2218

нарушению обмена веществ в костной ткани и потере их прочности, отсюда плохая осанка, узкие плечи, впалая грудь и др., что вредно отражается на здоровье внутренних органов.

Скелет человека (рис. 3.6) состоит из позвоночника, черепа, грудной клетки поясов конечностей и скелета свободных костей. Позвоночник состоящий из 33–34 позвонков, имеет пять отделов: шейный (7 позвонI ков), грудной (12), поясничный (5), крестцовый (5), копчиковый (4–5). Позвоночный столб позволяет совершать сгибание вперёд и назад, в стороны, вращательные движения вокруг вертикальной оси. В норме он имеет два изгиба вперёд (шейный и поясничный лордозы) и два изгиба назад (грудной и крестцовый кифозы). Названные изгибы выполняют роль амортизатора при различных движениях (бег, ходьба, прыжки).

Грудная клетка образована 12 грудными позвонками, 12 парами ребер и грудной костью (грудиной), она защищает сердце, легкие, печень и часть пищеварительного тракта; объем грудной клетки может изменяться в процессе дыхания при сокращении межреберных мышц и диафрагмы.

Череп защищает от внешних воздействий головной мозг и центры органов чувств. Он состоит из 20 парных и непарных костей, соедиI ненных друг с другом неподвижно, кроме нижней челюсти. Череп соединяется с позвоночником при помощи двух мыщелков затылочI ной кости с верхним шейным позвонком, имеющим соответствующие суставные поверхности.

Скелет верхней конечности образован плечевым поясом, состояI щим из двух лопаток и двух ключиц, и свободной верхней конечI ностью, включающей плечо, предплечье и кисть. Плечо – это одна плечевая трубчатая кость; предплечье образовано лучевой и локтевой костями; скелет кисти делится на запястье (8 костей, расположенных в два ряда), пястье (5 коротких трубчатых костей) и фаланги пальцев (14 фаланг).

Скелет нижней конечности образован тазовым поясом (2 тазовых кости и крестец) и скелетом свободной нижней конечности, который состоит из трех основных отделов – бедра (одна бедренная кость), голени (большая и малая берцовые кости) и стопы (предплюсна – 7 костей, плюсна – 5 костей и 14 фаланг). Занятия физическими упражI нениями и спортом увеличивают прочность костной ткани, способстI вуют более прочному прикреплению к костям мышечных сухожилий, укрепляют позвоночник и ликвидируют в нем нежелательные искривления, способствуют расширению грудной клетки и выработке хорошей осанки.

91

Итак, опорноIдвигательный аппарат состоит из костей, связок, мышц, мышечных сухожилий. Большинство сочленяющихся костей соединено связками и мышечными сухожилиями, образуя суставы конечностей, позвоночника и др. Основные функции – опора и перемеI щение тела и его частей в пространстве.

Рис. 3.7. Строение сустава:

1 – эпифизы костей; 2 – суставной хрящ; 3 – синовиальная оболочка; 4 – суставная капсула; 5 – надкостница

Главная функция суставов – участвовать в осуществлении двиI жений. Они выполняют также роль демпферов, гасящих инерцию движения и позволяющих мгновенно останавливаться в процессе движения. При систематических занятиях физическими упражI нениями и спортом суставы развиваются и укрепляются, повышается эластичность связок и мышечных сухожилий, увеличивается гибкость. И наоборот, при отсутствии движений разрыхляется суставный хрящ и изменяются суставные поверхности, сочленяющиеся кости, появляютI ся болевые ощущения, возникают воспалительные процессы.

Мышечная система (рис. 3.8, 3.9) обеспечивает движение человека, вертикальное положение тела, фиксацию внутренних органов в опреI деленном положении, дыхательные движения, усиление кровообраI щения и лимфообращения (мышечный насос), теплорегуляцию оргаI низма вместе с другими системами.

