|
Скачать 1.73 Mb.
|
Селуянов В.Н. «Технология оздоровительной физической культуры». М.: СпортАкадемПресс, 2001. - 172 с. (Библиотека журнала "Аэробика") ISBN 5-8I34-0050-8 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 6 ВВЕДЕНИЕ 7 ГЛАВА 1. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЗДОРОВИТЕЛЬНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ 9 1.1. Биология клетки 9 Нервно-мышечный аппарат 9 Биохимия клетки (энергетика) 11 Физиология мышечной деятельности 12 Сердце и кровообращение 16 Эндокринная система 17 Иммунная система 20 Пищеварение 21 Жировая ткань 23 1.2. Анатомия опорно-двигательного аппарата 25 Скелет 25 Мышцы 27 ^ ЗАБОЛЕВАНИЙ И СТАРЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА 34 Ишемическая болезнь сердца 34 Рак 35 Старение 36 Заключение 37 ^ 39 3.1. Циклическая аэробика 39 3.2. Использование аэробных упражнений в оздоровительной физической культуре 42 3.3. Гимнастическая аэробика 44 3.4. Бодибилдинг (культуризм) 46 ![]() 3.6. Физиология силового упражнения 48 3.7. Методика силовой тренировки 52 3.8. Принципы построения силовой тренировки .56 ^ ОЗДОРОВИТЕЛЬНОЙ ТРЕНИРОВКИ 60 4.1. Принципы построения системы ИЗОТОН 61 Принцип минимизации роста систолического артериального давления 61 Принцип предельного стрессового напряжения 62 Принцип неразрывности тренировочного процесса и питания 63 4.2. Построение тренировочного занятия 63 Биомеханика упражнений оздоровительной гимнастики 63 Подготовительная часть урока 64 Стретчинг 65 Планирование основной части урока 66 Заключительная часть урока 72 4.3. Планирование микроцикла 72 Исследование рационального сочетания объема и интенсивности выполнения физических упражнений в микроцикле методом математического имитационного моделирования 72 Теоретическое и экспериментальное обоснование микроциклов ... .89 4.4. Планирование мезоцикла 82 4.5. Планирование большого цикла подготовки 83 ^ С ПИТАНИЕМ 84 Цель — снижение толщины жировых складок вместе с повышением силы и выносливости основных мышечных групп 84 Цель — уменьшение мышечной массы и подкожного жира 86 Цель — увеличение объема мышц, сохранение количества подкожного жира 87 Цель — увеличение мышечной и жировой массы 88 ^ В ОЗДОРОВИТЕЛЬНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЕ 90 Конституция человека 91 Соматотип 92 Пропорции тела 94 Соматотип и болезни 96 Соматотип и нервная система 98 Связь соматики с гормонами 100 Жир тела, жировая ткань и масса тела без жира 105 Антропометрические обследования 107 Контроль функционального состояния 111 ^ ТРЕНИРОВКОЙ 114 Введение 114 Общие основы питания 115 Научные основы пищеварения 115 Научные основы питания 117 Питание в спортивной тренировке 120 Алкароз 131 Разработка рациона питания 132 ^ И ДОВРАЧЕБНАЯ ПОМОЩЬ 146 Организация первой помощи при травмах 147 Оказание первой помощи при травмах и внезапных заболеваниях . . .147 ПРИЛОЖЕНИЯ 158 Список сокращений ![]() ![]() ТОФК - теория оздоровительной физической культуры VИМ - умозрительное имитационное моделирование МИМ - математическое имитационное моделирование ЦНС - центральная нервная система ССС - сердечно-сосудистая система ДЕ - двигательная единица ДС - дыхательная система ЭС - эндокринная система ИС - иммунная система MB - мышечное волокно ММВ - медленное MB ПМВ - промежуточное MB БМВ - быстрое MB МФ - миофибрилла MX - митохондрия Гл - гликоген СПР - саркоплазматический ретикулум ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота РНК - рибонуклеиновая кислота и-РНК - информационная-РНК т-РНК - транспортная-РНК р-РНК - рибосомальная-РНК СЖК - свободные жирные кислоты АТФ - аденозинтрифосфорная кислота АДФ - аденозиндифосфорная кислота АМФ - аденозинмонофосфорная кислота ц-АМФ - 3,5-циклический аденозинмонофосфат Кр - креатин Ф - неорганический фосфат АсК-А - ацетил-коэнзим-А Н+ - ион водорода, или протон рН - показатель концентрации водородных ионов ЛДГ-М – лактатдегидрогеназа мышечного типа ЛДГ-С – лактатдегидрогеназа сердечного типа МК (La) - лактат (молочная кислота) О2 - кислород СО2 - углекислый газ Са - ион кальция АКТГ - адренокортикотропный гормон Г - гормон Р - рецептор Г-Р - комплекс Г-Р МГ - миоглобин Кап - капилляры МАМ - максимальная алактатная мощность МПК - максимальное потребление кислорода ЧСС - частота сердечных сокращений АэП - аэробный порог АнП - анаэробный порог ВАэП - вентиляционный АэП ВАнП - вентиляционный АнП ЭМГ - электромиограмма ПЭМГ - поверхностная ЭМГ МПС - максимальная произвольная сила (Fmax) ПМ - произвольный максимум МБС - максимальная быстрая сила ОФ – окислительное фосфорилирование МУН - метод углеводного насыщения И - интенсивность П - продолжительность Э - эффективность Р - результат ОАСС - общий адаптационный синдром Селье ВВЕДЕНИЕ Оздоровительная физическая культура становится в конце XX века одним из основных факторов здорового образа жизни. Эмпирический опыт и эмпирические исследования убеждают в том, что занятия любыми физическими упражнениями ведут к снижению риска заболевания сердечно-сосудистой системы, раком и другими болезнями. Наиболее популярными системами оздоровления признаются аэробика, бодибилдинг, спортивные игры, йога, китайская гимнастика, калланетик и другие. Однако знакомство с научными публикациями убедило в том, что существенного теоретического обоснования ни одна из перечисленных систем не имеет. Кроме этого, были обнаружены публикации, в которых экспериментально доказана очень низкая эффективность наиболее популярных систем оздоровления, таких, как разные виды аэробики. По определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) понятие "здоровье" означает отсутствие болезней в сочетании с полным физическим, психическим и социальным благополучием. Физическая культура может решить задачи профилактики заболеваний, т.