Атлетическая гимнастика для студентов. Учебное пособие

как и гладкий хрящ, покрывающий эти поверхности. В простейшем случае в суставе осуществляются сгибание и разгибание, наиболее сложными суставами являются шаровидные (например, в тазобедренном суставе можно производить сгибание, разгибание, приведение, отведение ног, вращение). Главная функция суставов – обеспечение возможности для осуществления движений. Вместе с тем они выполняют роль демпферов, своеобразных тормозов, гасящих инерцию движения и позволяющих, например, производить мгновенную остановку после быстрого движения. Суставы при систематических занятиях физическими упражнениями развиваются

иукрепляются, при этом повышается эластичность их связок

имышечных сухожилий, что, в свою очередь, способствует развитию такого физического качества, как гибкость. Отсутствие достаточной двигательной активности приводит к разрыхлению суставного хряща и изменению суставных поверхностей, сочленяющихся костей, к появлению болевых ощущений, создавая условия для образования в них воспалительных процессов.

Мышечная система человека делится на два вида мус-

кулатуры: гладкую (непроизвольную) и поперечно-полосатую

(произвольную). У человека насчитывается более 600 различных мышц. Они составляют у мужчин 35–40% массы тела (у спортсменов – 50% и более), у женщин – несколько меньше. Механическая деятельность мышц осуществляется в результате способности мышечных волокон переходить в состояние возбуждения, т.е. в деятельное состояние под влиянием биотоков (импульсов), идущих к мышцам по нервным волокнам. Возбуждение мышечных волокон представляет собой сложную систему энергетических, химических, структурных и иных изменений в клетках, обеспечивающих специфическую работу мышечной ткани. Работа мышц реализуется за счет их напряжения или сокращения. Напряжение может происходить без изменений длины мышцы (статическая работа), сокращение – с уменьшением длины ее

71

(динамическая работа). Чаще всего мышцы работают в смешанном (ауксотоническом) режиме, одновременно напрягаясь и сокращаясь по длине. Сила мышц зависит от количества мышечных волокон и их поперечного сечения (фи-

зиологического поперечника), а также от эластичности и ис-

ходной длины отдельной мышцы. Систематическая физическая тренировка увеличивает силу мышц, в том числе и за счет возрастания их эластичности.

Гладкие мышцы расположены в стенках кровеносных сосудов и некоторых внутренних органах. Они обеспечивают сужение или расширение сосудов, осуществляют продвижение пищи по желудочно-кишечному тракту, сокращают стенки мочевого пузыря.

Поперечно-полосатые мышцы – это все скелетные мышцы, которые обеспечивают многообразные движения тела и отдельных его частей. К поперечно-полосатым мышцам относится также и сердечная мышца, обеспечивающая ритмическую работу сердца на протяжении всей жизни человека автоматически. Поперечно-полосатыми эти мышцы называются потому, что в поле зрения препарата под микроскопом они имеют поперечную исчерченность. Основой мышц, как и всего живого вообще, являются белки. Они составляют 80-85% мышечной ткани. Главным свойством мышечной ткани, как уже говорилось, является сократимость, которая обеспечивается за счет сократительных мышечных белков – актина и миозина. Строение мышечной ткани весьма сложное. Она имеет волокнистую структуру, совокупность этих волокон образует мышцу в целом.

В свою очередь, мышечное волокно состоит из миофибрилл. Каждая миофибрилла по длине делится на чередующиеся светлые и темные участки. Темные участки – протофибриллы, состоящие из длинных цепочек молекул миозина, светлые – образованы еще более тонкими белковыми нитями актина. Когда мышца находится в несокращенном (расслабленном) состоянии, нити актина и миозина лишь

72

частично продвинуты относительно друг друга, причем каждой нити миозина противостоят, окружая ее, несколько нитей актина. Более глубокое продвижение относительно друг друга обусловливает укорочение всей мышцы в целом.

