Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теория и методика оздоровительной физической культуры. Учебное пособие
.pdf
мышечным волокном. Скелетная мышца состоит из большого
числа этих структурных элементов, составляющих 85–90% от ее
общей массы. Так, например, в состав бицепса входит более 1 млн
волокон. Между мышечными волокнами расположена тонкая
сеть мелких кровеносных сосудов (капилляров) и нервов (около
10% от общей массы мышцы). От 10 до 50 волокон соединяются
в пучок. Пучки мышечных волокон и образуют скелетную мышцу.
Мышечные волокна, пучки мышечных волокон и мышцы окутаны соединительной тканью.
В каждой мышце различают сокращающуюся часть – мышечное брюшко, или тело, и несокращающуюся часть – сухожилие.
Как правило, мышца имеет два сухожилия, которыми она прикрепляется к костям.
Мышечное брюшко состоит из множества поперечно-полосатых мышечных волокон, образующих пучки разной толщины.
В каждом пучке мышечные волокна связаны друг с другом рыхлой волокнистой соединительной тканью в виде тонкой сети,
называемой эндомизием. Пучки мышечных волокон также
соединены между собой прослойками соединительной ткани,
а вся мышца покрыта снаружи соединительнотканной оболочкой – перимизием. Мышечное брюшко имеет красно-бурый цвет.
Сухожилие мышцы построено из плотной оформленной
соединительной ткани и отличается от брюшка своей блестящей
светло-золотистой окраской. Коллагеновые волокна сухожилия
проникают в мышечное брюшко и там вокруг концов поперечнополосатых мышечных волокон образуют несколько слоев, прочно
соединяющих мышечное брюшко с сухожилием.
Мышца, как и все органы, снабжена нервами и сосудами.
Место их вхождения в мышцу принято называть воротами. В составе нервов проходят двигательные (эфферентные), чувствительные (афферентные) и симпатические волокна. Нервные импульсы, передаваемые по двигательным волокнам из мозга в мышцу,
вызывают ее сокращение. По чувствительным двигательным
волокнам поступает в мозг информация из мышечных рецепторов, сигнализирующая о состоянии мышцы. Через симпатические
волокна ЦНС оказывает влияние на трофику (обменные процессы) мышцы. Как орган с интенсивным обменом веществ мышца
имеет богатое кровоснабжение. Многочисленные ветвления подходящих к мышце сосудов проходят внутри мышцы в прослойках
соединительной ткани.
31
По форме различают три основные вида мышц – длинные,
короткие и широкие. Длинные мышцы располагаются преимущественно на конечностях. Они имеют веретенообразную форму. Их сухожилия у´же мышечного брюшка и напоминают узкую
ленту. Некоторые длинные мышцы начинаются несколькими
головками на разных костях или в разных местах одной кости,
затем эти головки соединяются и на другом конце мышцы переходят в общее сухожилие. Соответственно числу головок такие
мышцы называются двуглавыми, трехглавыми и четырехглавыми. Иногда мышца на всем своем протяжении имеет сухожильные
перемычки – след того, что она в процессе развития образовалась
из нескольких мышц (прямая мышца живота).
Короткие мышцы находятся между отдельными позвонками
и ребрами; здесь сохранилось частично сегментированное расположение мышц.
Широкие мышцы лежат преимущественно на туловище и имеют форму пластов различной толщины. Сухожилия таких мышц
представляют собой широкие пластинки и называются апоневрозами.
В разных мышцах направление мышечных волокон неодинаково; оно может быть прямым (продольным), косым и круговым (сфинктерами). Некоторые мышцы с косым направлением
мышечных волокон называются одноперистыми (волокна присоединены к сухожилию с одной стороны) и двуперистыми
(с двух сторон).
Каждая мышца имеет собственное название. Эти названия разнообразны, и в основе их лежат разные принципы. Одни мышцы
называются по их функции – сгибатель, разгибатель, приводящая
и др. В названии других мышц отражена их форма: трапециевидная, ромбовидная, круглая, квадратная мышца и др. Третьи
мышцы названы по особенности их строения: полусухожильная
мышца, двуглавая и др. В названии некоторых мышц отражены
одновременно их положение и форма или положение и функция: наружная косая мышца живота, длинный сгибатель пальцев
(рис. 3).