Движения играют существенную роль во взаимодействии человека с внешней средой. У человека насчитывается более 600 мышц. Они составляют у мужчин 35–40% веса тела (у спортсменов 50 % и более), у женщин – несколько меньше. Механическая деятельность мышц происходит в результате способности мышечных волокон переходить в состояние возбуждения, т.е. в деятельное состояние под влиянием биотоков, идущих к мышцам по нервным волокнам. Возбуждение мыI шечных волокон представляет собой сложную систему энергетических,

93

химических, структурных и иных изменений в клетках, обеспечиваюI щих специфическую работу мышечной ткани. Работа мышц осуществI ляется за счет их напряжения или сокращения. Напряжение происхоI дит без изменений длины мышцы (статическая работа), сокращение происходит с уменьшением длины (динамическая работа). Чаще всего мышцы работают в смешанном (ауксотоническом) режиме, одновреI менно напрягаясь и сокращаясь по длине.

94

При работе мышцы развивают определенную силу, которую можно измерить. Сила зависит от количества мышечных волокон и их попеI речного сечения, а также от эластичности и исходной длины отдельной мышцы. Систематическая физическая тренировка увеличивает силу мышц именно за счет увеличения количества и утолщения мышечных волокон и за счет увеличения их эластичности. Подсчитано, что все мышцы человека содержат около 300 млн. мышечных волокон. Многие скелетные мышцы обладают силой, превышающей вес тела. Если деятельность волокон всех мышц направить в одну сторону, то при одновременном сокращении они могли бы развить силу в 25000 кгм.

Нервная система

Нервная система состоит из центральной (головной и спинной мозг) и периферического отделов (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. Процессы, протекающие в центI ральной нервной системе, лежат в основе всей психической деятельI ности человека – мышлении, памяти, разумном поведении в обществе, восприятии окружающего мира, познании законов природы и общестI ва и т.д.

Спинной мозг расположен в канале, образованном дужками позвонI ков. Его длина у взрослого человека в пределах 41–45 см, толщина 1 см, делится на пять отделов с определённым количеством сегментов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. В центре спинного мозга находится канал, заполненный спинномозговой жидI костью. Мозг состоит из серого и белого вещества. Серое вещество мозга состоит из скопления тел нервных клеток (нейронов), перифеI рические отростки которых в составе спинномозговых нервов достиI гают различных рецепторов кожи, мышц, сухожилий, слизистых оболочек. Белое вещество состоит из: отростков, связывающих между собой нервные клетки спинного мозга; восходящих чувствительных (афферентных) путей, связывающих все органы с головным мозгом; нисходящих двигательных (эфферентных) путей, идущих от головного мозга к двигательным клеткам спинного мозга.

Следовательно, спинной мозг выполняет рефлекторную и проводI никовую функции.

95

Головной мозг состоит из большого количества нервных клеток. Выделяют передний, промежуточный, средний и задний отделы мозга. Строение головного мозга несравнимо сложнее строения любого органа человеческого тела. Мозг активен не только во время бодрстI вования, но и во время сна. Мозговая ткань потребляет в 5 раз больше кислорода, чем сердце, и в 20 раз больше, чем мышцы. Составляя всего около 2% массы тела человека, мозг поглощает 18–25% потребляемого всем организмом кислорода. Мозг значительно превосходит другие органы и по потреблению глюкозы. Ухудшение кровоснабжения головI ного мозга может быть связано с гиподинамией. В этом случае возниI кает головная боль различной локализации, интенсивности и продолI жительности, головокружение, слабость, понижение умственной рабоI тоспособности, ухудшается память, появляется раздражительность.

