Тема: «Естественно – научные основы
Министерства здравоохранения и социального развития
Российской Федерации
ЛЕКЦИЯ № 3
Тема: «Естественно – научные основы
Физического воспитания» - 2 часа
По дисциплине: «Физическая культура»
Факультет: Педиатрический
Курс, семестр: III семестр
г. Владикавказ, 2011 г.
Цель лекции:создать представление у студентов-медиков о процессах, протекающих в организме человека и способствующих расширению резервных функциональных возможностей, тренированности.
План лекции:
1. Организм человека как единая биологическая система.
2. Экология здоровья и условия для физического развития. Двигательная активность как фактор взаимодействия организма человека с окружающей средой.
3. Функциональные системы организма.
4. Кровь и кровеносная система.
5. Нервная система.
6. Дыхательная система.
7. Костная система.
8. Мышечная система.
9. Обмен веществ и энергии
10. Система пищеварения и выделения.
11. Эндокринная система.
12. Функциональная активность человека
13. Гипокинезия и гиподинамия.
Контрольные вопросы для самоподготовки студентов:
1. Биохимические изменения в костно–мышечной системе тренированного организма человека.
2. Биохимические изменения во внутренних органах и системе крови
тренированного организма человека.
3. Биохимические изменения в ЦНС тренированного человека.
4. Физиологические показатели тренированного организма в покое.
5. Физиологические показатели тренированности при выполнении
стандартной нагрузки.
6. Физиологические показатели тренированности при выполнении
предельной нагрузки.
7. Физиологическая характеристика физиологического «спортивного»
сердца и «бычьего» сердца.
8. Факторы, влияющие на развитие перетренированности.
9. Объективные и субъективные показатели перетренированности.
10.Двигательная функция и повышение устойчивости организма человека к
различным воздействиям.
Список использованной литературы:
1. Физическая культура студента : учебник для студентов вузов/ под общ. ред.
В. И. Ильинича. – М. : Гардарики, 2007.
2. Евсеев Ю.И. Физическая культура. Учебное пособие для студентов Вузов.
Ростов-на-Дону: Феникс, 2004.
3. Максименко А.М. Теория и методика физической культуры. Учебник. – М.; ФиС, 2005.
4. Холодов Ж.К., Кузнецов В.С. Теория и методика физического воспитания и пособие для студентов высших учебных заведений. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2003.
5. 4. Физическая культура студента: учебник для студентов вузов./Под общ. ред. В.И.Ильинича.-М.:Гардарики, 2003.
6. Максименко А.М. Теория и методика физической культуры. Учебник. – М.;
ФиС, 2005.
7. Физическая культура: Учебник / Под. ред. Ю. И. Евсеева. Ростов - на -Дону:
Феникс, 2003.
8. Физическая культура и здоровье : учебник / под ред. В. В. Пономаревой. –
М. : ГОУ ВУНМЦ, 2001.
Кровь и кровеносная система
Кровь – жидкая ткань, циркулирующая в кровеносной системе, обеспечивающая жизнедеятельность клеток, тканей организма. Состав и свойства крови у взрослого человека постоянны (но изменяются в период заболеваний). Кровь состоит из жидкой части – плазмы (55-60%) и взвешенных в ней клеточных (форменных) элементов (40-45%) – эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. Кровь человека имеет слабощелочную реакцию (7, 36 рН).
Эритроциты – красные кровяные тельца, заполненные особым белком – гемоглобином, который и обуславливает красный цвет крови. Важнейшая функция эритроцитов состоит в том, что они являются переносчиками кислорода.
Лейкоциты – белые кровяные тельца выполняют защитную функцию: они обладают свойством фагоцитоза, т.е. захватывают и уничтожают болезнетворные микробы и инородные для организма белки.
Тромбоциты (кровяные пластинки) – клеточные элементы, играющие важную роль в процессе свертывания крови.
Плазма – межклеточное вещество крови. В плазме находятся растворенные в воде соли, белки, питательные веществ, гормоны, углекислый газ и кислород, и другие вещества, а также продукты обмена, удаленные из тканей.