е. обеспечить физическое благополучие. Отчасти могут быть решены задачи психического благополучия, поскольку возбуждение в двигательной зоне коры головного мозга стягивает на себя более слабые очаги возбуждения в других частях мозга. Например, застойные психические напряжения, связанные с обыденной жизнью (плохие отношения в семье, на работе и пр.) ведут к истощению отдельных нервных клеток из-за их постоянной активности. Выполнение физических упражнений снимает активность (тормозит) со всех клеток мозга, кроме тех, которые отвечают за выполнение физических упражнений. Поэтому большинство клеток мозга отдыхают и восстанавливают свои "силы". Следовательно, физические упражнения частично решают проблемы психического благополучия человека. И все же главная задача физической культуры - физическое благополучие, т.е. профилактика основных видов заболеваний, которыми болеет большинство людей по мере старения. Статистика показывает, что около 50% людей умирает от ишемической болезни сердца, около 20% - от рака. Более 80% взрослых испытывают болевые ощущения в спине. Для того чтобы понять причины возникновения этих заболеваний, а также определить пути их профилактики, надо знать, как устроен наш организм (анатомия) и как он функционирует (физиология). Поэтому приведем в следующей главе краткие сведения из анатомии и физиологии, а потом объясним причины появления основных видов болезней современного человечества конца XX века. ^ ОЗДОРОВИТЕЛЬНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ 1.1. Биология клетки Клетка - основная структурная единица всех живых организмов, элементарная живая целостная система. Она имеет протоплазму, окруженную мембраной. Клетка имеет ядро, в котором содержится наследственная информация ДНК. В протоплазме имеются следующие структурные образования, их еще называют органеллами или органоидами:
- специализированные органеллы - структурные компоненты клетки, присущие определенным видам клеток, например, миофибриллы - мышечным волокнам. ^ Человек выполняет физические упражнения и тратит энергию ![]() ![]() Нервно-мышечный аппарат - это совокупность двигательных единиц (ДЕ). Каждая ДЕ включает мотонейрон, аксон и совокупность мышечных волокон. Количество ДЕ остается неизменным у человека. Количество MB в мышце возможно и поддается изменению в ходе тренировки, однако не более чем на 5%. Внутри MB происходит гиперплазия (рост количества элементов) многих органелл: миофибрилл, митохондрий, саркоплазматического ретикулума (СПР), глобул гликогена, миоглобина, рибосом, ДНК и др. Изменяется также количество капилляров, обслуживающих MB. Миофибрилла является специализированной органеллой мышечного волокна (клетки). У всех животных она имеет примерно равное поперечное сечение. Состоит из последовательно соединенных саркомеров, каждый из которых включает нити актина и миозина. Между нитями актина и миозина могут образовываться мостики и при затрате энергии, заключенной в АТФ, может происходить поворот мостиков, т.е. сокращение миофибриллы, сокращение мышечного волокна, сокращение мышцы. Мостики образуются в присутствии в саркоплазме ионов кальция и молекул АТФ. Увеличение количества миофибрилл в мышечном волокне приводит к увеличению его силы, скорости сокращения и размера. Вместе с ростом миофибрилл происходит разрастание и других обслуживающих миофибриллы органелл, например, саркоплазматического ретикулума. ^ - это сеть внутренних мембран, которая образует пузырьки, канальцы, цистерны. В MB СПР образует цистерны, в этих цистернах скапливаются ионы кальция (Са). Предполагается, что к мембранам СПР прикреплены ферменты гликолиза, поэтому при прекращении доступа кислорода происходит значительное разбухание каналов. Это явление связано с накоплением ионов водорода (Н ), которые вызывают частичное разрушение (денатурацию) белковых структур. Для механизма мышечного сокращения принципиальное значение имеет скорость откачивания Са из саркоплазмы, поскольку это обеспечивает процесс расслабления мышцы. В мембраны СПР встроены натрий-калиевые и кальциевые насосы, поэтому можно предположить, что увеличение поверхности мембран СПР по отношению к массе миофибрилл должно вести к росту скорости расслабления MB. Следовательно, увеличение максимального темпа или скорости расслабления мышцы (интервала времени от конца электрической активации мышцы до падения механического напряжения в ней до нуля) должно говорить об относительном приросте мембран СПР. Поддержание максимального темпа обеспечивается запасами в МИ АТФ. КрФ, массой миофибрилиярных митохондрий, массой саркоплазматических митохондрий, массой гликолитических ферментов и буферной емкостью содержимого мышечного волокна и крови. Все эти факторы влияют на процесс энергообеспечения мышечного сокращения, однако способность поддерживать максимальный темп должна зависеть преимущественно от митохондрий СПР. Увеличивая количество окислительных MB, или другими словами аэробных возможностей мышцы, продолжительность упражнения с максимальной мощностью растет. Обусловлено это тем, что поддержание концентрации КрФ в ходе гликолиза ведет к закислению MB, торможению процессов расхода АТФ из-за конкурирования ионов Н с ионами Са на активных центрах головок миозина. Поэтому процесс поддержания концентрации КрФ при преобладании в мышце аэробных процессов идет по мере выполнения упражнения все более эффективнее. Важно также то, что митохондрии активно поглощают ионы водорода, поэтому при выполнении кратковременных предельных упражнений (10-30 с) их роль больше сводится к буферированию закисления клетки. Митохондрии располагаются везде, где требуется в большом количестве энергия АТФ. В мышечных волокнах энергия требуется для сокращения миофибрилл, поэтому вокруг них образуются миофибриллярные митохондрии. ^ Процессы мышечного сокращения, передачи нервного импульса, синтеза белка и др. идут с затратами энергии. В клетках энергия используется в виде АТФ. Освобождение энергии, заключенной в АТФ, осуществляется благодаря ферменту АТФ-азе, который имеется во всех местах клетки, где требуется энергия. По мере освобождения энергии образуются молекулы АДФ, Ф, Н+. Ресинтез АТФ осуществляется в основном за счет запаса КрФ. Когда КрФ отдает свою энергию для ресинтеза АТФ, то