Лекция №6 Физиология движения

План.

1. Значение движений, виды движений.

2. Биомеханика движений.

3. Физиологическое обоснование тренинга.

Вопрос №1 Значение движений, виды движений.

Многообразие проявлений двигательной активности животных в природе обусловлено их образом жизни, характером воспроизводства, способом добывания корма и защиты от врагов: У продуктивных животных основными факторами являются особенности их питания и хозяйственного использования.

Органами произвольного движения являются кости скелета (пассивный аппарат) и мышцы (активный аппарат).

Различают два вида двигательных актов, совершаемых животными:

1. Поддержание положения (позы)

2. Собственно движения

1. Поддержание позы — это форма движения, обеспечивающая сохранение вертикального положения тела в гравитационном поле земли при стоянии или лежании.

2. Собственно движения делят на простые и сложные.

Простые движения (например, отмахивание хвостом, настораживание ушей, «нетерпеливые» удары копытом и т. п.) обычно совершаются при фиксированной позе, но могут иметь место и при поступательном движении.

Сложные движения — локомоции связаны с активным перемещением тела в пространстве. К ним относят ходьбу, бег, плавание, полет.

С точки зрения механики любой локомоторный акт— это произвольное и контролируемое изменение состояния равновесия, причем способ и длительность этого изменения определяют вид поступательного движение.

Как при сохранении позы так и при локомоциях мышцы тела выполнят и статическую и динамическую работу.

Обычные рабочие движения животных представляют сочетание статической (напряжение) и динамической работы (сокращения) различных мышечных групп.

Вопрос №2 Биомеханика движения.

Движение конечностей, осуществляемое с участием суставов, можно представить в виде механической работы рычагов, где точкой опоры (осью движения) является сустав, силой служит движение мышц, а грузом (массой) — та часть тела, которую следует привести в движение.

Существует три рода рычагов, использование которых зависит от типа совершаемых локомоций. Одни служат для быстрых, размашистых движений, в то время как другие — для предохранения частей тела от смещения для поддержания позы.

В рычагах первого рода (рычагах равновесия) точка опоры находится между силой и массой: чем больше плечо силы в сравнении с плечом массы тем больше выигрыш при механической работе. Примером такого рычага является система дорсальных шейных мышц и атлантозатылочного соединения.

В рычагах второго рода (рычагах силы) масса (сопротивление) находится между точной опоры и силой. Их работа связана с силой однако работа осуществяется при механическом выигрыше. Примером может служить система из внутрифаланговьх сухожилий, икроножной мышцы и пальцевых сгибателей.

В рычагах третьего рода (рычагах скорости) точка приложения силы находится между точкой опоры и массой. Рычаг работает на механическом проигрыше. Место прикрепления мышцы находится обычно недалеко от точки опоры, поэтому небольшого сокращения мышцы достаточно для значительных перемещений свободного конца кости. Действие такого рычага обычно связано со сгибанием, и он часто встречается в организме животных (например, плече-локтевое или коленное сочленение).

Стояние.

Стояние — обычная поза животных при отдыхе, поедании корма, доении, одновременно является исходным положение для любого поступательного движения. Стояние — это не пассивный акт, оно обеспечивается тоническим сокращением больших групп мышц, выполняющих статическую работу (напряжение). На процесс стояния животное тратит на 10% больше энергии чем на лежание, хотя у животных, особенно у лошадей, эти затраты меньше, чем у человека.

В статической работе участвуют в основном медленные, устойчивые к утомлению мышцы.

Движения на месте. К таким движениям можно отнести лежание, вставание, лягание, подъем на дыбы, садку самца на самку при совокуплении.

Лошадь, ложась, опускает голову, сгибает спину, подбирает под себя конечности. При опускании сгибаются три сустава одновременно и, слегка согнув конечности, лошадь резко (а не плавно, как собака или кошка) опускается на землю. Предварительно голова поворачивается в сторону противоположную стороне лежания. При этом перераспределяется тонус туловища и конечностей: он возрастает на той стороне, куда повернута голова, и падает на противоположной. На эту сторону и ложится животное.