Скелетные мышцы перебрасываются через один, иногда через
два и даже несколько суставов и прикрепляются своими концами
к разным костям. В соответствии с этим в каждой мышце принято
различать ее начало и место прикрепл ения. Они при сокращении
приближаются друг к другу, а сами мышцы при этом выполняют
32
опред еленную работу. Поэтому тело человека ил и его части при
сокращении соответствующих мышц из ме няю т свое положе ни е,
прихо дят в дви жение, преод оле ваю т сопроти вление силы тяжес ти. В др угих случая х при сокра щении мышц тело удерживается
в определенном по ложении бе з выполнения движения. Исходя из
этого различают работу динам ич ескую и статическую.
Ди намическая работа осуществляется в изотоническом режиме, при этом поочередно сокращаются различные группы мышц,
что дает возможность человеку длительное время совершать работу. Статическая работа – это форма деятельности, при которой
мышечные волокна развивают напряжение, но почти не укорачиваются, т.е. работа совершается в изометрическом режиме.
К статическим усилиям относятся стояние, держание головы
в вертикальном положении, сидение и т.д. [59].
Мышцы также могут выполнять преодолевающую, уступаю-
щую и удерживающую работу [38, 51, 80].
При преодолевающей работе мышца преодолевает тяжесть
данного звена тела или какое-либо сопротивление, когда момент силы мышцы или группы мышц больше момента силы
1
тяжести.
При уступающей работе мышца, оставаясь напряженной,
постепенно расслабляется, уступая действию силы тяжести или
действию сопротивления; момент силы мышцы при этом меньше
момента силы тяжести или сопротивления.
При удерживающей работе мышцы происходит уравновешивание действия сопротивления, моменты сил равны, в результате
чего движение отсутствует.
При перемещении тела в пространстве в разных суставах происходит смена одних движений другими: сгибание-разгибание,
отведение-приведение, супинация-пронация. В осуществлении
каждого движения участвует обычно несколько групп мышц, причем мышцы одной группы сокращаются, а мышцы противоположной группы в это время расслабляются. Благодаря одновременному сокращению и расслаблению противоположных групп мышц
обеспечивается плавность движения.
1
Момент силы (вращательный момент) – векторная физическая величина, равная векторному произведению радиус-вектора (проведенного
от оси вращения к точке приложения силы) на вектор этой силы. Характеризует вращательное действие силы на твердое тело [37, 73].
33
а
Рис. 3. Мышцы человека:
а – вид спереди: 1 – лобная мышца; 2 – круговая мышца глаза;
3 – круговая мышца рта; 4 – жевательная мышца; 5 – подкожная мышца
шеи; 6 – грудино-ключично-сосцевидная мышца; 7 – дельтовидная
мышца; 8 – большая грудная мышца; 9 – двуглавая мышца плеча;
10 – прямая брюшная мышца; 11 – наружная косая мышца живота;
12 – внутренняя и широкая мышцы; 13 – икроножная мышца;
14 – трехглавая мышца плеча; 15 – широчайшая мышца спины;
16 – передняя зубчатая мышца; 17 – портняжная мышца;
18 – четырехглавая мышца бедра; 19 – наружная широкая мышца;
20 – сухожилие четырехглавой мышцы бедра;
21 – передняя большеберцовая мышца;
34
б
б – вид сзади: 1 и 2 – разгибатели предплечья;
3 – трапециевидная мышца; 4 – широчайшая мышца спины;
5 – наружная косая мышца живота; 6 – большая ягодичная мышца;
7 – полусухожильная и полуперепончатая мышца;
8 – двуглавая мышца бедра; 9 – икроножная мышца;
10 – ременная мышца шеи; 11 – дельтовидная мышца;
12 – трехг лавая мышца плеча; 13 – ахиллово сухожилие
35
Мышцы, производящие одну и ту же работу (одно и то же движение в данном суставе), называются синергистами, а мышцы,
действующие в противоположном направлении, – антагонистами.
Так, все мышцы, вызывающие сгибание в плечевом суставе, будут
между собой син ергисты, разгибатели этого сустава по отношению друг к другу также синергисты. Но две эти группы мышц –
сгибатели и разгибатели – одна по отношению к другой являются
антагонистами.
В Приложении 1 представлены основные группы мышц, их
функции и развивающие упражнения.
? Контрольные вопросы и задания
1. Расск ажите о строении и функц иях мышц челове ка.
2. Какие мышц ы составляют активную часть аппарата
движения?
3. Дайте общ ую х арактеристику видам мышц человека.
4. Расскажите о видах работы мышц.