Рис. 3.10. Схема строения вегетативной нервной системы:

/ – средний мозг; // – продолговатый мозг; III – шейный отдел спинного мозга; IV – грудном отдел спинного мозга; V – поясничный отдел спинного мозга; VI – крестцовый отдел спинного мозга; 1 – глаз, 2 – слезная железа; 3 – слюнные железы; 4 – сердце; 5 – легкие; 6 – желудок; 7 – кишечник;

8 – мочевом пузырь; 9 – блуждающий нерв; 10 – тазовый нерв; 11 – симпатический ствол с паравертебральными ганглиями; 12 – солнечное

сплетение; 13 – глазодвигательный нерв;14 – слезный нерв; 15 – барабанная струна; 16 – язычный нерв

96

Вегетативная нервная система (рис. 3.10) – специальный отдел нервной системы, регулируемый корой больших полушарий. В отличие от соматической нервной системы, иннервирующей произвольную (скелетную ) мускулатуру и обеспечивающей общую чувствительность тела и других органов чувств, вегетативная нервная система регулирует деятельность внутренних органов – дыхания, кровообращения, выделения, размножения, желёз внутренней секреI ции. Вегетативная нервная система подразделяется на симпатическую и парасимпатическую системы. Деятельность сердца, сосудов, органов пищеварения, выделения, половых и других, регуляция обмена веществ, термообразования, участие в формировании эмоциональI ных реакций (страх, гнев, радость) — все это находится в ведении симпатической и парасимпатической нервной системы и под контролем высшего отдела центральной нервной системы.

Рецепторы и анализаторы

Способность организма быстро приспосабливаться к изменениям окружающей среды реализуется благодаря специальным образоваI ниям — рецепторам, которые, обладая строгой специфичностью, трансформируют внешние раздражители (звук, температуру, свет, давление) в нервные импульсы, поступающие по нервным волокнам в центральную нервную систему. Рецепторы человека делятся на две основные группы: экстероI (внешние) и интеро – (внутренние) рецепторы. Каждый такой рецептор является составной частью анаI лизирующей системы, которая называется анализатором. АналиI затор состоит из трех отделов – рецептора, проводниковой части и центрального образования в головном мозге.

Высшим отделом анализатора является корковый отдел. ПереI числим названия анализаторов, о роли которых в жизнедеятельI ности человека многим известно. Это кожный анализатор (тактильная, болевая, тепловая, холодовая чувствительность); двигаI тельный (рецепторы в мышцах, суставах, сухожилиях и связках возI буждаются под влиянием давления и растяжения); 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).

97

Эндокринная система

Эндокринную систему (рис. 3.11) в организме человека представI ляют железы внутренней секреции – эндокринные железы.

Эндокринные железы называются так потому, что не имеют выводного потока, они выделяют продукт своей деятельности – гор мон (греч. «hormo» — побуждаю, возбуждаю) – прямо в кровь, а не через трубочку или проток, как делают экзокринные железы. Гормоны эндокринных желез передвигаются с кровью к клеткам организма. Гормоны обеспечивают гуморальную регуляцию физиоI логических процессов в организме. Часть гормонов продуцируется только в определенный возрастной период, большинство же – на протяжении всей жизни человека. Они могут тормозить или ускоI рять рост организма, половое созревание, физическое и психическое развитие, регулировать обмен веществ и энергии, деятельность внутренних органов и т.д.

Рассмотрим основные гормоны, выделяемые эндокринной систеI мой.

Гипофиз выделяет более 20 гормонов; например, гормон роста регулирует рост тела; пролактин отвечает за выделение молока; окситоцин стимулирует родовую деятельность; антидиуретический гормон поддерживает уровень содержания воды в организме.

Щитовидная железа – гормон тироксин, содействующий активI ности всех систем организма.

Паращитовидные железы – паратгормон, контролирующий уроI вень кальция в крови.

Поджелудочная железа – гормон инсулин, поддерживающий уроI вень содержания сахара в крови.

Надпочечники – адреналин, побуждающий организм к действию; кортизон, помогающий управлять уровнями стресса; альдостерон, контролирующий уровень содержания соли в организме и другие.

Половые железы – яичники у женщин – гормоны эстроген и проI гестерон, регулирующие менструации и сохраняющие беременность; яички у мужчин – гормон тестостерон, контролирующий мужские половые качества.

По химическому составу гормоны можно разделить на две основные группы: протеины и производные протеинов и гормоны, имеющие кольцевую структуру, стероиды.