Жвачные животные опускают голову и шею, сгибают грудные конечности и опускаются на одну, затем на другую согнутые в запястном суставе конечности, после этого выставляют вперед под живот тазовые конечности, сгибают их и падают. Лежат животные на боку, конечности той же стороны подбирают подсебя, голову и шею держат прямо. Большинство животных отдыхают в лежа, лошадь может отдыхать и стоя.

Вставание на дыбы. При вставании на дыбы лошадь старается перенести центр тяжести по возможности назад. При этом голова и шея запрокидываются вверх и назад, грудные конечности выпрямляются и толчком подбрасываются вперед вверх. Тазовые конечности слегка подтягиваются под туловище, и выпрямляясь поднимают переднюю часть туловища. Поза эта может поддерживаться лишь кратковременно.

При лягании лошадь низко наклоняет голову и шею, чем достигается перенос центра тяжести вперед и вниз. Затем она отталкивается тазовыми конечностями от земли (при этом сильно сокращаются мышцы спины и крупа) и резко их разгибает. Если согнуть у животного грудную конечность или поднять голову кверху, оно лягаться не может. В отличие от лошади крупный рогатый скот, олени, верблюды бьют размашисто лишь одной конечностью (в сторону назад или в сторону вперед).

Локомоции – сложные движения. На примере лошади. Виды поступательного движения лошади носят название аллюров. Основными естественными аллюрами являются шаг, рысь, иноходь и галоп. Шаг и рысь — симметричные виды движений, галоп — асимметричный.

Шаг — основной вид поступательного движения. Движение вперед всегда начинается с одной из тазовых конечностей, при этом центр тяжести переносится вперед. Чтобы не упасть, для создания опоры туловищу животное выдвигает вперед грудную конечность той же стороны. Так, если движение начинается с правой тазовой, то затем поднимается правая грудная, потом диагональная ей левая тазовая и, наконец, левая грудная конечность. Ставятся они на землю в той же последовательности.

При одновременной фиксации положения конечностей видно, что каждая из них может находиться в одной их четырех позиций:

1. опоры (удерживания),

2. отталкивания,

3. поднятия

4. и переноса

В течение цикла (перемещение на шаг четырех конечностей) каждая конечность пребывает в каждой из этих позиций, т. е. отдельные позиции не воспроизводятся двумя конечностями одновременно.

При движении животного шагом и рысью каждая конечность проходит две фазы: фазу опоры (ретракции) и фазу переноса (протракции).

В фазе опоры туловище движется вперед, а конечность опирается о землю;

в фазе переноса туловище движется вперед с той же скоростью, а конечность вдвое быстрее перемещается в новую точку.

В продолжение всей первой фазы конечность находится в контакте с землей, в продолжение второй, более длительной, висит в воздухе. Эти фазы хорошо выражены при движении грудных конечностей и менее четко при движении тазовых, так как тазовые конечности в большей степени выполняют функцию отталкивания.

Расстояние, которое проходит копыто при движении вперед в течение фазы переноса, называется длиной шага. Длина шага неодинакова, она зависит от длины конечности, скорости движения и в меньшей степени от величины груза.

С увеличением скорости движения возрастает длина шагов, но частота их не меняется. Длина шага лошадей составляет примерно 0,8—1,2 м, длина цикла 1,6—2,4 м при частоте около 100 шагов в минуту. Скорость движения шагом у лошадей верховых пород составляет 6—8 км в час, у тяжеловозов — 4—5 км в час.

Если при движении тазовые конечности попадают в след грудным, то шаг считается правильным. При укороченном шаге следы тазовых конечностей не доходят до следов грудных, при удлиненном — следы тазовых конечностей перекрывают следы грудных.

Иноходь — вид движения лошадей, когда приводится в действие, одновременно, пара конечностей одной и той, же стороны (например, левой в то время как другая пара конечностей (правая) выполняет опорную и отталкивающую функции. Тяжесть тела несут попеременно односторонние пары конечностей; центр тяжести перемещается от колебаний тела то на одну, то на другую сторону. Для удержания равновесия животные быстро перебирают конечностями, поэтому длина шага у них невелика.

Рысь — аллюр, при котором движения конечности перекрестно синхронны, т. е. одновременно или почти одновременно движется диагональная пара конечностей, а поддерживает тело другая диагональная пара (рис. 87). Затем происходит их смена.