образуется Кр и Ф. Эти молекулы распространяются по цитоплазме и активизируют ферментативную активность, связанную с синтезом АТФ. Существуют два основных пути образования АТФ: анаэробный и аэробный. Анаэробный путь, или гликолиз, связан с ферментативными системами, расположенными на мембране саркоплазматического ретикулума и в саркоплазме. При появлении рядом с этими ферментами Кр и Ф запускается цепь химических реакций, в ходе которых гликоген или глюкоза распадается до пирувата с образованием молекул АТФ. Молекулы АТФ тут же отдают свою энергию для ресинтеза КрФ, а АДФ и Ф ![]() 1) подойти к митохондриям, превратиться в Ацетил-коэнзим-А, подвергнуться окислительному фосфорилированию до образования углекислого газа, воды и молекул АТФ. Этот метаболический путь - гликоген-пируват-митохондрия-углекислый газ и вода - называют аэробным гликолизом; 2) с помощью фермента ЛДГ-М (лактат-дегидрогеназы мышечного типа) пируват превращается в лактат. Этот метаболический путь - гликоген-пируват-лактат – называется анаэробным гликолизом и сопровождается образованием и накоплением ионов водорода. ^ или окислительное фосфорилирование, связан с митохондриальной системой. При появлении рядом с митохондриями Кр и Ф с помощью митохондриальной КФК-азы выполняется ресинтез КрФ за счет АТФ, образовавшейся в митохондрии. АДФ и Ф поступают обратно в митохондрию для образования новой молекулы АТФ. Для синтеза АТФ имеется два метаболических пути:
поглощением ионов водорода, а в медленных мышечных волокнах (MB сердца и диафрагмы) преобладает фермент ЛДГ-Н (лактат-дегидрогеназа сердечного типа), который более интенсивно превращает лак-тат в пируват. Поэтому при функционировании медленных мышечных волокон (ММВ) идет быстрое устранение лактата и ионов водорода. Увеличение в MB лактата и Н+ приводит к ингибированию окисления жиров, а интенсивное окисление жиров приводит к накоплению в клетке цитрата, а он угнетает ферменты гликолиза. ^ Биохимия и физиология мышечной активности при выполнении физической работы могут быть описаны следующим образом. Покажем с помощью имитационного моделирования, как разворачиваются физиологические процессы в мышце при выполнении ступенчатого теста. На вход модели было введено: ММВ=50%, амплитуда ступеньки -5%, длительность - 1 мин. На первой ступеньке в связи с малым внешним сопротивлением рекрутируются, согласно "правилу размера" Ханнемана, низкопороговые ДЕ (MB). Они имеют высокие окислительные возможности, субстратом в них являются жирные кислоты. Однако первые 10-20 с энергообеспечение идет за счет запасов АТФ и КрФ в активных MB. Уже в пределах одной ступеньки (1 мин) имеет место рекрутирование новых мышечных волокон, благодаря этому удается поддерживать заданную мощность на ступеньке. Вызвано это снижением концентрации фосфогенов в активных MB, то есть силы (мощности) сокращения этих MB, усилением активирующего влияния ЦНС, а это приводит к вовлечению новых ДЕ (MB). Постепенное ступенчатое увеличение внешней нагрузки (мощности) сопровождается пропорциональным изменением некоторых показателей: растет ЧСС, потребление кислорода, легочная вентиляция, не изменяется концентрация молочной кислоты и ионов водорода. При достижении внешней мощности некоторого значения наступает момент, когда в работу вовлекаются все ММВ и начинают рекрутироваться промежуточные мышечные волокна (ПМВ). В ПМВ после снижения концентрации фосфогенов активизируется гликолиз, часть пирувата начинает преобразовываться в молочную кислоту, которая выходит в кровь, проникает в ММВ. Попадание в ММВ лактата ведет к ингибированию окисления жиров, субстратом окисления становится в большей мере гликоген. Следовательно, признаком рекрутирования всех ММВ является увеличение в крови концентрации лактата и усиление легочной вентиляции. Легочная вентиляция усиливается в связи с образованием и накоплением в ПМВ ионов водорода, которые при выходе в кровь взаимодействуют с буферными системами крови и вызывают образование избыточного (неметаболического) углекислого газа. Повышение концентрации углекислого газа в крови приводит к активизации дыхания. Таким образом, при выполнении ступенчатого теста имеет место явление, которое принято называть аэробным порогом (АэП). Появление АэП свидетельствует о рекрутировании всех ММВ. По величине внешнего сопротивления можно судить о силе ММВ, которую они могут проявить при ресинтезе АТФ и КрФ за счет окислительного фосфорилирования. Дальнейшее увеличение мощности требует рекрутирования более высокопороговых ДЕ (MB), это усиливает процессы анаэробного, гликолиза, больше выходит лактата и ионов Н в кровь. При попадании лактата в ММВ он превращается обратно в пируват с помощью фермента ЛДГ-Н. Однако мощность митохондриальной системы ММВ имеет предел. Поэтому сначала наступает предельное динамическое равновесие между образованием лактата и его потреблением в ММВ и ПМВ, а затем равновесие нарушается и некомпенсируемые метаболиты - лактат, Н+, СО2 - вызывают резкую интенсификацию физиологических функций. Дыхание - один из наиболее чувствительных процессов, реагирует очень активно. Кровь при прохождении легких в зависимости от фаз дыхательного цикла должна иметь разное парциальное напряжение СО2. "Порция" артериальной ![]() Дальнейший рост внешней мощности делает необходимым вовлечение все более высокопороговых ДЕ, иннервирующих гликолитические MB. Динамическое равновесие нарушается, продукция Н+, лактата начинает превышать скорость их устранения. Это сопровождается дальнейшим увеличением легочной вентиляции, ЧСС и потребления кислорода. После АнП потребление кислорода в основном связано с работой дыхательных мышц и миокарда. При достижении предельных величин легочной вентиляции и ЧСС или при локальном утомлении мышц потребление кислорода стабилизируется, а затем начинает уменьшаться. В этот момент фиксируют МПК. Таким образом, ^ Энергообеспечение мышечной активности в упражнениях длительностью более 60 секунд в основном идет за счет запасов гликогена в мышце и в