (від грец. тонус - напруження). Він визначається природними властивостями м'язів і впливом нервової системи. У стані спокою м'язи пружні й еластичні завдяки тургору м'язових клітин, тобто постійному тискові цитоплазми на мембрану. До м'язів постійно надходять нервові імпульси, які теж підтримують незначний тонус м'язів.

Тонічні скорочення, наприклад м'язів живота, утримують внутрішні органи у певному положенні. Тонус непосмугованих м'язів судин забезпечує необхідний діаметр судин, а отже, і кров'яний тиск.

Що таке втома м’язів, які її причини?

Виконання тривалої або інтенсивної роботи призводить до втоми м'язів. Час розвитку втоми залежить від характеру праці. Втома внаслідок динамічної роботи настає насамперед через недостатнє постачання м'язів киснем, зменшення утворення енергії, накопичення продуктів розкладу вуглеводів.

То корисна чи шкідлива втома? Здавалося б, відповідь очевидна - шкідлива. Але з фізіологічного погляду, втома - це корисне явище. Шкідлива перевтома. Існує дуже важлива біологічна закономірність: після закінчення роботи, яка зумовила втому, в період відпочинку працездатність м'язів не тільки відновлюється, а й зростає, що пов'язано з пристосувальними механізмами організму. Це явище називають понадвідновленням. Завдяки цьому м'язи можуть виконувати ще більшу роботу, ніж до розвитку втоми. При цьому нова втома сприяє ще більшому понадвідновленню, а отже, й більшій працездатності. Таким чином, без втомлення неможливе підвищення працездатності м'язів. Це добре розуміють спортсмени. Така закономірність властива всім тканинам, органам і навіть нервовій системі.

Чергування фізичних навантажень і відпочинку є одним із способів підтримання високої працездатності й запобігання перевтомі.

Сила – векторна величина, яка є мірою механічного впливу на тіло інших тіл або полів.

Швидкість – векторна величина, яка чисельно дорівнює відстані, пройденій тілом за одиницю часу.

Кількістю теплоти називається зміна внутрішньої енергії тіла в результаті теплообміну.

Робота – це добуток сили на переміщення :

Потужність – відношення роботи до часу, протягом якого виконувалась робота: Коефіцієнт корисної дії – це відношення корисної потужності до затраченої потужності: ККД=

Ізотонічне скорочення м’язу – скорочення, при якому довжина м’язового волокна змінюється, а напруження залишається постійним.

Ізометричне скорочення м’язу – скорочення, при якому довжина м'язового волокна постійна, а напруження змінюється.

Теплопродукція – кількість теплоти, яка виділяється в процесі скорочення м’язу.

ОРІЄНТОВНА КАРТА ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ З ЛІТЕРАТУРОЮ З ТЕМИ

Основні завдання	Вказівки	Відповіді
Дайте відповіді на запитання (письмово)	Що таке сила? Що таке робота? Що таке потужність? Що таке коефіцієнт корисної дії? Наведіть приклади важелів, що діють в опорно-руховому апараті людини. За якими формулами визначають сили м’язів? Яку роботу виконує людина під час ходьби? Чому краще повільно бігти, ніж швидше йти?	Відповіді можна знайти у пункті «Зміст теми» Ст..31 [1] Ст..31, 32 [1] Ст..39 [1]
Розв’яжіть задачу	При скороченні м’язу за час t=0,3с виділилось Q=5,5 Дж теплоти. Обчислити корисну потужність Nкор м’язу, якщо його ККД: η=45%	Відповідь: Nкор=15 Вт

Завдання для самоконтролю.

Виберіть вірні відповіді:

1. До складу тонких ниток м’язового волокна входять:

а) актин, тропонін, тропоміозин;

б) міозин;

в) актин, міозин, тропонін;

г) актин і міозин.

2. До складу товстих ниток м’язового волокна входять:

а) актин і тропонін;

б) міозин;

в) актин, міозин, тропонін;

г) актин і міозин.

3. Загальна потужність м’язу при скороченні дорівнює:

а) ; б) ; в) ; г) .

Вірні відповіді: 1 – а; 2 – б; 3 – б.

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА:

1. Шевченко А.Ф. Основи медичної і біологічної фізики. — К.: Медицина, 2008. ст.341-357, 417-424.

2. Доброва В.І., Тіманюк В.О. Біофізика та медична апаратура. — К., 2006. ст. 182-185.

3. Посудін Ю.І. Лабораторний практикум і збірник задач із дисципліни «Фізика з основами біофізики»: Навчальний посібник.-К.:Арістей, 2004. ст.19-25

4. Яковенко Н.П. Фізіотерапія: / Н.П. Яковенко, В.Б.Самойленко.-К.:ВСВ «Медицина», 2011. ст.136-144.

МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА ДЛЯ ПОЗААУДИТОРНОЇ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ З основи біологічної фізики та медична апаратура.

Тема. Інфразвук та види його впливу на організм людини.

Курс 2

Відділення сестринська справа

Кількість навчальних годин 2

АКТУАЛЬНІСТЬ ТЕМИ

В середовищі, що оточує людину, дуже поширені інфразвуки. Частота власних коливань тіла людини і органів людини лежить в інфразвуковому діапазоні частот. Тому людина особливо чутлива до дії інфразвуку.

Вібрації виявляють вплив на людину, що контактує з вібруючим об’єктом. Цей вплив може бути як шкідливим ( вібраційна хвороба ), так і корисним (вібротерапія і вібромасаж).

НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ

Знати:

• Основні фізичні характеристики інфразвуку.

Вміти:

• розрізняти біофізичні механізми дії інфразвуку на організм людини;

• розв’язувати типові задачі.

ОСНОВНІ БАЗОВІ ЗНАННЯ, ВМІННЯ, НАВИЧКИ

(МІЖДИСЦИПЛІНАРНА ІНТЕГРАЦІЯ):

Дисципліна	Знати	Вміти
Попередня дисципліна Фізика	Фізичні характеристики звуку.	Розв’язувати типові задачі
Наступні дисципліни Терапія	-фізичні характеристики інфразвуку; -джерела й уловлювачі інфразвуку.	-пояснити вплив інфразвуку на біологічні тканини; -пояснити межі використання у інфразвуку в медицині.

ЗМІСТ ТЕМИ:

Що таке інфразвук?

Інфразвуком називають акустичні коливання з частотою нижче 20 Гц.

Цей частотний діапазон лежить нижче слухового порогу. Слуховий аналізатор людини не спроможний сприймати коливання таких частот.

Інфразвук за фізичними характеристиками має однакову природу зі звуком він мало поглинається повітрям, тому може поширюватись на великі відстані.

Інфразвук характеризується інфразвуковим тиском, інтенсивністю, що вимірюються у децибелах.

Інфразвук як фізичне явище підпорядковується закономірностям характерним для звукових хвиль, але крім цього має ряд особливостей, що пов’язані з низькою частотою коливання пружного середовища.

До таких особливостей інфразвуку належить:

• більша амплітуда коливань ніж акустичних хвиль при різній потужності джерела звуку;

• розповсюдження на велику відстань від джерела через слабке поглинання його атмосферним повітрям;

• створення явища дифракції через велику довжину хвиль;

• здатність створювати вібрацію крупних об’єктів через явище резонансу.

Вказані особливості інфразвукових хвиль чинять труднощі у боротьбі з ними, тому що класичні засоби, такі як звукопоглинання, звукоізоляція або віддалення від джерела, що використовуються для зниження шуму, виявляються малоефективними.

Джерела інфразвуку.