В плазме находятся антитела, обеспечивающие иммунитет организма.
Кровь в организме осуществляет следующие функции:
− транспортную – переносит к тканям тела питательные вещества, а из тканей к органам выделения – продукты распада, образовавшиеся в результате жизнедеятельности клеток;
− дыхательную – доставляет к тканям всех органов кислород и выводит оттуда углекислоту.
− регуляторную – разносит по всему организму различные вещества (гормоны и др.), которые вызывают усиление или торможение работы органов.
− защитную – препятствует действию проникающих в организм вредных веществ, инородных тел, останавливает кровотечение;
− теплообменную – участвует в поддержании постоянной температуры тела.
Все вместе эти функции крови осуществляют так называемую жидкостную (гуморальную) регуляцию процесса жизнедеятельности. Гуморальная регуляция подчинена нервной.
При регулярных занятиях физическими упражнениями или спортом:
− повышается кислородная емкость крови, так как увеличивается количество
эритроцитов и количество гемоглобина в них;
− повышается сопротивляемость организма различным заболеваниям, благодаря
повышению активности лейкоцитов,
− ускоряются процессы восстановления после значительной потери крови.
Кровеносная система. Кровеносная система состоит из сердца и кровеносных сосудов. Кровеносная система содержит кровь. Кровь в организме находится в постоянном движении, которое совершается по кровеносным сосудам. Это движение называется кровообращением. Кровообращение обеспечивает беспрерывный приток питательных веществ и кислорода во все органы и выведение из них продуктов обмена. Главный орган кровеносной системы сердце – полая мышца, обильно снабженная кровеносными сосудами, совершающая ритмичные сокращения и расслабления, благодаря которым кровь непрерывно циркулирует в организме.
В покое кровь совершает полный кругооборот за 21-22 с, при физической работе – за 8 с и менее, при этом объем циркулирующей крови может возрастать до 40 л/мин. В результате такого увеличения объема и скорости кровотока значительно повышается снабжение тканей кислородом и питательными веществами. Особенно полезное влияние на кровеносные сосуды, работу сердца оказывают занятия циклическими видами упражнений: длительная быстрая ходьба, продолжительный бег, плавание, бег на лыжах, коньках и т.п. в условиях чистого открытого воздуха.
Если же человек находится долгое время в неподвижном положении (стоит, сидит, лежит), это приводит к застойным явлениям в системе кровообращения и нарушению питания тканей неработающих органов или частей тела.
Поэтому для сохранения здоровья и работоспособности необходимо активизировать кровообращение с помощью физических упражнений.
Кроме системы кровеносных сосудов, в организме человека имеется лимфатическая система. Лимфатическая система представляет собой добавочное (наряду с венозным руслом) звено оттока жидкости и растворенных в ней веществ от органов и тканей. Она представлена лимфатическими сосудами и лимфатическими узлами. По лимфатической системе циркулирует лимфа. В отличие от крови, лимфа течет только в одном направлении – от органов к сердцу и изливается в венозное русло. Спортивный массаж способствует оттоку лимфы от органов и тканей. Поэтому массируют обычно по ходу лимфатических сосудов, что способствует более быстрому продвижению лимфы. Лимфатические узлы относятся к кроветворным органам наряду с красным костным мозгом и селезенкой – в них развиваются лимфоциты (группа лейкоцитов).
Кроме того, они выполняют защитную функцию: в них могут задерживаться болезнетворные микробы, если они попадают в лимфатические сосуды.
Сердце – полый мышечный орган. Сердце человека четырехкамерное. Непроницаемой продольной перегородкой оно делится на левую и правую половину. Правая половина перекачивает венозную кровь в малый круг кровообращения, левая – артериальною кровь в большой. Каждая половина, в
свою очередь, поперек разделена на две камеры: верхнюю – предсердие и нижнюю – желудочек. Эти 4 камеры попарно соединены перегородками, имеющие клапаны. Клапаны между предсердиями и желудочками и клапаны у выхода крови в большой и малый круги кровообращения обеспечивают дви-
жения крови в одном направлении – из предсердия в желудочки, из желудочков в артерии. Работа сердца состоит из ритмически повторяющихся сокращений и расслаблений предсердий и желудочков. Сокращение называется – систолой, а расслабление – диастолой.