печени. Однако продолжительность выполнения упражнений с мощностью от 90% максимальной аэробной мощности (МАМ) до мощности АнП не связана с исчерпанием запасов гликогена. Только в случае выполнения упражнения с мощностью АнП отказ от поддержания заданной мощности возникает в связи с исчерпанием в мышце запасов гликогена. Таким образом, для оценки запасов в мышцах гликогена необходимо определить мощность АнП и выполнять такое упражнение до предела. По длительности поддержания мощности АнП можно судить, о запасах гликогена в мышцах. Увеличение мощности АнП, иначе говоря, рост митохондриальной массы ММВ, приводит к адаптационным процессам - увеличению количества капилляров и их плотности (последнее вызывает увеличение транзитного времени крови). Что дает основание к предположению, что увеличение мощности АнП одновременно говорит о росте как массы ММВ, так и степени капилляризации ММВ. Косвенную оценку состояния сердечно-сосудистой системы можно дать по результатам ступенчатого теста. Анализ взаимосвязей между выполняемой мощностью и ЧСС, потреблением кислорода, легочной вентиляцией показал наличие линейной зависимости до момента появления аэробного порога (АэП). В тесте на велоэргометре при КПД = 23% каждый литр потребленного кислорода (л/мин) соответствует 20 л/мин легочной вентиляции, 75-80 Вт мощности. Если учесть, что к активным мышцам кровь приходит при любой допороговой мощности с одинаковой концентрацией кислорода, то концентрация кислорода и углекислого газа в венозной крови будет зависеть от мощности функционирования мышцы и объемной скорости кровотока. Судя по имеющимся данным, изменение размеров сердца не влияет на объемную скорость кровотока в мышце, однако ЧСС на стандартной нагрузке снижается. Следовательно, по ЧСС на стандартной допороговой нагрузке можно судить об ударном объеме сердца, иначе говоря, об объеме левого желудочка и силе миокарда. Для определения функциональных возможностей эндокринной и иммунной систем пока не разработано тестов. Существуют попытки определения реактивности иммунной системы по реакции антител человека на чужеродный белок - бараньи эритроциты. Однако этот метод трудоемок, требует взятия пробы крови, в тренерской практике мало пригоден. Наиболее простой способ контроля за состоянием эндокринной и иммунной систем - это регулярное тестирование силовых возможностей спортсмена: в случае падения уровня силы при обычной тренировке, дающей прирост силы, можно предполагать снижение функциональных возможностей эндокринной системы или недостаточный уровень продукции гормонов для обеспечения в целом тренировочного процесса. Снижение концентрации гормонов в крови ведет к снижению интенсивности процессов синтеза, в частности возможности продуцирования иммунной системой плазмоклеток, что приводит к явлению иммунодефицита. Таким образом, регулярное тестирование силовых возможностей мышц - основа контроля за состоянием эндокринной и иммунной систем. Возможно, регулярное тестирование кистевой динамометрии у легкоатлетов-бегунов в работах Н. Озолина косвенно характеризовало состояние эндокринной системы, поскольку специальной тренировки на эти мышечные группы не делалось, а при правильной Тренировке, обеспечивающей повышенную концентрацию гормонов в крови, должно происходить увеличение силы во всех мышечных группах. Эту мысль подтверждают экспериментальные данные о росте силы у ноги, которая не тренировалась, при силовой тренировке другой ноги. ^ Деятельность сердца и сосудов обеспечивает кровообращение - непрерывное движение крови в организме. В своем движении кровь проходит по большому И малому кругам кровообращения. Большой круг начинается от левого желудочка сердца, включает аорту, отходящие от нее артерии, артериолы, капилляры, вены и заканчивается полыми венами, впадающими в правое предсердие. Малый круг кровообращения начинается от правого желудочка, далее - легочная артерия, легочные артериолы, капилляры, вены, легочная вена, впадающая в левое предсердие. Функцией сердца является ритмическое нагнетание в артерии крови. Сокращение мышечных волокон (миокардиоцитов) стенок предсердий и желудочков называют систолой, а расслабление - диастолой. Количество крови, выбрасываемое левым желудочком сердца в минуту, называется минутным объемом кровотока (МОК). В покое он составляет 4-5 л/мин. Разделив МОК на частоту сердечных сокращений в минуту (ЧСС), можно по лучить ударный объем кровоток или сердца (УОС). В покое он составляет 60-70 мл крови за удар. Частота и сила сокращений зависят от нервной, гуморальной (адреналин) регуляции и биомеханических условий работы желудочков. При вертикальном положении тела имеется механический фактор - сила тяжести крови, затрудняющий работу сердца, приток венозной крови к правому предсердию. В нижних конечностях скапливается до 300-800 мл крови. При мышечной работе минутный объем кровотока растет за счет увеличения ЧСС и УОС. Заметим, что УОС достигает максимума при ЧСС 120-150 уд/мин, а максимум ЧСС бывает при 180-200 и более уд/мин. МОК достигает 18-25 л/Мин у нетренированных лиц при достижении максимальной ЧСС. В этот момент сердце доставляет организму максимум кислорода: V02 = МОК • Нв * 0,00134 = 20 • 160 • 0,00134 = 4,288 л/мин Здесь Нв - содержание гемоглобина в крови, г/л крови; 0,00134 -кислородная емкость гемоглобина в артериальной крови. Если бы мышцы нетренированного человека могли бы полностью использовать весь приходящий кислород, то этот человек мог бы стать мастером спорта по бегу на длинные дистанции (бегуны мирового класса потребляют кислород на уровне анаэробного порога 4,0-4,5 л/мин). Однако в мышцах мало митохондрий, поэтому максимальное потребление кислорода (МПК) у нетренированного мужчины составляет 3-3,5 л/мин (45-50 мл/кг/мин), у нетренированной женщины - 2-2.2 л/мин (40-45 мл/кг/мин). На уровне анаэробного порога потребление кислорода составляет в среднем 60-70% МПК, что в 2 раза меньше, чем у мастеров спорта. ^ Сердце при сокращении (систоле) выталкивает кровь в аорту и легочную