2.3. Общая характ еристика мышечной деятельности
Специфическими элементами мышечного волокна являются миофибриллы (тонкие нити, которые тянутся от одног о
поперечно-полосатого волок на мышцы к другому), системы продольных т рубочек – саркоплазмати ческая сеть (саркоплазматический ретикулум) и систе ма поперечных трубочек – Т-сис тема
(она представляет собой выпячивание поверхностн ой мембраны
мышечного волокна внутрь его) [38, 44].
Диаметр м иофибрилл составляет 0,5–2 мкм. Поперечная
исчерченность образована чередующимися светлыми и темными дисками; оба диска образуют са ркомер – фу нкциональную
единицу сократительного аппарата мышечного во локна. Внутри
каждого саркомера тонкие нити не доходят друг до друга,
т.е. концы их не соединяются, оставляя пространст во, называемое Н-зона. Между двумя рядами тонких миофибрилл находятся
толстые миофибриллы, занимающие среднее положение в сарко мере. Они скреплены сетеви дной структурой, представленной
темной полоской – М-линией. Толстые нити состоят из белка
миозина, а тонкие – из актина. Между актиновыми и миозиновыми нитями расположены поперечные мостики [44, 59].
36
В основе мышечного сокращения лежит перемещение нитей
актина относительно нитей миозина (рис. 4). Нити актина двигаются, как по туннелю, между миозиновыми фибриллам и, за
счет чего укорачивается ширина Н-полоски. Такое вклин ивание
актиновых нитей между миозиновыми приводит к уменьшению
длины мышцы (изотоническое сокращение). При изометрическом сокращении одни саркомеры сокращаются, другие растягиваются, что обеспечивае т отсутствие изменения длины волокна.
В процессе скольжения нитей каждый мост ик может сцепиться
с одним акт ино вым участком, продвин уть нить актина на какоето расстояние, затем отсоединиться от него и войти в контакт
со следу ющим мостиком.
Рис. 4. Механизм мышечного сокращения:
А-диск – нити миозина; I-диск – нит и актина;
Z-линия – линия тонкой мембраны, сквозь которую проходят
миофибриллы; М-линия – сетевидная ст руктура соединения ми офибрилл
С окращение мышечных волокон происх одит со значительным
потр еблением энер гии [38, 44, 59]. Эн ергию дл я перемещения нитей дает аденозинтрифосфорная кислот а (АТФ) при ее расщеплении в присутстви и ионо в кальция (Са
2+
). Ферментом, расщепляющ им АТФ в мышцах, является миозин, активность которого резко
возраста ет при соединении с актином и при образовании белка
актомиозина в присутствии Са
мышцы не возникает, это связано с тем, что Са
2+
. В состоянии покоя сокращение
2+
находится внутри
37
саркоплазматического ретикулума. Сокращение мышечных волокон и мышц возникает по причине прихода нервных импульсов
из ЦНС, и в нервно-мышечном синапсе происходит выделение
ацетилхолина, который вызывает деполяризацию мембраны мы-
шечного волокна. Возникающий вследствие этого им пульс распространяется по мембранам саркоплазматического ретикулума.
Измен ение потенциала мембраны сопровождается увеличением
ее проницаемости для Са
2+
и выхо дом его в межфибриллярное
пространство. Кальций способствует образованию актомиозина,
под влиянием которого расщепляется АТФ. Освобождаемая при
этом э нергия используется для скольжения нитей. Эта теория
получила название теории «скользящих нит ей». Вслед за расп а-
дом АТФ происходит расщепление ряда других, богатых энергией
фосфатных соедин ений. Освобождаемая энергия в значительной
степени используется для восстановления уровня АТФ. Распад
фосфатных соединений осуществляется без доступа кислорода,
поэтому эта фаза получила название «анаэробная ф аза». Энергия
высвобождается в результате следующей реакции:
1. АТФ
миозин →
Энергия + АДФ + H3 PO4 + 10 ккал →
→ Мышечн ое сокращение
Расщепление АТФ происходит с большой скоростью. АТФ
д ефосфори лируе тся благодаря фермен тативном у д ейс тви ю м иозина и превращается в ад енозиндифо сфорную кислоту (АДФ),
а затем при потер е еще одной группы фосфорной кислоты – в адениловую кислоту. Энергия расходуется для сокращения мы шц.
Так как АТФ расх одуется, то длительная мышечная работа невозможна без восстановления (ресинте за) АТФ.