К мышце подходят и отходят многочисленные нервные волокна. Двигательные (эфферентные) нервные волокна передают импульсы от головного и спинного мозга, приводящие мышцы в рабочее состояние, чувствительные (афферентные) волокна передают импульсы в обратном направлении, информируя центральную нервную систему о деятельности мышц. Через симпатические нервные волокна осуществляется регуляция обменных процессов в мышцах с целью приспособления их деятельности к изменившимся условиям работы и адаптации к различным мышечным нагрузкам. Каждую мышцу пронизывает разветвленная сеть кровеносных капилляров, по которым с кровью поступают необходимые для жизнедеятельности мышц вещества и выводятся конечные продукты обмена.

Как уже говорилось, вся скелетная мускулатура состоит из поперечно-полосатых мышц, которые снаружи покрыты плотной оболочкой из соединительной ткани. В каждой мышце различают активную часть (тело мышцы) и пассивную (сухожилие). По форме мышцы делятся на длинные, короткие и широкие. Длинные находятся главным образом на конечностях, широкие – на туловище. По направлению мышечных волокон различают мышцы с косым направлением волокон, с прямым (параллельным) ходом волокон и перистым, веерообразным. Мышцы, направление действия которых противоположно, называются антагонистами, однонаправленно – синергистами. Одни и те же мышцы могут выступать в различных ситуациях в том и другом качестве.

Силовые качества мышцы принято оценивать весом груза, который она при максимальном возбуждении способна удерживать, не изменяя своей длинны (так называемая общая сила мышцы). Сила мышц зависит от суммы сил мышечных

73

волокон (их сократительной способности); количества мышечных волокон в мышце и числа функциональных единиц, одновременно возбуждающихся при развитии напряжения; исходной длины мышцы (предварительно растянутая мышца развивает большую силу); характера регуляторных влияний; условий взаимодействия с костями скелета.

Сократительная способность мышцы может характеризоваться также удельной силой мышцы (общая сила, приходящаяся на 1 см2 поперечного сечения мышечных волокон). Для расчета этого показателя силу мышцы делят на площадь ее физиологического поперечника (т. е. на сумму площадей всех мышечных волокон, составляющих мышцу). У мышц с веерообразным (перистым) ходом волокон физиологический поперечник больше, чем у мышц с параллельным расположением волокон, и поэтому сила их существенно больше. Например, вычисленная таким образом сила различных мышц (в кг на 1 см2) в среднем у человека составила: для икроножной мышцы – 5,9; разгибателей шеи – 9,0; жевательной – 10,0; сгибателя плеча – 8,1; двуглавой мышцы плеча – 11,4; трехглавой мышцы плеча – 16,8; гладких мышц – 1,0.

При тетаническом напряжении (сильном и длительном сокращении мышцы, возникающем при поступлении к ней ряда эфферентных (двигательных) импульсов, разделенных малым интервалом времени, и основанном на суммации следующих друг за другом одиночных волн сокращения) мышца осуществляет значительное усилие. Известно, что одиночное мышечное волокно способно развивать усилие приблизительно в 200–300 мг. Мышечное же образование, состоящее из нескольких десятков мышечных волокон, в сумме могут реализовать напряжение в 20-30 т. Рекордная сила, которую может проявить, например, та же икроножная мышца при выполнении специальных упражнений при разгибании стопы, может доходить до 500 кг.

74

Понятие о двигательных единицах. Центральная нерв-

ная система регулирует силу сокращения мышцы путем изменения количества одновременно участвующих в сокращении функциональных единиц, а также частоту поступающих

кним импульсов. Учащение импульсов приводит к возрастанию величины напряжения. Хорошо развитая сила мышцы оказывает положительное влияние на скорость ее сокращения. Иннервация скелетных мышц осуществляется мотонейронами спинного мозга. Один мотонейрон веточками своего аксона может иннервировать несколько мышечных волокон. Эту совокупность называют двигательной единицей, число мышечных волокон в которой может быть различным. В зависимости от качества мотонейронов и мышечных волокон существуют медленные (малоутомляемые) и быстрые (быстроутомляемые) двигательные единицы.