артерию, растягивая их и создавая давление крови (Р). Движению крови препятствует сосудистое (периферическое) сопротивление. Максимальное давление называется систолическим артериальным давлением (САД), минимальное - диастолическим артериальным давлением (ДАД). В условиях покоя в норме САД = 120мм рт. ст., ДАД = 80мм рт. ст. Между растяжимостью (эластичностью) артерий и давлением крови в сосудах имеется обратная зависимость. Чем растяжимее артерии, тем больше крови может быть нагнетено без увеличения артериального давления (АД). При артериосклерозе стенка аорты менее эластична, поэтому надо сильнее нагнетать кровь (тот же объем крови, что и у здорового человека), чтобы «на дальше прошла по сосудам. Сопротивление кровотоку зависит от вязкости крови и главным образом просвета сосудов. Увеличение напряжения мышц вызывает перекрытие сосудов - увеличение сосудистого сопротивления. Накопление в крови мышц продуктов анаэробных процессов (рН, рСО2, уменьшение рО2 и др.) приводит к рабочей гиперемии - расширению кровеносных сосудов, т.е. уменьшению АД. Нервный контроль и гуморальный наиболее важны в управлении функциями сосудистой системы. Симпатические нервные волокна иннервируют гладкие мышцы в стенках артериальных и венозных сосудов, особенно мелких. Кровоток через капилляры определяется местными факторами. Сосудосуживающий эффект связан с выделением из окончаний адренергических симпатических волокон норадреналина, который вызывает эффект сокращения гладко-мышечных сосудистых клеток, имеющих альфа-рецепторы на мембране (почки, печень, желудочно-кишечный тракт, легкие, кожа). Сосудорасширительный эффект (вазодилятацию) вызывает действие норадреналина и адреналина на гладкомышечные клетки, имеющие бета-рецепторы (сосуды скелетных мышц, сердца, надпочечников). ^ Эндокринная система состоит из желез внутренней секреции: гипофиза, щитовидной, околощитовидных, ![]() Регуляция выделения гормонов осуществляется нервно-гуморальным путем. Изменение состояния физиологических процессов достигается посылкой нервных импульсов из ЦНС (ядер гипоталамуса) к некоторым железам (гипофизу). Выделяемые передней долей гипофиза гормоны регулируют деятельность других желез - щитовидной, половых, надпочечников. Принято различать симпатоадреналовую, гипофизарно-адренокортикальную, гипофизарно-половую системы. ^ ответственна за мобилизацию энергетических ресурсов. Адреналин и норадреналин образуются в мозговом веществе надпочечников и вместе с норадреналином, выделяющимся из нервных окончаний симпатической нервной системы, действуют через систему "аденилатциклаза - циклический аденозинмонофосфат (цАМФ)". Для необходимого накопления цАМФ в клетке требуется ингибировать цАМФ-фосфодиэстеразу - фермент, катализирующий расщепление цАМФ. Ингибирование осуществляется глюкокортикоидами (инсулин противодействует этому эффекту). Система "аденнлатциклаза-цАМФ" действует следующим образом. Гормон током крови подходит к клетке, на наружной поверхности, клеточной мембраны которой имеются рецепторы. Взаимодействие, гормон-рецептор приводит к конформации рецептора, т.е. активации каталитического компонента аденилатциклазного комплекса. Да. лее из АТФ начинает образовываться цАМФ, который участвуете регуляции метаболизма (расщеплении гликогена, активизации фосфофруктокиназы в мышцах, липолиза в жировых тканях), клеточной дифференциации, синтезе белков, мышечного сокращения. Гипофизарно-адренокортикальная система включает нервные структуры (гипоталамус, ретикулярную формацию и миндалевидный комплекс), кровоснабжение и надпочечники. В состоянии стресса усиливается выход кортиколиберина из гипоталамуса в кровоток. Это вызывает усиление секреции адренокортикотропного гормона (АКТГ), который током крови переносится в надпочечники. Механизм действия глюкокортикоидов на синтез ферментов может быть представлен следующим образом (по А. Виру, 1981):
комплекс Г-Р перемещается в ядро клетки (через 15 мин) и связывается с хроматином (ДНК); - стимулируется активность структурного гена, усиливается транскрипция информационной-РНК (и-РНК); - образование и-РНК стимулирует синтез других видов РНК. Непосредственное действие глюкокортикоидов на аппарат трансляции состоит из двух этапов: 1) освобождения рибосом из эндоплазматической сети и усиления агрегации рибосом (наступает через 60 мин); 2) трансляции информации, т.е. синтеза ферментов (в печени, в железах внутренней секреции, скелетных мышцах). После выполнения своей роли в ядре клетки Г отцепляется от рецептора (время полураспада комплекса - около 13 мин), выходит из клетки в неизменном виде. На мембранах органов-мишеней имеются специальные рецепторы, благодаря которым осуществляется транспорт гормонов в клетку. Клетки печени имеют особенно много таких рецепторов, поэтому глюкокортикоиды в них интенсивно накапливаются и метаболизируются. Время полужизни большинства гормонов составляет 20-200 мин. Гипоизарно-щитовидная система имеет гуморальные и нервные взаимосвязи. Предполагается ее синхронное функционирование с гипо-физарно-адренокортикальной системой. Гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин, тиротро-понин) положительно сказываются на процессах восстановления после выполнения физических упражнений. ^ включает гипофиз, кору надпочечников, половые железы. Взаимосвязь между ними осуществляется нервным и гуморальным путем. Мужские половые гормоны - андрогены (стероидные гормоны), женские - эстрогены. У мужчин биосинтез андрогенов осуществляется в основном в клетках Лейдига (интерстициальных) семенников (главным образом тестостерон). В женском организме стероиды образуются в Надпочечниках и яичниках, а также коже. Суточная продукция у мужчин составляет 4-7 мг, у женщин - в 10-30 раз меньше. Органы-мишени андрогенов - предстательная железа, семенные пузырьки, семенники, придатки, скелетные мышцы, миокард и др. Этапы действия тестостерона на клетки органов-мишеней следующие: - тестостерон превращается в более активное соединение 5-альфа- дегидротестоетероп; - образуется комплекс Г-Р;