Ресинтез АТФ происходит за счет энергии, которая освобождается при втором, более медленном процессе дефосфорилирования
креатинфосфорной кислоты на креатин и фосфорную кислоту:
2. Креатинфосфат → креатин + Н
+ 10, 5 тыс. ккал →
3РO4
→ ресинтез АТФ
За счет этой энергии могут быть выполнены интенсивные, но
не продолжительные нагрузки – от 20–30 с до 1–2 мин (бег на
100 м). При более длительных нагрузках происходит расщепление углеводов:
3. Гликолиз → глюкозофосфат → 2 молекулы молочной кислоты +
+ Q (гликогемолиз)
38
В результате этой реакции происходит распад глюкозы и расщепление глюкозофосфата до молочной кислоты с выделением
энергии, которая идет на ресинтез АТФ и креатинфосфата.
Для дальне йших реакций необ ходимо наличие кислорода –
начинается аэробная фаза, во время которой происходит распад
молочной кислоты до углекислого газа (СО
4. Молочная кислота → СО
+ H2O + 700 ккал
2
) и воды (Н2О):
2
Освободившаяся энергия идет на ресинтез молочной кислоты
до глюкозы и гликогена, а также – на восстановление АТФ и креатинфосфорной кислоты.
Запас АТФ в скелетных мышцах обеспечивает всего лишь 10
одиночных сокращений. При максимальном мышечном сокращении имеющихся в тканях запасов АТФ достаточно только на
одну секунду. Энергия креатинфосфата, концентрация которого
в 3–8 раз больше, чем АТФ, может поддержать такое сокращение
в течение еще нескольких секунд. При максимальном сокращении
на протяжении нескольких секунд абсолютно необходим анаэробный гликолиз, в котором используются запасы гликогена. Ресинтез гликогена из образующейся при этом молочной кислоты возможен лишь в аэробных условиях, поэтому при работе мышц так
необходим кислород. При его отсутствии нарушается ресинтез
гликогена и запасы углеводов быстрo истощаются. Процесс расслабления мышцы связан с обратным поступлением Са
2+
в сарко-
плазматический ретикулум [59].
Таким образом, механизм мышечного сокращения сопряжен
с расходованием энергетических ресурсов. Истощение данных
ресурсов приводи т к проявлению ряда специфических физиологических состояний организма, о чем речь пойдет далее.
? Контрольные вопросы и задания
1. Расскажите о строении сократительного аппарата мышц.
2. Раскройте механизм мышечного сокращения.
3. Дайте общую характеристику механизмам потребления энер-
гии при мышечном сокращении.
39
2.4. Физиологические состояния
при занятиях физическими упражнениями
В тренировочной деятельности можно выделить три основные
периода: предстартовый, основной (рабочий) и восстановитель-
ный [38, 51, 80 и др.].
Предстартовое состояние характеризуется функциональными изменениями, предшествующими началу работы (выполнению физических упражнений). Различают раннее предстартовое
состояние, собственно, стартовое состояние и разминку. По своей
природе предстартовое состояние – это условно-рефлекторные
реакции, готовящие организм к предстоящей работе, ускоряющие
процессы врабатывания. Данные изменения связаны с активацией лимбической и симпатоадреналовой систем, повышением
в крови катехоламинов (адреналина и норадреналина), глюкоз ы
крови. Кислородтранспортная система (КТС) в этот период приходит в динамику в результате второсигнальных раз дражителей,
эмоциональных реакций.
В зависимости от поставленной задачи, изменений физиологических функций и эмоционального статуса предстартовое состояние проявляется в трех видах: предстартовой готовности (умеренном эмоциональном возбуждении), лихорадке (возбуждении)
и апатии (угнетении) [51, 80].
Занятиям физической культурой должна предшествовать разминка (общая или специальная), т.е. физические упражнения,
которые являются вводными к тренировкам и соревнованиям
и оптимизируют функциональное состояние организма. Они
усиливают возбудимость сенсорных, моторных и вегетативных
нервных центров, деятельность желез внутренней секреции; всех
звеньев КТС; обеспечивают повышение температуры тела, снижение вязкости мышц, повышение скорости их сокращения, усиление диссоциации оксигемоглобина. В отличие от общей разминки,
сопровождающейся перечисленными эффектами, специальная
разминка по своему характеру ближе к предстоящей тренировочной деятельности.
В рабочем периоде различают быстрые изменения функционального состояния организма, определяемые как состояние
врабатывания и следующий за ним отн осительно устойчивый
период (устойчивое состояние), характеризующийся медленными изменениями основных физиологических функций.
Врабатывание – это начальный период работы, связанный
с настройкой нервной и эндокринной систем, достижением тре-
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]