Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физиология спорта. Учебное пособие-2
.pdf
11
Двигательная единица. Функциональной единицей скелетной
мышцы является двигательная единица (ДЕ). ДЕ — совокупность
мышечных волокон, которые иннервируются отростками одного мотонейрона. Возбуждение и сокращение волокон, входящих в состав
одной ДЕ, происходит одновременно (при возбуждении соответствующего мотонейрона). Отдельные ДЕ могут возбуждаться и сокращаться независимо друг от друга (рис. 2).
Рис. 2. Механизмы мышечного сокращения:
А — состояние статической поляризации; 1 — Т-трубочка;
2 — эндоплазматический ретикулум; 3 — ионы Ca2+;
Б — образование поперечных мостиков; 4, 5 — тропонин и тропомиозин;
Г — разрыв поперечных мостиков; 3 — ионы Ca2+;
Д — продвижение актиновых филаментов
В состоянии покоя скольжения нитей в миофибрилле не проис-
ходит, так как центры связывания на поверхности актина закрыты
молекулами белка тропомиозина. Возбуждение (деполяризация)
миофибриллы и собственно мышечное сокращение связаны с процессом электромеханического сопряжения, который включает ряд последовательных событий.
12
В результате срабатывания нейромышечного синапса на постси-
наптической мембране возникает ВПСП, который генерирует развитие потенциала действия в области, окружающей постсинаптическую
мембрану.
Возбуждение (потенциал действия) распространяется по мем-
бране миофибриллы и за счет системы поперечных трубочек достигает саркоплазматического ретикулума. Деполяризации мембраны саркоплазматического ретикулума приводит к открытию в ней Са2+каналов, через которые в саркоплазму выходят ионы Са2+.
Ионы Са2+ связываются с белком тропонином. Тропонин изме-
няет свою конформацию и смещает молекулы белка тропомиозина,
которые закрывали центры связывания актина.
К открывшимся центрам связывания присоединяются головки
миозина, и начинается процесс сокращения.
Для развития указанных процессов требуется некоторый период
времени (10–20 мс). Время от момента возбуждения мышечного волокна (мышцы) до начала ее сокращения называют латентным пе-
риодом сокращения.
Во время выполнения работы мышца может сокращаться:
• изотонически — мышца укорачивается при постоянном
напряжении (внешней нагрузке); изотоническое сокращение воспроизводится только в эксперименте;
• изометрически — напряжение мышцы возрастает, а ее длина
не изменяется; мышца сокращается изометрически при совершении
статической работы;
• ауксотонически — напряжение мышцы изменяется по мере ее
укорочения; ауксотоническое сокращение выполняется при динамической преодолевающей работе.
Правило средних нагрузок — мышца может совершить макси-
мальную работу при средних нагрузках.
Цель: научиться проводить функциональную оценку мышечной
системы в покое расчетными методами.
Необходимое оборудование: калипер, сантиметровая лента.
Методическое обеспечение темы: формулы.
13
1.1. Определение мышечной массы
Знание этого параметра представляется очень важным для оцен-
ки резерва здоровья, т. к. мышечная ткань относится к биологически
активным.
Для выполнения работы необходимы: калипер, сантиметровая
лента. В состоянии покоя измеряют сантиметровой лентой окружности плеча, предплечья, бедра, голени, с помощью калипера также измеряют толщину кожно-жировых складок на предплечье (спереди и
сзади). Применяя формулу Матейки, можно рассчитать абсолютную
массу мышечной ткани:
М = Lr2k,
где М — масса мышц в кг; L — рост в см; r — среднее значение
окружности плеча, предплечья, бедра, голени; К = 6,5 (константа);
S — сумма.
r = (S окружностей плеча, предплечья, бедра, голени / 25,12) –
– (S кожно-жировых складок плеча, предплечья, бедра, голени / 100).
Затем определяется процентное (относительное) количество
мышечной ткани и сопоставляется с нормативами по виду спорта:
(М / P) · 100,
где Р — вес в кг.
Выводы:
Примечание: студенты делают выводы сами по результатам работы.
14
1.2. Определение жировой массы тела
Жировая ткань считается биологически малоактивной. Измере-
ние толщины кожно-жировой складки с целью оценки жироотложения и его равномерного распределения по телу проводят калипером
либо в двух, либо в восьми точках. Берется продольно кожножировая складка под нижним углом правой лопатки (наискось), на
передней поверхности живота — на уровне пупка справа на 5 см горизонтально, на передней части плеча — на правой руке в верхней
трети внутренней поверхности вертикально. На груди — по передней
подмышечной линии наискось. На бедре — в положении сидя, на передненаружной поверхности в верхней части параллельно паховой
складке. На голени — в положении сидя, на задненаружной поверхности в верхней части правой голени на уровне нижнего угла подколенной ямки. На тыле кисти — на уровне головки третьего пальца. На
теле человека измеряются кожно-жировые складки в 8 точках: на
плече (передняя и задняя поверхность), предплечье, спине, бедре, животе, груди. У женщин последнее измерение не производится.