Сердце работает автоматически, под контролем ЦНС, не прерываясь, на протяжении всей жизни человека (за исключением кратчайшей паузы в сердечном цикле, имеющем 3 фазы).
Тело человека пронизано кровеносными сосудами, причем они нигде не кончаются, а переходят друг в друга и образуют единую замкнутую систему. Кровеносные сосуды подразделяются на артерии, вены и капилляры. Артерии – сосуды, по которым кровь течет от сердца в органы. В органах артерии делятся на более мелкие, а затем на мельчайшие кровеносные сосуды – капилляры. Капилляры в 15 раз тоньше человеческого волоса. Через стенки капилляров из крови переходят в ткани питательные вещества и кислород, а обратно – продукты обмена и углекислота. Артериальная кровь на протяжении сети капилляров превращается в венозную, которая переходит в вены. Вены – сосуды, по которым кровь течет из органов к сердцу. Из капилляров венозная кровь вначале поступает в мелкие вены. Мелкие вены, сливаясь вместе, образу-
ют более крупные вены. По ним кровь возвращается в сердце.
Все кровеносные сосуды в теле человека составляют два круга кровообращения: большой и малый.
Сеть сосудов большого круга кровообращения пронизывает ткани всех органов и частей тела человека. Под большим кругом кровообращения понимается путь крови из левого желудочка сердца по аорте – самому крупному артериальному сосуду и ее ветвям в органы и из органов по венозным сосудам в правое предсердие.
Сосудистая сеть малого круга проходит только через легкие. Малый круг кровообращения – это путь крови из правого желудочка сердца по легочной артерии в легкие, где кровь отдает углекислый газ и насыщается кислородом, а оттуда по легочным венам в левое предсердие.
Кровь, циркулирующая в сосудах, оказывает на их стенки определенное давление. В нормальных условиях кровяное давление постоянно. Величина кровяного давления обусловлена двумя основными причинами: 1) той силой, с которой кровь выбрасывается из сердца во время его сокращения, и 2) сопротивлением стенок кровеносных сосудов, которое приходится преодолевать крови во время своего движения. Во время систолы желудочков кровяное давление более высокое, чем во время диастолы. Поэтому различают максимальное, или систолическое кровяное давление и минимальное, или диастолическое кровяное давление. Измеряют кровяное давление на плечевой артерии, поэтому его называют артериальным давлением (АД). Пульсовое давление – разница между максимальным и минимальным АД.
В норме у здорового человека в возрасте 18-40 лет в покое кровяное давление равно 120/70 мм.рт: 120 мм – систолическое, 70 мм – диастолическое. (см. гл.4.3). Артериальное давление изменяется при эмоциональном возбуждении, при физической работе.
Деятельность сердца и сосудов регулируется нервной системой.
Показатели работы сердца.
Размеры и масса сердца зависят от возраста, размеров тела, пола и физического развития человека. Длина сердца по его продольной оси составляет 12-13 см, наибольшая ширина 6-7 см, объем – от 250 до 350 см3, вес у взрослого человека – у мужчин около 300 г, у женщин около 220 г. Толщина стенок сердечной мышцы неодинакова и зависит от мощности выполняемой работы. Стенки предсердия имеют толщину 2-3 мм, так как они перекачивают кровь в нижележащие желудочки без особого напряжения.
В результате систематических занятий физическими упражнениями и спортом, размеры и масса сердца увеличивается в связи с утолщением стенок сердечной мышцы. Улучшается кровоснабжение самого сердца, следовательно, и питание мышечной ткани. Такие изменения повышают мощность и работоспособность сердца.
Частота сердечных сокращений (ЧСС),или артериальный пульс, является весьма информативным показателем работоспособности сердечно-сосудистой системы и всего организма.
В процессе спортивной тренировки частота сердечных сокращений со временем становится реже за счет увеличения мощности каждого сердечного сокращения.