Важно заметить, что для тестостерона участие В синтезе белка необратимо, гормон полностью и метаболизируется. Гормоны, попадающие в кровь, подвергаются элиминации (разрушению), причем при росте мощности интенсивность метаболизма, в частности глюкокортикоидов, возрастает. Основой повышения тренированности эндокринной системы являются структурные приспособительные перестройки в железах. Известно, что тренировка приводит к росту массы надпочечников, гипофиза, щитовидной железы, половых желез (через 125 дней детренировки все возвращается к норме). Отмечено, что увеличение массы надпочечников сочетается с повышением содержания ДНК, т.е. интенсифицируется митоз - растет количество клеток. Изменение массы железы связано с двумя процессами - синтеза и деградации. Синтез железы прямо пропорционально зависит от ее массы и обратно пропорционально - от концентрации гормонов в железе. Скорость деградации увеличивается с ростом массы железы и механической мощности, уменьшается - с повышением концентрации анаболических гормонов в крови. ^ Человек имеет механизмы надзора - иммунную систему. Эта система защищает его от болезнетворных (патогенных) микроорганизмом (бактерий и вирусов) и от раковых клепок распознает и избирательно уничтожает вторгшиеся в организм человека чужеродные агенты. Различают клеточный и гуморальный виды ответа Клеточный иммунный ответ особенно эффективен против грибов, паразитов, внутриклеточных вирусных инфекций, раковых клеток и чужеродных тканей. Гуморальный иммунный ответ проявляется преимущественно в период внеклеточной фазы бактериальных и вирусных инфекций. Иммунная система - совокупность всех лимфоидных органов и скоплении лимфоидных клеток: вилочковая железа, селезенка, лимфатические узлы, пейперовы бляшки, стволовые клетки костного мозга. Взаимодействие организма с чужеродными размножающимися антигенами академик Р.В. Петров (1987) представляет четырьмя процессами: 1. Размножение проникших чужеродных клеток. Изменение числа антигенов в организме зависит от темпа их размножения за данный отрезок времени минус то их число, которое нейтрализуется за это время существовавшими ранее или поя вившимися антителами. 2. Иммунная система организма реагирует на антигенное вторжение накоплением иммунокомпетентых клеток (антителообразующих). Запускающим реакций субстратом является комплекс антигена с рецептором распознающего Т-лимфоцита. Количество плазмоклеток зависит от числа активированных В-лимфоцитов и от темпа их пролиферации минус их убыль за счет старения.
Простейшая модель иммунологической реакции организма на вирус является одновременно простейшей моделью инфекционного заболевания. Самый придирчивый критик не сможет найти, как пишет Р. Петров (1987), здесь неучтенного процесса, если иметь в виду базовые процессы. Простейшая математическая модель иммунной системы была разработана академиком Г.И. Марчуком (1985). Она позволяет имитировать основные закономерности протекания защитной реакции организма, в модели не различаются клеточные и гуморальные компоненты иммунитета. Предполагается, что такие компоненты имеются. Модель включает элементы: пул антигенов, пул антител, пул плазмоклеток, орган-мишень. Имитационное моделирование реакции иммунной системы введением разного исходного уровня антигенов показало, что модель демонстрирует хроническую, субклиническую, острую и летальную формы болезни. Хроническая форма болезни имеет место в том случае, когда в организм постоянно поступает в небольших дозах инфекция. В этом случае устанавливается динамическое равновесие между синтезом патогенных микробов и их элиминацией, благодаря адекватному производству антител. Субклиническая, острая или летальная форма заболевания может быть вызвана двумя способами: однократным введением возрастающей дозы антигенов, уменьшением массы органа - мишени. Кроветворная стволовая клетка костного мозга является предшественником различных форм иммунологического реагирования (Т- и В-систем). По мере старения количество стволовых клеток уменьшается. В возрасте 65-76 лет иммунная активность антител составляет 20-30% от максимального уровня (10 лет). Пищеварение К органам пищеварения относятся: полость рта, глотка, пищевод, желудок, тонкая и толстая кишки. ![]() Физические изменения пищи связаны с ее механической обработкой, перемешиванием, растиранием. Химические изменения состоят из последовательных этапов гидролитического расщепления пищи с помощью ферментов и соляной кислоты желудка. ^ происходит размельчение, смачивание слюной и формирование пищевого комка. Вкусовые рецепторы рта возбуждают определенные отделы ЦНС, в результате рефлекторно активизируется секреция слюнных, желудочных и поджелудочных желез, осуществляется двигательный акт глотания и продвижения пищи по пищеводу. В слюне содержатся ферменты (птиалин, мальтоза) гидролитического расщепления углеводов. В желудке действие ферментов слюны прекращается (кислая среда). ^ пища находится в течение нескольких часов и постепенно переходит в кишечник. Желудочный сок выделяется железами и содержит соляную кислоту (рН - 0,9-1,5), протеазы-пепсины, желатиназы, химозины (расщепляют белки), липазы (расщепляют эмульгированные жиры). На мясо выделяется больше соляной кислоты, на хлеб больше выделяется ферментов жиры вызывают угнетение желез желудка в течение нескольких часов, затем наблюдается возбуждение симпатической нервной системы Возбуждение симпатической нервной системы и появление в крови адреналина оказывает тормозящее влияние на секрецию желудочных желез. Быстрота перехода пищи из желудка в кишку зависит от объема, состава и консистенции пищи. Пища находится в желудке 6-8 часов. Углеводистая пища эвакуируется быстрее, чем белковая; жирная пища задерживается на 8-10 часов. Жидкости начинают проходить в кишку почти тотчас после их поступления в желудок. Содержимое желудка уходит в кишку, когда его консистенция становится жидкой или полужидкой. ^ пища подвергается действию поджелудочного сока, желчи, выделений бруннеровых и либеркюновых желез. В отсутствие пищеварения среда кишки имеет слабо щелочную реакцию (рН - 7,2-8,0), это связано с наличием бикарбонатов. Поджелудочный сок богат ферментами, действующими на белки (трипсин, химотрипсин и др.), углеводы (амилаза, мальтаза, лактаза и др.), жиры (липаза) и нуклеиновые кислоты (нуклеазы). Секреция поджелудочного сока начинается через 2-3 мин после приема пищи и продолжается 6-14 часов. Желчь является продуктом секреторной работы печеночных клеток. Она активизирует деятельность ферментов - липазы. А.