Занятие: №5-2

Тема: Адаптация физическим нагрузкам систем исполнения движений

Контрольные вопросы.

1. Функциональные особенности роста кости.

2. Функциональные особенности строения кости.

3. Функциональные особенности соединения костей.

4. Функциональные особенности мышечная система.

Костная система

Функциональные особенности роста кости. Основное положение о функциональной обусловленности роста кости сформулировал еще в прошлом столетии П.Ф. Лесгафт, который писал, что кость увеличи­вается в своих размерах тем значительнее, чем больше деятельность окружающих ее мышц. С позиций накопленных за столетие данных можно уточнить и расширить это положение.

1 влияют на рост костей пульсирующие, перемежающиеся по своей интенсивности и действию мexaнические нагрузки. Так проявляют себя нагрузки, связанные с сокращением мышц. Статические нагрузки оказывают подобный эффект при изменении своей интенсивности.

2. Механизмы роста кости в длину и толщину различны. Клетки, образующие новое костное вещество — остеобласты, располагаются на границе двух сред: костной и хрящевой - для продольного рост, костной и соединительнотканной—для поперечного роста.

Смещение этих сред относительно друг друга возбуждает, видимо, импульс к костеобразованию. Как же это происходит? Сокращения мышц, вызывая натяжение надкостницы, (в неё вплетаются сухожилия) и смещают ее по отношению к костному веществу.

Механические нагрузки, передающиеся на кость, вызывают в ней напряжение, которое приводит к смещению двух соприкасающихся сред (ко­стной и хрящевой, костной и соединительнотканной) относительно друг друга. Так активируется остеобразование.

3. Механические нагрузки в разной мере изменяют продольные и поперечные размеры костей.

Продольные размеры ограничены генетически в большей степени, чем поперечные. Поэтому механические нагрузки боль­ше отражаются на росте костей в толщину и ширину, чем в длину.

4. При нарастании механической нагрузки до определенного уровня костеобразование усиливается, при превышении этого уров­ня активность костеобразования снижается.

5. Уровень оптимальной механической нагрузки зависит от инди­видуальных особенностей нормы реакции.

Таковы основные функциональные закономерности роста кости. На их основе легко осмыслить механизмы изменений, которые опре­деляются в скелете спортсменов механическими нагрузками.

Эти изменения имеют два основных источника:

1. сокращения мышц вызывают смещение надкостницы относительно кости;

2. при столкновении конечности с какой-либо преградой (при отталкивании от земли в момент прыжка или ударе кулака боксера по груше и т. п.) в соответствии с законом Ньютона о равенстве сил дей­ствия и противодействия в кости возникают напряжения, которые распространяются от места удара в направлении туловища.

Функциональные особенности строения кости.

Изменения кости под действием механических нагрузок укрепляют скелет как меха­ническую конструкцию и повышают его прочность. Главную роль в этом играют механизмы надкостничного роста костей.

Их акти­визация и утолщение кости делают ее более прочной на изгиб и скру­чивание. Из законов механики известно, что полая колонна большо­го диаметра удерживает больший груз, чем опора малого диаметра без полости.

Подобное приспособление к статическим нагрузкам на­блюдается и в скелете конечностей у представителей силовых видов спорта. Образование бугристостей в местах прикрепления мышц улучшает условия их работы (увеличивается плечо рычага). Расши­рение эпифизов увеличивает площадь соприкосновения костей в су­ставах и облегчает амортизацию механических сотрясений.

Приспособление кости к механическим нагрузкам проявляется и во внутреннем ее строении. Укреплению диафиза способствует утол­щение его стенки за счет образования нового компактного вещества. Это может происходить изнутри — со стороны костномозговой поло­сти или снаружи — со стороны надкостницы.

Более биомеханически оправдан второй вариант, при котором прочность кости повышается за счет увеличения наружного диаметра, утолщения компактного слоя при неизменной костномозговой полости.

В местах действия особенно сильных механических нагрузок компактное вещество имеет слоистый характер. Укрепление губчатого вещества кости про­является утолщением его перекладин и превращением из мелко- и среднеячеистого в крупноячеистое.