Среднее значение ЧСС в покое у мужчин – 70-80 , у женщин – 75-85 уд/мин, ЧСС у тренированных соответственно – 50-60 и 60-70 уд/мин.
Урежение пульса у тренированных людей обеспечивает сердцу большую паузу для отдыха.
Важным показателем работы сердца является количество крови, выталкиваемое желудочком при одном сокращении – систолический объемкрови. В покое это 60 мл при интенсивной мышечной работе 100-130 мл. У тренированных людей соответственно 80 мл и 180-200мл.
Другим важным показателем является минутный объем крови, то есть количество крови, выбрасываемое желудочком за одну минуту. Минутный объем крови равен систолическому, умноженному на число сердечных сокращений в минуту.
В состоянии покоя минутный объем крови в среднем равен 4-6 литрам. При интенсивной мышечной работе он повышается до 18-20 л (30-40 л у тренированных). Это тот объем крови, который требуется организму для обеспечения процесса жизнедеятельности.
Когда потребность организма возрастает, например, при быстрой ходьбе, необходим минутный объем не 4 л, а 9; при быстром беге уже 30 л. У людей физически тренированных усиление работы сердца происходит преимущественно за счет увеличения систолического объема и в меньшей степени за счет учащения сердцебиений. У нетренированных, наоборот, резко учащаются сердечные сокращения, так как систолический объем у них меньше. При быстром беге сердце нетренированного человека, имея недостаточный систолический объем крови, даже при частоте сердечных сокращений 200 ударов в одну минуту (предельная возможность) не может обеспечить минутный объем в 30 л крови, который необходим человеку при быстром беге. Поэтому нетренированный человек через несколько минут, а иногда и секунд, после начала интенсивного бега, чувствует большое утомление и прекращает движение.
Физические нагрузки способствуют общему расширению кровеносных сосудов, повышению эластичности их стенок, улучшению обмена веществ в них. Мышцы, окружающие сосуды, массируют их стенки. Кровеносные сосуды, не проходящие через мышцы (головного мозга, кожи, внутренних органов) массируются за счет гидродинамической волны от учащения пульса и за счет ускоренного тока крови.
Основные функциональные особенности кровеносной системы людей систематически занимающихся физическими упражнениями:
− высокая экономичность функций в покое (например, урежение пульса) и
выполнении нагрузок ниже максимальных;
− высокая производительность аппарата кровообращения при выполнении
максимальных нагрузок.
Напряженная умственная работа, при малоподвижном образе жизни, при больших нервно-эмоциональных напряжениях вызывают ухудшение питания стенок сосудов (особенно артерий), потерю их эластичности, что может привести к повышению кровяного давления и в конечном итоге к заболеванию, называемому гипертонией. Мозгу для жизнедеятельности необходимо значительно больше кислорода, чем другим органам человека. Поэтому качество сосудов для умственной работы особенно существенно.
Нервная система
Нервная система состоит из центрального (головной и спинной мозг) и периферического отделов (нервов, отходящих от головного и спинного мозга и расположенных на периферии нервных узлов).
Центральная нервная система координирует деятельность различных органов и систем организма и регулирует эту деятельность в условиях изменяющейся внешней среды по механизму рефлекса. Процессы, протекающие в центральной нервной системе, лежат в основе всей психической деятельности человека.
Спинной мозг – основной проводник импульсов головного мозга, координирующий жизнедеятельность организма.
Спинной мозг находится в позвоночном канале. Нервные импульсы из головного мозга поступают в спинной мозг, а отсюда по двигательным нервным волокнам – на периферию, к различным органам- мышцам, коже, сосудам и др.
По другим волокнам – чувствительным – головной мозг получает нервные импульсы через спинной мозг с периферии, от органов.
В результате в мозге возникают различные ощущения тепла, боли и др.
Повреждение спинного мозга – опухоль, ранение, искривление позвоночного столба, деформация межпозвоночных дисков, сопровождается изменением его функций – потеря болевой, температурной чувствительности участков тела,
мышечного тонуса, паралич и другие явления. Повреждение центров спинного мозга ведет к выпадению рефлексов.