Работа мышцы. В процессе мышечного сокращения потенциальная химическая энергия переходит в потенциальную механическую энергию напряжения и кинетическую энергию движения. Различают внутреннюю и внешнюю работу. Внутренняя работа связана с преодолением трения в мышцах при их сокращении. Внешняя работа проявляется при перемещении собственного тела, груза, отдельных частей организма (динамическая работа) в пространстве. Она характеризуется коэффициентом полезного действия (КПД)

мышечной системы, т. е. отношением производимой работы

кобщим энергетическим затратам (для мышц человека КПД составляет 15–20%, но у физически развитых и тренированных людей этот показатель, как правило, выше).

При статических усилиях (вид мышечной деятельности, связанный с длительным непрерывным сокращением скелетных мышц) можно говорить не о работе, как таковой с точки зрения физики, а о работе, которую с физиологических позиций следует оценивать энергетическими затратами организма и его функциональных систем, расходуемых на поддер-

75

жание напряжения мышц. В отличие от динамической работы, в данном случае имеет место незначительное увеличение потребления кислорода и минутного объема крови. Однако при этом существенно возрастают частота сердечных сокращений, артериальное давление, общее периферическое сопротивление сосудов, что напрямую связано с так называемым феноменом натуживания. В процессе двигательной деятельности динамические и статические мышечные напряжения взаимодействуют: динамическая работа может быть эффективной в том случае, если статическое напряжение определенных мышц обеспечивает необходимую рабочую позу.

Физиологические реакции организма (увеличение частоты сердечных сокращений, артериального давления, показателей внешнего и внутреннего дыхания, потребления кислорода, температуры тела и др.) при выполнении различных видов динамической работы зависят от частоты и силы мышечных сокращений, размера и количества работающих мышц, т.е. от объема и интенсивности нагрузки, степени тренированности организма, условий выполнения и факторов окружающей среды. Количественные и качественные показатели мышечной деятельности характеризуют двигательную активность, уровень которой всегда связан с особенностями труда, учебы, повседневного быта и качеством отдыха, т.е. с определенным стилем жизни. Уровень двигательной активности может оцениваться по общей сумме затрат энергии, по реакциям отдельных физиологических и функциональных систем на нагрузку.

ТЕМА №7. МЫШЦЫ И ИХ ФУНКЦИИ

Мышцы – это мотор нашего тела. Его движения – внутренние и внешние – обеспечиваются их деятельностью. Пример: главный «насос» кровеносной системы сердце – это

76

мышца, без устали (пока мы сами не испортим ее) гоняющая кровь по сосудам. Какой из созданных человеком двигателей способен десятилетиями безостановочно работать без ремонта (или почти без ремонта)? А коэффициент полезного действия? Сравните: КПД мышцы – 50%, двигателя внутреннего сгорания – 35%. Мышцы способны поднимать массу, в сотни раз превосходящую их собственную. Например, мышца раковины моллюска поднимает тяжесть в 10 кг, а ее масса – какие-то граммы. У статистически обычного взрослого человека мышцы составляют 30–40% массы тела, у новорожденных – 20%, у атлетов – 60 и более. В нашем организме около 600 скелетных мышц. Человек способен управлять их работой. Кроме них есть еще гладкие мышцы. Они расположены в коже, внутренних стенках сосудов и внутренних органов. Эти мышцы очень выносливы, но сокращаются медленно и непроизвольно.

Мышцы крепятся к суставам, окружая их, и образуют более или менее сложные системы, способные совершать движения в различных направлениях: сгибания и разгибания, вращения внутрь (мышцы-пронаторы) и наружу (мышцысупинаторы). Чем сложнее движения в суставе, тем больше мышц расположено около него, и наоборот.