Вычисляется средняя толщина кожно-жировой складки (d):
d = (d1 + d2 + d3 + d4 + d5 + d6 + d7 + d8) / 16.
Затем по формуле Матейки определяется абсолютное количе-
ство жира (D) в кг:
D = dSK,
где К — константа, равна 0,13; S — поверхность тела в м2, вычисляется по формуле:
S = 1 + (P + H) / 100,
где Р — вес в кг; Н — отклонение в росте от 160 см с соответствующим знаком.
15
Затем рассчитывают относительное содержание жира в %:
ОСЖ = (D / P) · 100,
где D и Р выражаются в кг.
Полученные данные сопоставить с существующими норматива-
ми по спортивной специализации.
Жировую прослойку у спортсменов можно определить по мето-
ду В. Штерна (1980), используя формулу:
ЖП = (масса тела – тощая масса тела / масса тела) · 100,
где тощая масса тела = 98,42 + (1,082·массы тела – 4,15·обхват талии).
Выводы:
1.3. Определение удельного веса (или плотности) тела
Чаще применяется расчетный метод определения удельного веса
или плотности тела. Он выражается большей величиной у представителей скоростно-силовой деятельности.
Для расчета удельного веса необходимо знать процентное со-
держание жира в организме:
Уд. вес = 554,8 / (ОСЖЧ · 504.4),
где ОСЖ — относительное содержание жира.
Полученные данные сопоставляют с нормативами по виду спор-
та (см. табл. 1).
16
Таблица 1
Удельный вес тела спортсменов
Спортивная специализация
Удельный вес тела
Плавание
длинные дистанции
1,018
средние дистанции
1,073
короткие дистанции
1,079
Тяжелая атлетика
легкая весовая категория
1,0478
средняя весовая категория
1,042
тяжелая весовая категория
1,025
Баскетбол
1,0439
Гимнастика
1, 0432
Борьба
легкая весовая категория
1,0438
средняя весовая категория
1,0411
тяжелая весовая категория
1,0384
Для расчета плотности тела можно использовать уравнение
Pascall и др. (1956):
D = 1,088468 – 0,007123 · Т – 0,004834 · М – 0,005513 · А,
где Т — толщина кожно-жировой складки по средней подмышечной
линии на уровне мечевидного отростка грудины; М — толщина
складки посредине между соском и передней подмышечной линией;
А — толщина складки на задней поверхности плеча.
Выводы:
1.4. Динамометрия
Исследование максимального мышечного усилия и силовой
выносливости мышц кисти.
Цель работы: овладеть методикой исследования максимально-
го мышечного усилия и силовой выносливости мышц кисти.
17
Ход работы: обследуемый в положении стоя отводит вытяну-
тую руку с динамометром в сторону под прямым углом к туловищу.
Вторая свободная рука опущена и расслаблена. По сигналу обследуемый дважды выполняет максимальное усилие на динамометре. Силу
мышц оценивают по лучшему результату. Затем обследуемый выполняет 10-кратные усилия с частотой один раз в 5 секунд. Результаты
записывают и определяют работоспособность мышц по формуле:
Р = (F1 + F2 + FЗ + … + Fb) / b,
где Р — уровень работоспособности; F1–Fb — показатели динамометра при отдельных мышечных усилиях; b — количество попыток.
Эти результаты используют для определения показателя сниже-
ния работоспособности мышц по формуле:
S = [(F1 – F
min
) / F
mах
] · 100,
где S — показатель снижения работоспособности мышц; F1 — величина начального мышечного усилия; F
min
— минимальная величина
мышечного усилия; F
mах
— максимальная величина мышечного уси-
лия. Результаты работы и оформление.
Становая динамометрия: оценка силы разгибателей спины
Цель: освоить методику проведения становой динамометрии и
определить силу мышц спины испытуемого.
Оборудование: становой динамометр.
Методика:
1. Подготовка прибора.
Установите фиксирующую стрелку на ноль с помощью круглой
ручки на панели.
Переведите фиксирующую ручку в режим фиксации показа-
ний («Ф»).
18
2. Подготовка испытуемого.
Испытуемый встает на подставку динамометра.
Отрегулируйте высоту крюка (через соединительную планку)
так, чтобы при полностью выпрямленных ногах туловище было
наклонено примерно на 30° от вертикали.
3. Выполнение измерения.
Испытуемый максимально сильно тянет рукоятку динамометра
строго вверх, стремясь выпрямить туловище (без сгибания ног в коленях!).