М. Уголев (1978) установил, что пористая поверхность тонкой кишки, адсорбируя ферменты, способствует усилению энзиматических процессов. Пристеночное пищеварение сопровождается процессом всасывания элементарных единиц пиши (мембранное пищеварение). ^ находится богатая бактерийная флора, вызывающая сбраживание углеводов и гниение белков. В результате микробного брожения происходит расщепление растительной клетчатки, освобождение содержимого растительных клеток и их усвоение с помощью кишечного сока. В толстых кишках происходит сгущение поступающего содержимого (вода всасывается в толстом кишечнике), образуется кал. Всасывание представляет собой сложный физиологический процесс прохождения веществ через эпителиальную мембрану кишечной стенки (тонкой или толстой кишки) и поступления их в кровь или лимфу. Углеводы активно (с затратой энергии АТФ) всасываются в кровь в основном в виде глюкозы и галактозы. Всасывание аминокислот происходит главным образом в тонком кишечнике и является активным, требующим энергии АТФ процессом. Далее они попадают в портальную систему, следовательно, в печень. Аминокислоты быстро (5 мин) попадают из крови в печень и во все другие органы. После приема жирной пищи тонкий кишечник содержит анионы жирных кислот и смесь моно-, ди- и триглицеридов. хорошо эмульгированных солями желчных кислот и мылами. Основная часть этой смеси всасывается через стенку тонкого кишечника. Глицерин водорастворим и вместе с жирными кислотами с короткой цепью уходит в кровь. Жирные кислоты с длинной цепью проникают в лимфатическую систему, где они обнаруживаются в виде триацилглицеринов в составе хиломикронов (липопротеидов). ^ Жировая ткань является самостоятельным в отношении гистоэмбриогенеза образованием. Она выполняет три основные функции:
Жировая клетка - адипоцит, может увеличиваться в размере по мере накопления липидов, протоплазма клетки отжимается на периферию вместе с ядром, которое постепенно начинает уплощаться. Механическая деформация ядра адипоцита, видимо, мешает ходу обмена ![]() ![]() ![]() Биосинтез жирных кислот про. исходит в основном в цитоплазме адипоцитов. Сырьем для биосинтеза является ацетилкоэнзим-А, который образуется из избыточной глюкозы или аминокислот. Липолиз усиливается под действием катехоламинов, которые захватываются клетками активизированной жировой ткани. При стрессорных ситуациях увеличивается скорость высвобождения жирных кислот и глицерина из жировой ткани. ^ Опорно-двигательный аппарат -система органов опоры и движений, система из костей, их соединений и мышц. ^ и их соединения выполняют защитную, опорную, локомоторную и рессорную функции. В состав скелета человека входят 206 костей. При соединении костей образуются простые (из двух костей) и сложные суставы (три и более костей). По форме суставных поверхностей различают шаровидные, эллипсовидные, седловидные, цилиндрические, блоковидные и плоские суставы. Шаровидные и эллипсовидные суставы имеют три оси вращения, седловидные - две оси вращения, блоковидные и цилиндрические - одну. Различают фронтальную (поперечную), сагиттальную (передне-заднюю) и продольную (вертикальную) оси. В скелете человека различают скелеты: туловища, черепа, верхних конечностей, нижних конечностей. Скелет туловища состоит из позвоночного столба и грудной клетки. Позвоночный столб состоит из 33-34 позвонков: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4-5 копчиковых. Грудная клетка образована грудиной, ребра ми, грудным отделом позвоночного столба и их соединениями. Скелет головы включает следующие кости: затылочную, лобную, клиновидную, теменную, височные и кости лица. Череп соединяется с позвоночным столбом двумя суставами - атланто-затылочным и атланто-осевым. Скелет верхней конечности включает кости и соединения верхней конечности, кости и соединения свободной верхней конечности. Ключица и лопатка - кости пояса верхней конечности. Кости - плечо, лучевая, локтевая, запястья, пястья и фаланг пальцев - относятся к свободной верхней конечности. Соединения костей верхней конечности образуют суставы: грудино-ключичный, акромиалъно-ключичный, плечевой, локтевой, лучезапястный, запястно-пястные, пястно-фаланговые и межфаланговые суставы. Скелет нижней конечности включает кости и соединения пояса нижних конечностей, кости и соединения свободной нижней конечности. Кости пояса нижней конечности (тазовые вместе с крестцом и копчиком) образуют замкнутое кольцо - таз. В скелете свободной нижней конечности различают кости: бедренную, большеберцовую, малоберцовую, предплюсны, плюсны и пальцев. Соединения костей образуют суставы: тазобедренный, коленный, голеностопный, предплюсно-плюсневые, плюсно-фаланговые, межфаланговые. Мышцы В теле человека около 600 мышц. В зависимости от места расположения мышц их подразделяют на топографические группы: головы, шеи, спины, груди, живота, пояса верхних и нижних конечностей. Можно различать передние и задние группы мышц, поверхностные и глубокие, наружные и внутренние. По форме мышцы делятся на длинные, короткие, широкие. По направлению волокон выделяют мышцы с параллельным ходом мышечных волокон, поперечным и косым (одно- и двуперистые мышцы). Мышцы при движении человека объединяются в функциональные группы, которые могут выполнять: сгибание, разгибание, отведение, приведение, супинацию, пронацию. Мышцы, совместно действующие в одной функциональной группе, называются синергистами. Мышцы противоположных по действию функциональных