4.3. Морфологические проявления компенсаторно-приспособительных процессов.

Компенсаторно-приспособительные процессы с морфологической точки зрения включают: 1) гипертрофию-увеличение массы функциональных единиц органа, сопровождающееся интенсификацией его функций. Характеризуется увеличением объёма и массы органа, объёма клеточных элементов, количества клеток (гиперплазия); 2) атрофию- уменьшение объёма и размера органов, качественные изменения клеточных элементов, приводящие к их гибели.

Гипертрофия бывает истинная: перестройка паренхиматозных клеток (мышечных волокон, остеоцитов); ложная: увеличение межуточной ткани (жировой или соединительной).

Гипертрофии предшествуют биохимические процессы. При повышении энергозатрат усиливается расщепление белково-липидных комплексов протоплазмы на большое количество легкоокисляемых молекул. Это приводит к повышению осмотического давления и ацидозу, сопровождается набуханием клеточной протоплазмы (наблюдается на мышечных волокнах при длительном сокращении). Ацидотические сдвиги, вызывая гиперемию (повышенный приток крови) приводят к гипертрофии.

Набухание клеток, связанное с поглощением воды, изменяет концентрацию структурных элементов цитоплазмы. Включаются механизмы авторегуляции и все внутриклеточные процессы становятся ориентированными на синтез новых внутриклеточных структур. Мышечная деятельность целенаправленно влияет на цикл самообновления клетки.

Методом меченных атомов (Р ³², Са ⁴⁵) установлено, что ежедневно в организме обменивается от 10 до 20% минеральных веществ костной ткани. По данным Г.Гевеси (1940) в течение 50 дней обменивается 29% фосфора бедренной и большеберцовой костей, примерно ½ минеральных веществ лопатки, наблюдается полное обновление фосфатидов костного мозга.

Для спортивного отбора значительный интерес представляет изучение пропорций тела, степень развития костной системы ( не безралично значение роста для баскетболистов, длины руки для копъеметателей), патологические изменения в виде костных выступов- остеофитов, участки разряжения костной ткани (с отрицательного заряда на положительный). Рост кости усиливается в местах отрицательного заряда, в области положительного- наблюдается деструкция костной ткани, что характеризует состояние перетренированности. Отрицательный заряд образуется на поверхности костной пластины при её деформации, пропорционально величине нагрузки и силе деформации.

Антропометрический метод позволяет количественно определить тотальные и парциальные размеры костей и их изменения при занятии спортом. Изменение диаметра дистальных концов предплечья, плеча, бедра, голени позволяет определить абсолютное и относительное количество костного компонента в весе тела: для определения абсолютной массы костной ткани О=L· О²· k, где О-абсолютная масса костной ткани (кг), L- длина тела (см), О- средняя величина диаметра дистальных эпифизов плеча, предплечья, бедра, голени, k=1,2.

Для определения относительной массы абсолютная величина исследуемого компонента веса делится на вес тела и умножается на 100 %.

П.Ф.Лесгафт доказал, что под влиянием сильного сжатия уменьшается рост костей и изменяется их форма.

При определении предела прочности плечевой кости, взятой от трупа 45 лет с хорошо развитой мускулатурой, он оказался равным 242 кг/см². Бедренная кость в вертикальном положении выдерживает давление в 1,5 т, большеберцовая- до 1,8 т. Кости, расположенные ближе к площади опоры, испытывают большую нагрузку, подвергаются перестройке.

С помощью люминесцентного метода (вводят биомицин в дозе до 300 тыс. ед. на 1 кг веса, который откладывается в костях и флюоресцирует в ультрафиолетовом свете, по интенсивности свечения жёлтого) судят об изменении поверхности роста (аппозиционного).

Адаптационные изменения в костной системе у спортсменов проявляются на молекулярном уровне: повышением синтеза белков, мукополисахаридов, ферментов и других веществ, в костной ткани усиливается отложение неорганических веществ, обеспечивающих прочность; повышается активность митохондрий, рибосом, лизосом, эндоплазматической сети; на тканевом уровне: повышенная остеонизация костной ткани (образование новых остеонов, которые обладают достаточным запасом прочности. Но одновременно- разрушение старых остеонов и образование большого количества новых костных пластин, более упругих; на органном: изменение химического состава в костях; изменение формы, внутреннего строения, роста и сроков окостенения.