Упрощенный фиксатор автоматически зафиксирует максималь-
ное усилие.
Повторность: проведите измерение 3 раза.
После измерения: верните фиксирующую стрелку на ноль.
4. Обработка результатов.
Запишите максимальное значение силы (кг) из трех попыток.
Рассчитайте отношение становой силы к массе тела испытуемо-
го (Становая сила (кг) / Масса тела (кг)).
Оценка результата (удовлетворительные показатели)
Мужчины: становая сила должна превышать массу тела мини-
мум в 2 раза.
Женщины: становая сила должна превышать массу тела мини-
мум в 1,5 раза.
Задание в выводе: дайте заключение о силе мышц-
разгибателей спины испытуемого на основе полученного отношения
и приведенных норм.
Вычислите и запишите в протокол силу, уровень работоспособ-
ности и показатель снижения работоспособности мышц по результатам 10-кратных измерений. Постройте график снижения работоспособности мышц: на оси абсцисс отложите порядковые номера усилий,
на оси ординат — показатели динамометра при каждом усилии.
Сравните результаты у нескольких обследуемых.
В выводах дать понятие силе мышце. Отметить факторы, опре-
деляющие силу мышц.
Выводы:
19
ТЕМА № 2. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2. «ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОГО
ПОТРЕБЛЕНИЯ КИСЛОРОДА (МПК) ПО МЕТОДУ АСТРАНДА»
Теоретические основы: в состоянии покоя уровень метаболиз-
ма скелетных мышц невелик, а при максимальных физических
нагрузках он может возрасти более чем в 50 раз. Одновременно
большая нагрузка падает на систему транспортировки продуктов обмена: тканевую жидкость и кровь. Для сохранения химического и физического равновесия к клеткам им необходимо доставлять нужное
количество питательных веществ и кислорода, а также удалять тепло
и конечные продукты обмена: воду, углекислый газ и др. Поэтому
при интенсивной нагрузке способность противостоять утомлению во
многом зависит от органов, снабжающих мышцы кровью, — систем
кровообращения и дыхания. Один из основных процессов превращения энергии — окисление глюкозы:
C6H12O6 + 6СO2 --›
--› окисление 6CO2 + 6H2О + 686 ккал (на 1 гр-молекулу)
Освободившаяся при этом энергия используется в разных фи-
зиологических процессах и в первую очередь при мышечном сокращении.
Метаболическая эффективность отражает долю энергии, высво-
бождаемой при химических реакциях, которая запасается в макроэргических связях АТФ (например, до 60 % при аэробном окислении
углеводов). Механическая эффективность показывает, насколько хорошо организм преобразует энергию химических связей в мышечную
работу и является произведением термодинамической и метаболической эффективности.
20
Аэробный процесс — главный механизм восполнения АТФ,
покрывающий основные энергозатраты организма. Его преимущества: высокая эффективность, большая емкость (использует углеводы, жиры, белки), отсутствие токсичных отходов. Однако он ограничен по максимальной мощности и имеет низкую скорость развертывания (3–4 мин у нетренированных, около 1 мин у тренированных
после разминки). Эта инерционность делает его недостаточно быстрым для коротких нагрузок. Более того, даже на максимуме он часто
не успевает восполнять АТФ при интенсивной работе. Без других механизмов организм не смог бы быстро переходить к работе или выполнять краткие интенсивные усилия.
Анаэробные процессы (креатинфосфокиназная реакция, глико-
лиз, миокиназная реакция) быстрее разворачиваются и мощнее
аэробных, так как проще и не требуют кислорода. Но их метаболическая емкость (зависит от запасов креатинфосфата, гликогена и устойчивости к продуктам распада, например, лактату) значительно ниже.
В этих процессах АТФ восстанавливается при взаимодействии АДФ с
макроэргическими соединениями (КФ, промежуточные продукты
гликолиза).
Локализация процессов: расход АТФ и креатинфосфокиназная
реакция происходят в саркоплазме на миофибриллах. АДФ от миофибрилл сразу регенерирует в АТФ за счет креатинфосфата (КФ), который превращается в креатин. Гликолиз: также в саркоплазме. Использует глюкозу/гликоген, ресинтезирует АТФ, образуя лактат, который уходит в кровь. Аэробное окисление: в митохондриях. Требует
кислорода и субстратов (пируват из гликолиза, жирные кислоты), которые окисляются через цикл Кребса.
Ключевая роль креатинфосфата (КФ): КФ служит переносчи-
ком энергии («челноком») из митохондрий в саркоплазму, поскольку
митохондриальные мембраны непроницаемы для АТФ, но проницаемы для КФ и креатина. Креатин, образовавшийся в саркоплазме, проникает в митохондрию, где фосфорилируется до КФ за счет митохондриального АТФ.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]