групп называются антагонистами. Здесь приводится краткое описание наиболее крупных мышц тела человека, принимающих участие в перемещении тела и при выполнении физических упражнений оздоровительной гимнастики. ![]() ![]() ![]() Рис. 1 Скелет человека (вид спереди): 1 - кости черепа; 2 - кости лица; 3 — позвоночный столб; 4 — грудная клетка; 5 — грудина; 6 — ребро; 7 — пояс верхней конечности (ключица, лопатка); 8 — плечо (плечевая кость); 9 - предплечье (лучевая и локтевая кости) ; 10 — кисть (а — запястья, б — пясть, в — пальцы); 11 — тазовая кость; 12 — подвздошная кость; 13 - лобковая кость; 14 - седалищная кость; 15 —бедро (бедренная кость); 16 — надколенник; 17 — голень (боль- шеберцовая и малоберцовая кости); 18 — стопа; 19 — предплюсна; 20 - плюсна; 21 - пальцы стопы. ![]() ![]() ^ Сгибание позвоночного столба может выполняться наиболее выражено в шейном и поясничном отделах. В сгибании шейного отдела позвоночного столба принимают участие все мышцы передней поверхности шеи. Главными из них являются: грудино-ключично-сосцевидная мышца, крепится к грудине и идет к височной кости;
Сгибание в поясничном отделе позвоночного столба производят следующие мышцы:
Разгибание позвоночного столба выполняется в основном мышцей-выпрямителем туловища. Это одна из самых крупных мышц, начинается от крестца, поднимаясь вверх можно заметить ее крепление к подвздошной кости, остистым отросткам позвонков, ребрам и к костям головы. Наклоны и скручивание позвоночника осуществляются теми же мышцами при определенной их активации. Механизм внешнего дыхания обеспечивается мышцами: диафрагмой, наружными и внутренними межреберными, верхними и нижними задними зубчатыми, поднимающими ребра. ^ Движение пояса верхних конечностей вперед производят:
Движение пояса верхних конечностей назад осуществляется: - широчайшей мышцей спины, начинающейся от остистых отрост ![]()
Движение вверх пояса верхних конечностей осуществляется:
- грудино-ключнчно-сосцевидной мышцей. Движение вниз пояса верхних конечностей осуществляется:
Функциональные группы мышц производящие движения в плечевом суставе. Сгибание плеча осуществляется: - передней частью дельтовидной мышцы, эта мышца окружает плечевой сустав спереди, снаружи и сзади, начинается от ключицы, акромиального отростка, ости лопатки, прикрепляется к дельтовидной бугристости плечевой кости: - большой грудной мышцей, начинающейся от грудинного конца ключицы, грудины, хрящей 2-7-го ребер и прикрепляющейся к гребню большого бугра плечевой кости;
Разгибание плеча, т.е. движение назад, осуществляют: - задняя часть дельтовидной мышцы;
- длинная головка трехглавой мышцы плеча. Отведение плеча производят:
-надостная мышца ^ производят: большая грудная мышца; широчайшая мышца спины; - подостная мышца; - малая круглая мышца; - большая круглая мышца; - подлопаточная мышца: - клювовидно-плечевая мышца; - длинная головка трехглавой мышцы плеча. Пронацию плеча, поворот его внутрь вокруг вертикальной оси, производят: - передняя часть дельтовидной мышцы;
Супинацию плеча, поворот его кнаружи, осуществляют: - задняя часть дельтовидной мышцы;
Сгибание предплечья производят:
^ производят: -трехглавая мышца плеча, имеющая три головки: длинную, латеральную и медиальную, длинная головка начинается от подсуставного бугорка лопатки, а две другие - от задней поверхности плечевой кости, прикрепляются все головки к локтевому отростку локтевой кости; - локтевая мышца Пронацию предплечья производят:
- плече-лучевая мышца. Супинацию предплечья производят:
К функциональным группам мышц, производящим движения кисти (сгибание и разгибание, отведение и приведение), относятся сгибатели кисти, их антагонисты - разгибатели кисти, отводящие мышцы и их антагонисты - приводящие мышцы. ^ производящие движения в поясе нижних конечностей На нижней конечности выделяют мышцы таза, бедра, голени и стопы. Они объединяются в функциональные группы для выполнения движений в суставах. ^ осуществляют мышцы, расположенные спереди от поперечной (фронтальной) оси тазо-бедренного сустава. К ним относятся: - подвздошно-поясничная, состоит из трех мышц: большой (начи ![]() - портняжная:
- прямая мышца бедра. ^ осуществляют мышцы, расположенные сзади фронтальной оси тазо-бедренного сустава:
- большая приводящая, начинается от лобковой кости и прикрепляется к внутренней поверхности бедренной кости на всем ее протяжении. Отведение бедра осуществляют мышцы, расположенные снаружи от, сагиттальной оси тазо-бедренного сустава: - средняя ягодичная, начинается от подвздошной кости (снаружи) прикрепляется к верхушке больше- берцового вертела;
Приведение бедра осуществляют мышцы, расположенные на внутренней его поверхности:
Тазо-бедренный сустав имеет три оси вращения, поэтому определенная активность мышц может вызвать пронацию и супинацию в нем. Сгибание голени выполняют мышцы, расположенные позади фронтальной оси коленного сустава: - длинная головка двуглавой мышцы бедра;
- икроножная, является частью трехглавой мышцы голени и имеет две головки - медиальную и латеральную, медиальная начинается от внутреннего мыщелка, латеральная - от наружного мыщелка болъшеберцовой и малоберцовой костей, прикрепяяются к ахиллову сухожилию; - подколенная. ^ выполняет однамышца - четырехглавая мышца бедра, которая состоит из четырех головок:
бедра;
Голень может слегка супинироваться и пронироваться. Движение стопы может совершаться относительно трех осей, соответственно можно выделить шесть функциональных групп. ^ выполняется: - трехглавой мышцей голени, включающей икроножную и камбаловидную мышцы, камбаловидная начинается на задней поверхности большеберцовой и малоберцовой костей, прикрепляется к ахиллову сухожилию;
- короткой малоберцовой мышцей. Разгибание стопы выполняется мышцами, которые расположены спереди от фронтальной оси:
- длинным разгибателем большого пальца стопы. С помощью перечисленных мышц возможно приведение и отведение стопы, а также супинация и пронация. Имеются еще мышцы, обеспечивающие движение пальцев стопы |