Знание функций спинного мозга имеет существенное значение для понимания важности «здоровья» позвоночника, содержащего и защищающего спинной мозг.
Головной мозг представляет скопление огромного количества нервных клеток. Он состоит из переднего, промежуточного, среднего и заднего отделов. Строение головного мозга несравнимо сложнее строения любого органа человеческого тела.
Мозг активен не только во время бодрствования, но и во время сна. Мозговая ткань потребляет в 5 раз больше кислорода, чем сердце, и в 20 раз больше, чем мышцы. Составляя всего около 2% массы тела человека, мозг поглощает 18-25% потребляемого всем организмом кислорода. Мозг значительно превосходит другие органы и по потреблению глюкозы. Он использует 60-70% глюкозы, образуемой печенью, и это несмотря на то, что мозг содержит меньше крови, чем другие органы.
Ухудшение кровоснабжения головного мозга может быть связано с гиподинамией. В этом случае возникает головная боль различной локализации, интенсивности и продолжительности, головокружение, слабость, понижается умственная работоспособность, ухудшается память, появляется раздражительность. Чтобы охарактеризовать изменения умственной работоспособности, используется комплекс методик, оценивающих различные ее компоненты (внимание, объем памяти и восприятия, логическое мышление).
Соматическая нервная система обеспечивает иннервацию кожного покрова, двигательного аппарата и органов чувств.
Вегетативная нервная система – специализированный отдел нервной системы, регулируемый корой больших полушарий. Вегетативная нервная система регулирует деятельность внутренних органов – дыхания, кровообращения, выделения, размножения, желез внутренней секреции.
Вегетативная нервная система подразделяется на симпатическую и парасимпатическую системы. Деятельность сердца, сосудов, органов пищеварения, выделения, половых и других, регуляция обмена веществ, термообразования, участие в формировании эмоциональных реакций (страх, гнев, радость) - все это находится в ведении симпатической и парасимпатической нервной системы и под контролем высшего отдела центральной нервной систем.
Дыхательная система
Дыхательная система включает в себя носовую полость, гортань, трахею, бронхи и легкие. В процессе дыхания из атмосферного воздуха через альвеолы легких в организм постоянно поступает кислород, а из организма выделяется углекислый газ.
Легкиерасполагаются в герметически закрытой полости грудной клетки. Они покрыты тонкой гладкой оболочкой – плеврой, такая же оболочка выстилает изнутри полость грудной клетки.
Процесс дыхания – это целый комплекс физиологических и биохимических процессов, в реализации которых участвует не только дыхательный аппарат, но и система кровообращения.
Механизм дыхания имеет рефлекторный (автоматический) характер. В покое обмен воздуха в легких происходит в результате дыхательных ритмических движений грудной клетки.
Расширение полости грудной клетки осуществляется в результате деятельности дыхательной мускулатуры.
Систематические занятия физическими упражнениями и спортом укрепляют дыхательную мускулатуру и способствуют увеличению объема и подвижности (экскурсии) грудной клетки.
Этап дыхания, при котором кислород из атмосферного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови – в атмосферный воздух, называют внешним дыханием. Перенос газов кровью – следующий этап. И, наконец, тканевое дыхание (или внутреннее) дыхание – потребление клетками кислорода и выделение ими углекислоты как результат биохимических реакций, связанных с образованием энергии, чтобы обеспечить процессы жизнедеятельности организма.
Работоспособность человека (в частности, спортсмена или физкультурника) определяется в основном тем, какое количество кислорода забрано из наружного воздуха в кровь легочных капилляров и доставлено в ткани и клетки. Кислород необходим для биохимических реакций, связанных с образованием энергии, чтобы обеспечить процессы жизнедеятельности организма. Во время физических нагрузок потребность в кислороде значительно увеличивается. Это предъявляет повышенные требования к функции кровеносной и дыхательной систем. Поэтому при мышечной работе эти системы подвержены изменениям, зависящим от интенсивности физических нагрузок. Основные показатели совместной работы систем дыхания, крови и кровообращения: частота дыхания, дыхательный объем, минутный объем дыхания (МОД), жизненная емкость легких (ЖЕЛ), максимальное потребление кислорода (МПК), кислородный запрос, кислородный долг.