Костное вещество человека содержит большое количество кост­ных трубочек — остеонов. Приспосабливаясь к существующим меха­ническим условиям, кость перестраивается. При этом вновь образо­ванные остеоны изменяют свой диаметр и направление.

В процессе занятий спортом происходят характерные изменения скелета спортсменов. Причем более раннее начало занятий ведет к большей выраженности изменений.

Череп. Общая гипертрофия мускулатуры тела спортсмена повыша­ет напряжение в костях и вызывает их генерализованные изменения. Например, у дзюдоистов увеличиваются обхват головы, продольный и поперечный ее диаметры, а также размеры лица по сравнению с людьми, не занимающимися спортом. Это вызвано изменениями са­мого черепа, в основном за счет губчатого слоя, тогда как наружная и внутренняя пластинки почти не подвергаются перестройке.

Верхняя конечность. Плечевая кость подвергается значительным изменениям у представителей силовых видов спорта - штангистов и борцов. У штангистов форма ее диафиза приближается к цилиндрической за счет расширения дистальной части диафиза. Расширение диафиза связано с утолщением компактного слоя, который приобретает слоистый характер.

Поперечные размеры костей предплечья у спортсменов изменены в большей степени, чем продольные. В процессе занятий гимнастикой и борьбой поперечные размеры увеличиваются в большей мере у локтевой кости, а спортивными играми и боксом - у лучевой.

У боксеров и гимнастов головка лучевой кости достигает наибольших размеров. У боксеров сокращения мышц предплечья продолжительны и локтевая кость как место начала мышц укрепляется. У гимнастов в костях кисти возникают напряжения, имеющие переменный характер, и передающиеся в основном на лучевую кость (локтевая коси, имеет меньшую зону соприкосновения с кистью).

При сравнении кисти акробатов, пловцов, штангистов и стрелком из лука установлено, что длина ее наибольшая у пловцов, наименьшая — у штангистов. Удлинение и укорочение ее происходят в основном за счет пясти.

При преимущественно динамических воздействиях на кисть (волейбол, бокс, плавание) изменяются главным образом продольные размеры костей, их головка и основание. Так, у боксеров под­вергаются нагрузкам II и III пястные кости. Головка их расширяется, а при чрезмерной нагрузке начинает суживаться.

Преимущественно статические воздействия из­меняют в основном диафиз кости: он расширяется, компактное веще­ство утолщается иногда за счет костномозговой полости, которая мо­жет суживаться. Отмечено удлинение костей пястья. Рост этих костей в длину продолжается за счет суставного хряща.

Удлинение пястных костей у гимнастов имеет определенный функ­циональный смысл. Дело в том, что между пястными костями распола­гаются, как известно, межкостные мышцы. На их долю приходится половина силы мышц, сгибающих II—V пальцы. Суммарное удлинение пястных костей на 1 см приводит к увеличению физиологического по­перечника мышц на 2 см² и приросту силы на 20 кг (для двух рук - на 40 кг). Для гимнастов сила мышц-сгибателей пальцев имеет первостепен­ное значение.

Нижняя конечность. У гимнасток поперечные и переднезадние размеры таза меньше, чем у женщин, не занимающихся спортивной гимнастикой. Как правило, размеры женского таза больше, чем муж­ского. Однако оказалось, что у женщин, специализирующихся в плавании и спортивных играх, расстояние между гребнями под­вздошных костей и между большими вертелами бедренных костей меньше, чем у мужчин той же специализации. Рост костей таза зави­сит от содержания в крови половых гормонов. При интенсивной мышечной деятельности повышается выработка мужских половых гормонов, что может повлиять на размеры таза.

Характерны различия размеров вертлужной впадины тазовой ко­сти и головки бедренной кости при занятиях разными видами спорта. Так, диаметр впадины и головки бедренной кости у футболистов большой и с повышением спортивной квалификации увеличивает­ся, а у гимнастов, наоборот, он меньше и с ростом квалификации уменьшается.

Большую массивность имеют кости бедра и голени у велосипеди­стов. По краям бедренной кости компактное вещество гипертрофи­ровано относительно равномерно, а на костях голени — неравномер­но, причем распределение его зависит от специализации спортсменов.