Скорость движения во время рыси достигает 11 —18 км в час, а длина шага — 2,5—3,5 м (при ускоренной рыси соответственно до 40 км и 4—6 м).

Следует заметить, что на рыси (как и на галопе) движения головы и шеи животного играют большую роль в сохранении равновесия и поддержании ритма работы грудных конечностей.

Галоп — наиболее резвый естественный аллюр животного, состоящий из ряда последовательных скачков. В зависимости от скорости движения различают следующие виды галопа: короткий (манежный), средний и резвый.

Скорость движения при среднем галопе 30—40 км, при резвом — до 60 км/ч, длина маха соответственно 1,5—2 и 6 м.

При галопе последовательность перемещения конечностей несимметрична, поскольку поступательная сила исходит не от разных конечностей попеременно, а от одной из тазовых. Различают галоп с левой и правой конечности, в зависимости от того, какая грудная конечность является ведущей.

При движении по кругу лошадь идет обычно с внутренней конечности, т. е. налево — с левой, направо — с правой.

При движении галопом с левой конечности импульс исходит от тазовой правой, которая отталкивается первой. За ней следует почти одновременно две конечности другой диагонали (левая тазовая и правая грудная) и завершает движение левая грудная, которая выбрасывается вперед широкой дугой. Основная тяжесть тела при этом ложится на левую тазовую.

В том же (редко в ином) порядке происходит приземление конечностей.

Плотоядные животные (например, собаки) передвигаются так называемым скачущим галопом, при котором спина сгибается и выпрямляется в области «диафрагмальных» позвонков.

Вопрос №3 Физиологические основы тренинга.

Набор двигательных актов, с которыми рождается животное, ограничен как по числу, так и по сложности координации. Врожденные механизмы движений «созревают», совершенствуются в процессе онтогенеза. Основной двигательный фонд животных приобретается в процессе обучения и закрепляется в виде так называемых двигательных навыков.

Тренингом в коневодстве и конном спорте называют систему упражнений для лошади с целью повышения ее работоспособности и подготовки к испытаниям. Поскольку любой двигательный акт включает как моторные, так и вегетативные компоненты, обеспечивающие необходимый уровень обмена веществ, в процессе тренинга наряду с приобретением двигательных навыков планомерно повышается сила и выносливость животного, происходят стойкие изменения в деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем организма. У тренированных животных дыхание и пульс более редкие. У них выше жизненная емкость легких, систолический и минутный объемы сердца, повышается содержание в крови гемоглобина и форменных элементов, кислородная емкость крови, снижается содержание молочной кислоты.

Таким образом, биологическая сущность тренинга заключается в выработке у животных комплекса двигательных навыков и приспособлений всех функциональных систем организма к выполнению максимальных энергетических нагрузок.

С физиологической точки зрения приобретение животным двигательных навыков — это образование на основе временных нервных связей комплекса так называемых оперантных (инструментальных) условных рефлексов.

Несмотря на особенности целей и методов подготовки верховых, рысистых и упряжных лошадей, разработаны общие физиологически обоснованные принципы тренинга.

1. Индивидуализация обучения. Учет генетических особенностей, конституции животных, их спортивных качеств, типа высшей нервной деятельности позволяет повысить эффективность тренинга и достичь высоких показателей за более короткие сроки;

2. Постепенность увеличения объема нагрузок и усложнения техники движений. Периодическое применение нагрузок максимальной интенсивности на заключительных этапах тренинга. Этот принцип позволяет животным использовать ранее выработанные двигательные навыки для решения новых, более сложных задач;

3. Многократное систематическое повторение упражнений. Это обеспечивает закрепление временных связей, лежащих в основе двигательных навыков, способствует автоматизации движений.

4. Разносторонняя физическая подготовка животных. Совершенствование широкого круга двигательных навыков расширяет возможности животного изменять характер движений соответственно изменению ситуации. Поэтому в систему подготовки, например, рысистых лошадей, включают и упражнения на галопе, прыжки, плавание;

5. Систематический контроль за физиологическим состоянием животного и параметрами его внутренней среды. Разумное чередование интенсивных нагрузок с периодами восстановления работоспособности исключает возможность перенапряжения и переутомления (перетренированности) животных.