Частота дыхания – количество дыхательных циклов в минуту. В среднем у нетренированного человека частота в покое равна 16- 18 циклам. У тренированных она реже (8-12) – за счет увеличения дыхательного объема. В условиях максимальной нагрузки частота дыхания возрастает до 40 и более в
минуту.
Дыхательный объем– количество воздуха, проходящее через легкие за один дыхательный цикл- вдох, выдох, пауза. Дыхательный объем напрямую зависит от степени физической тренированности и колеблется в покое от 350 до 800 мл. При интенсивных физических нагрузках дыхательный объем может увеличиваться до 2500 мл.
МОД (легочная вентиляция) – объем воздуха, который проходит через легкие за одну минуту. Величина легочной вентиляции определяется умножением величины дыхательного объема на частоту дыхания. Легочная вентиляция в по-
кое у взрослого человека составляет 5-8 л/мин, при работе 80-100л/мин, у квалифицированных спортсменов может достигать 150 литров в минуту и более.
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после максимального вдоха. В среднем, у нетренированных мужчин ЖЕЛ – 3500 мл, у женщин – 3000 мл; у тренированных соответственно 4700 и 3500 мл, у некоторых спортсменов, особенно тренирующихся на выносливость, она достигает 6000-7000 мл.
Потребление кислорода(ПК) – важный показатель, отражающий функциональное состояние дыхательной и кровеносной систем. ПК – количество кислорода, фактически использованное организмом в состоянии покоя или при выполнении какой-либо работы.
Наибольшее количество О2, которое может усвоить организм при предельно интенсивной для него работе, называется максимальным потреблением кислорода (МПК). Этот показатель индивидуален и зависит от состояния кровеносной и дыхательной систем, от степени тренированности, возраста и др.
У не занимающихся спортом МПК находится на уровне 2,5-3 л/мин. У спортсменов высокого класса, особенно занимающихся циклическими видами спорта, МПК может достигать: у женщин – 4 л/мин, у мужчин – 6 и более л/мин. МПК является показателем аэробной (кислородной) производительности организма. Высокий показатель МПК – залог устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды.
Кислородный запрос (минутный)– количество кислорода, необходимое организму в 1 минуту для окислительных процессов. В состоянии покоя для обеспечения процессов жизнедеятельности организму требуется 250-300 мл кислорода в минуту, при интенсивной мышечной работе во много раз больше (в 20 и более). Общий кислородный запрос – количество кислорода, необходимое организму для выполнения всей предстоящей работы.
Кислородный долг (минутный) – разница между кислородным запросом и количеством О2, которое потребляется за 1 мин.
Если в клетки тканей поступает кислорода меньше, чем нужно для обеспечения потребности в энергии, возникает кислородное голодание или гипоксия.
Гипоксия наступает по ряду причин. Внешние – загрязнение воздуха, подъем на высоту (в горы, в самолете и др.), внутренняя – зависит от состояния дыхательной и кровеносной систем, проницаемости стенок альвеол и капилляров, количества гемоглобина в крови и др.
Причиной гипоксии может быть гиподинамия – физическая детренированность. Ухудшение кровообращения при малоподвижном образе жизни расстраивает слаженную систему кислородного снабжения организма. В результате развивается кислородная недостаточность. Органы по-разному переносят гипоксию различной длительности. Наиболее чувствительна к гипоксии кора головного мозга. Она первой реагирует на недостаток кислорода. На скелетной мускулатуре не отражается даже двухчасовое полное кислородное голодание.
При интенсивной мышечной работе, как правило, наступает двигательная гипоксия и накапливается кислородный долг.
Физическая тренировка, совершенствуя кровообращение, увеличивая содержание гемоглобина, скорость отдачи кислорода кровью и др., значительно расширяет возможности организма в потреблении кислорода, благодаря чему отдаляется наступление гипоксии. Однако следует помнить, насколько важно повышать возможности организма к потреблению кислорода, настолько же важно для него вырабатывать устойчивость к гипоксии. Это качество совершенствуется в процессе тренировок, связанных с анаэробной производи-
тельностью, тренировок, а также путем создания искусственных условий гипоксии (например, упражнения с задержкой дыхания) и др.