Химический состав костей под влиянием нагрузки сдвигается в сторону увеличения содержания неорганических веществ (кальция, фосфора). Увеличения плотности костной ткани. В местах прикрепления сухожилий мышц образуются гребни, бугры, шероховатости. У штангистов сильно меняется форма лопатки и ключицы (она утолщается), подмышечный край лопатки становится неровным. У пловцов в связи с гипертрофией дельтовидной мышцы увеличивается диафиз плечевой кости, хирургическая шейка сглаживается. У гребцов на байдарке- слабо выражена шейка лучевой кости в результате повышения бугристости, где прикрепляется двуглавая мышца плеча. У боксёров и штангистов- изменяется изгиб диафиза лучевой кости. У гимнастов кости запястья характеризуются угловатой формой, своеобразные очертания трапециевидной, головчатой, ладьевидной костей. У художественных гимнастов, фехтовальщиков, метателей молота- ладьевидная и полулунная кости приобретают округлую форму. У легкоатлетов, спортивных игровиков, гимнастов, лыжников, прыгунов в воду в области таза наблюдаются значительные изменения формы вертлужной впадины. У метаталей диска утолщён дистальный конец диафиза бедра, у бегунов- сильное утолщение большеберцовой кости (в области бугристости) и малоберцовой (в области головки). У хоккеистов и борцов увеличивается ширина проксимальных эпифизов костей голени. У пловцов позвонки приобретают черырёхугольную форму, у штангистов- клиновидную, так же у борцов и велосипедистов.

Надкостница при занятии спортом резко утолщается вследствие повышенной функции её внутреннего (камбиального, костеобразующего) слоя. На рентгенограммах она становится видимой в виде узкой полосы, прилегающей к компактному слою (обычно- не видима), в дальнейшем окостеневающая часть надкостницы сливается с компактным слоем диафиза, обусловливая его утолщение.

Как указано выше, компактное вещество костей, как правило, у спортсменов утолщается ( у пловцов, бегунов, штангистов, конькобежцев, футболистов- сильное утолщение. В теннисе, метании, где верхняя конечность подвергается неодинаковой нагрузке- асимметричное утолщение). У фехтовальщиков, метателей рабочая гипертрофия на верхней правой конечности в плечевой кости и в области первой пястной, на нижней конечности- в области пяточного бугра (выпады и удары пяткой). У боксёров- асимметричное изменение компактного слоя, наибольшее воздействие на головки пястных костей (I, III, V). У легкоатлетов- прыгунов перестройка компактного вещества на толчковой ноге (поперечные размеры диафиза бедренной кости увеличиваются на 1-5 мм). У велосипедистов- равномерное увеличение компактного слоя по всей длине диафиза бедренной кости. У стрелков из винтовки наблюдаются изменения в костях предплечья (лучевой, локтевой), так как эти кости подвергаются сжатию. Момент вращения силы тяжести предплечья, уравновешивается моментом вращения силы мышц-сгибателей и супинаторов предплечья. У стрелков из пистолета- на плечевой кости утолщение проксимального эпифиза, анатомической шейки, диафиза на локтевой кости, скелете кисти. Пистолет, удерживаемый в вытянутой руке, увеличивает плечо силы тяжести верхней конечности и момент её вращения по отношению к центру плечевого сустава. Это приводит к увеличению моментов ращения дельтовидной и надостной мышц, следовательно, изменению проксимального эпифиза плечевой кости. В локтевой кости наблюдаются изменения, потому что она противостоит действию увеличивающегося момента силы тяжести в отношении локтевого сустава.

У людей, не занимающихся спортом, губчатое вещество эпифизов костей обычно имеет периферическую зону с относительно мелкими ячейками и центральную – с крупными. Высокие нагрузки приводят к увеличению размеров ячеек губчатого вещества.

Костномозговая полость в костях спортсменов в связи с утолщением компактного слоя уменьшается. Рост костей связан с процессом синостозирования, или окостенения, продолжающимся пока не образуются синостозы в области эпифизарных хрящей.

При динамических нагрузках (например, скоростной бег в тредбане)- стимулируется продолжение роста трубчатых костей, увеличивается их масса, изменяется форма.

При нагрузках статического характера наблюдается укорочение костей вследствие задержки окостенения. У акробатов, пловцов, гребцов, метателей диска- увеличение сроков роста костей в длину. В сесамовидных костях кисти, увеличивающих плечо силы мышц (при теннисе, тяжёлой атлетике), наблюдается более ранний переход хрящевой ткани в костную.

Рабочая гипертрофия костей у юных спортсменов отмечается через 6-7 месяцев после начала тренировок, у спортсменов среднего и старшего возрастов- через 1-1,5 года.