Инсулин – гормон поджелудочной железы – это протеин, а гормоны щитовидной железы образуются на протеиновой основе и являются производными протеина. Половые гормоны и гормоны,

98

вырабатываемые корой надпочечников, являются стероидными горI монами.

Рис. 3.11. Расположение желёз внутренней секреции: 1 – эпифиз; 2 – гипофиз; 3 – щитовидная железа;

4 – паращитовидная железа; 5 – загрудинная железа; 6 – надпочечники; 7 – поджелудочная железа; 8 – половые железы

Некоторые из перечисленных желёз вырабатывают кроме горI монов ещё секреторные вещества (например, поджелудочная железа участвует в процессе пищеварения, выделяя ферментативные секреI ты в двенадцатиперстную кишку).

Функция эндокринных желёз регулируется центральной нервной системой. Практически все расстройства деятельности желёз внутренней секреции вызывают понижение общей работоспособносI ти человека.

Физиологические основы гигиенических действий физических упражнений

Итак, что же дают физические упражнения человеку? Увеличивается сила мышц, их объём, эластичность, упругость,

быстрота сокращений. И, что самое главное, физические упражнения замедляют процесс деградации, старения, «усыхания» мышечного апI парата, происходящий с годами. Физическая работа непосредственно выполняется поперечноIполосатой мускулатурой. На субклеточном уровне (в мышечной клетке), под влиянием однократной физической нагрузки происходит деформация внутриклеточных структур, которая после нагрузки восстанавливается с элементами суперкомпенсации и является стимулом для функциональных и структурных изменений, обеспечивающих повышение функциональных резервов клетки.

99

Необходимым условием для роста функциональных возможностей клетки является многократность повторения нагрузок и складывание срочных тренировочных эффектов после каждой разовой нагрузки в кумулятивный (суммарный) эффект от многих тренировок. В резульI тате, для того чтобы получить соответствующие изменения внутриклеI точных структур, требуется все более интенсивная нагрузка, что отражает рост адаптации клетки к физической работе, повышение ее функциональных резервов в результате тренировки.

Под влиянием физической тренировки улучшаются связи между капиллярной сетью и клетками; мышечная ткань более эффективно извлекает усваивает и использует кислород крови; увеличивается артериоIвенозная разница по кислороду, так как количество кислорода венозной крови (неэкстрагированного, следовательно, неиспользованI ного в тканях) уменьшается. У пожилых людей, так же как и лиц, ведущих малоподвижный образ жизни, ткани, особенно мышечная, теряют способность утилизировать кислород, а физические упражнеI ния могут приостановить утерю этой способности.

Усилия мышц в местах их прикрепления и активизация кровоI снабжения в этой области способствуют развитию сухожтилий, суставI ного хряща, стимулируют костеобразовательную функцию надкостI ницы, что в свою очередь влияет на рост костей в толщину и формиI рование рельефа костей скелета.

Упражнения повышают подвижность суставов, функциональное состояние суставных тканей вследствие улучшения их кровоснабI жения и стимуляции выделения синовиальной жидкости в полость сустава, что способствует питанию суставных хрящей и тем самым профилактике остеохондрозов, деформации скелета, артрозов.

В результате функциональных и структурных изменений скелетная мускулатура приобретает способность оказывать более эффективное тренирующее действие на сердечноIсосудистую систему. Увеличение кровообращении, связанное с нагрузкой, приводит к укреплению сердечной мышцы и увеличению сердечного выброса. Ударный объём сердца равный в покое 50–60 мл, может достигать при нагрузке у спортсменов 200 мл, у молодых людей с высоким уровнем здоровья он способен при нагрузке увеличиваться примерно в два раза, а у людей со слабым здоровьем ударный объём увеличивается незначительно или даже снижается. Увеличение минутного объёма сердца у таких людей происходит в основном за счёт роста частоты сердечных сокращений и поэтому относительно невелико. У тренированных людей при одной и той же величине нагрузки с нетренированными частота сердечных сокращений меньше, а при равной ЧСС мощность работы выше.

100