Дыхательная система, единственная физиологическая система, которая может управляться человеком произвольно. Функцию дыханию, как и функцию кровообращения, наиболее эффективно развивают занятия на чистом воздухе
циклическими видами физических упражнений с включением большого количества мышечных групп.
Костная система
Кость – сложно устроенный орган. Большую часть массы кости составляет костная ткань. Неотъемлемой частью кости является костный мозг, расположенный внутри кости. Снаружи кость окружена надкостницей. Каждая кость снабжена нервами, кровеносными и лимфатическими сосудами.
В состав кости входят органические и неорганические вещества. Неорганические вещества – это в основном фосфор и кальций. Органические – клетки кости, коллагеновые волокна. От соотношения органических и неорганических веществ в костной ткани зависит ее механическая прочность. Эластичность кости зависит от органических веществ, а твердость – от минеральных солей.
Структура скелета:
− позвоночный столб;
− грудная клетка;
− скелет головы (череп);
− пояс верхней конечности – лопатка и ключица; кости свободной верхней
конечности (плечо, предплечье и кисть);
− пояс нижней конечности – тазовая кость, кости свободной нижней конечности (бедро,
голень, стопа).
Основа скелета – позвоночный столб.
К нему прикреплены мышцы спины, живота1085, предназначенные для удержания тела в вертикальном положении и всех внутренних органов на своих местах.
Позвоночник состоит из отдельных элементов – позвонков, соединенных сухожильными связками. Между позвонками имеются упругие межпозвоночные диски. В норме позвоночный столб имеет два изгиба вперед (шейный и поясничный лордозы) и два изгиба назад (грудной и крестцовый
кифозы).
Функциональные назначения изгибов и межпозвоночных дисков – ослаблять удары при ходьбе, беге, прыжках и т.д., то есть амортизировать неблагоприятные сотрясения тела, обусловленные прямохождением человека.
Малоподвижный образ жизни, недостаточно развитые и нетренируемые мышцы спины и живота неблагоприятно сказываются на позвоночнике – увеличиваются естественные физиологические изгибы, ослабляется прочность межпозвоночных связок, деформируются межпозвоночные диски, возникает риск появления боковых искривлений (сколиоз).
Все кости человека соединены посредством суставов, связок и сухожилий.
Движение осуществляется с помощью сустава, в котором соединяются две кости.
Суставы– подвижные соединения, область соприкосновения костей в которых покрыта суставной сумкой из плотной соединительной ткани. Суставная жидкость уменьшает трение между поверхностями при движении, эту же функцию выполняет и гладкий хрящ, покрывающий суставные поверхности.
Сухожилиясоединяют скелетные (произвольно сокращающиеся) мышцы с костями. Соединительная ткань сухожилий находится на обоих концах мышцы (в местах прикрепления).
Суставная капсула прочно соединяется со связками – плотными волокнистыми структурами, соединяющими две кости. Они помогают стабилизировать сустав и предотвращают неестественные движения, позволяя в то же время совершать движения в нормальных условиях.
Главная функция суставов– участвовать в осуществлении движений. Они выполняют роль демпферов, гасящих инерцию движения и позволяющих мгновенно останавливаться в процессе движения.
При систематических занятиях физическими упражнениями и спортом суставы развиваются и укрепляются, повышается эластичность связок и мышечных сухожилий, увеличивается гибкость. И наоборот, при отсутствии движений разрыхляется суставной хрящ и изменяются суставные поверхности, сочленяющие кости, появляются болевые ощущения, возникают воспалительные процессы.
В условиях нормальной физиологической деятельности и двигательной активности суставы долго сохраняют амплитуду движений и медленно подвергаются старению.
При систематическом выполнении физических упражнений, особенно силовых и скоростно-силовых, кости становятся более массивными и прочными. Замедляется их старение.