А теперь познакомимся с теми группами мышц, которые особенно важны для «строительства» красивого, мощного тела. Пойдем, что называется, «сверху вниз» (рисунок).

Шейный отдел

Грудино-ключично-сосцевидная мышца (рис., поз. 1).

Расположена на переднебоковой поверхности шеи. Поверните с усилием голову в сторону и вы сможете прощупать эту мышцу под кожей спереди боковой поверхности. Она вращает и наклоняет голову, участвует в подъеме грудной клетки вверх.

77

Лестничные мышцы (рис., поз. 2). Расположены внутри шеи. Делятся на передние, средние и задние. Наклоняют шею в сторону, приподнимают грудную клетку при дыхании.

Верхние конечности и плечевой пояс

Дельтовидная мышца. Мощный торс атлета в первую очередь формируется внешним видом этой мышцы. Она, как эполет, покрывает плечевой сустав. Состоит из трех пучков: переднего (рис., поз. 3), среднего (рис., поз. 4) и зад-

него (рис., поз. 5). Передняя часть поднимает руку вперед и вращает внутрь; средняя – отводит руку в сторону, помогает при отведении ее вперед и вверх; задняя часть отводит руку назад – вверх, вращает ее наружу.

Двуглавая мышца плеча, или бицепс (рис., поз. 6).

Эта мышца пользуется особой любовью культуристов. Однако значение ее меньше, чем кажется. Она расположена на передней поверхности плеча выше локтя. Сгибает руку в локтевом суставе и поворачивает предплечье с кистью наружу.

Трехглавая мышца плеча, или трицепс (рис., поз. 7).

Эта мышца гораздо сильнее и массивнее бицепса. Она находится на задней поверхности плеча, на противоположной от бицепса стороне. Противоположна и ее функция – трицепс разгибает руку в локтевом суставе. В хорошо развитом виде он имеет подковообразную форму.

Сгибатели и разгибатели пальцев. Из этих мышц со-

стоит мышечная масса предплечья. На его передней поверх-

ности расположены мышцы – разгибатели кисти и пальцев

(рис., поз. 8), на задней – их сгибатели (рис., поз. 9).

Грудной отдел

Большая грудная мышца (рис., поз. 10). Это один из важнейших элементов атлетического развития. Состоит из двух симметрично расположенных мышц. Эта мышца вра-

79

щает руку (точнее, ее верхнюю часть – плечо) внутрь и приводит ее к туловищу.

Передняя зубчатая мышца (рис., поз. 11). Находится на боковой поверхности грудной клетки. Вращает лопатку и отводит ее от позвоночного столба.

Межреберные мышцы (рис., поз. 12). Местоположение этих мышц очевидно из их названия. Они поднимают и опускают ребра, участвуя в дыхании.

Область живота

Значение мышц живота огромно. Они придают фигуре особую стройность и элегантность или, наоборот, выдают нездоровый образ жизни их обладателя и состояние его здоровья. Ведь мышцы живота поддерживают в правильном положении внутренние органы, содействуя их нормальной работе. Выше уже говорилось, что мышцы живота и диафрагмы называются брюшным прессом.

Прямая мышца (рис., поз. 13). Расположена вдоль передней стенки брюшного пресса. Хорошо развитая прямая мышца «кубиками» выступает под кожей. Это самая сильная мышца живота. Она сгибает туловище вперед. Если туловище фиксировано (например, при висе на перекладине), прямые мышцы подтягивают переднюю часть таза к грудной клетке, способствуя поднятию бедер в «угол». В этом им помогает наружная косая мышца.

Наружная косая мышца. Находится сбоку брюшного пресса. При сокращении только с одной стороны сгибает и вращает туловище, при сокращении с обеих сторон – наклоняет его вперед.

Область спины

Трапециевидная мышца (рис., поз. 14). Расположена на задней поверхности шеи и грудной клетки. Приводит лопатки к позвоночному столбу, поднимает, опускает и враща-

80