Мышечная система
Мышечная система составляет активную часть двигательного аппарата. В результате сокращения мышц происходят различные движения: перемещение тела в пространстве, глотательные и дыхательные движения, продвижение пищи по желудочному тракту, сокращение стенок мочевого пузыря, сужение и расширение сосудов и др.
По функциональному признаку все мышцы подразделяются на произвольные и непроизвольные.
Произвольные мышцы состоят из поперечнополосатой ткани и сокращаются по воле человека (произвольно). В эту группу входят скелетные мышцы (мышцы головы, туловища, конечностей) и мышцы некоторых внутренних органов (языка, гортани и др.).
Непроизвольные мышцы состоят из гладкой мышечной ткани и находятся в стенках внутренних органов и кровеносных сосудов. Сокращение этих мышц не зависит от воли человека (происходят непроизвольно).
Сердечная мышца сокращается непроизвольно, но состоит из поперечнополосатой ткани особого строения.
Скелетные мышцы имеют сложное строение. Основу мышцы формируют тонкие пучки поперечнополосатых мышечных волокон. Мышечное волокно в свою очередь состоит из микрофибрилл. Мышцы на своих концах имеют сухожилия, при помощи которых прикрепляются к костям.
Все скелетные мышцы пронизаны кровеносными сосудами и нервами. По сосудам кровь приносит питательные вещества и уносит из них продукты распада. Посредством нервов осуществляется связь мышц с нервной системой. К мышцам подходят и от нее отходят нервные волокна. В рабочее состояние мышцу приводят двигательные (афферентные) волокна, передающие импульсы от головного и спинного мозга. Чувствительные волокна передают импульсы в обратном направлении. Регуляция обменных процессов в мышцах осуществляется через симпатические нервные волокна.
Условно принято различать мышцы – синергисты и мышцы – антагонисты. Под синергистами понимают мышцы, производящие движения одновременно в одном направлении, под антагонистами – мышцы, несущие противоположную функцию.
Наиболее распространенные виды движений: сгибание и разгибание, отведение и приведение, вращение.
Различные мышцы обладают разной силой. Она прямо пропорциональна количеству и толщине мышечных волокон.
Систематическая физическая тренировка увеличивает силу мышц за счет увеличения количества и утолщения мышечных волокон и за счет повышения их эластичности, что благотворно влияет на весь организм. Физические упражнения также помогают исправить различные отклонения в строении скелета (сутулость, боковое искривление позвоночника и др.).
Механическая деятельность мышц происходит в результате способности мышечных волокон переходить в состояние возбуждения под влиянием биоэлектрических импульсов (биотоков), идущих к мышцам по нервным волокнам.
Возбуждение мышечных волокон представляет собой сложную систему энергетических, химических, структурных и других изменений в клетках мышечной ткани. Основной функцией мышечной ткани является сократимость, т.е. способность укорачиваться. Мышца обладает также свойством растяжимости, т.е. способна растягиваться. После устранения причин, вызвавших растяжение мышцы, она принимает прежнее положение, это свойство называется эластичностью. Мышцы живого организма никогда не бывают полностью расслабленными. Даже в покое они находятся в состоянии некоторого напряжения. Это состояние называется мышечным тонусом.
Сокращение мышцы сопровождается уменьшением ее длины и увеличением толщины.
Мышцы производят работу при своем сокращении. Чем толще и длиннее мышца, тем большую работу она может произвести. Однако мышца не может производить работу постоянно. Продолжительность работоспособности мышц зависит от величины нагрузки и частоты сокращений. Чем больше величина нагрузки и чаще ритм движений, тем быстрее наступает мышечное утомление. На работоспособность мышц оказывает также влияние ЦНС. От ее состояния зависит быстрота наступления утомления.
Большую роль в повышении работоспособности играет систематическая тренировка (физические упражнения). При физической тренировке происходят изменения не только в мышцах, но и во всех других системах и органах. Все это приводит к укреплению здоровья и повышению выносливости человека.
Обмен веществ и энергии
Одним из основных жизненных свойств организма является обмен веществ. Обмен веществ включает два процесса: процесс усвоения веществ – ассимиляцию и процесс распада веществ – диссимиляцию. Оба процесса св