Меню

Влияние физических нагрузок на развитие скелета и мышц

Влияние физических упражнений на мышцы и скелет

Мышечная ткань принимает участие во всех движениях, совершаемых человеком. Она способствуют продвижению крови по сосудам, пищи – по пищеварительному тракту, продуктов обмена – по мочевыводящим путям, секрета желез – по протокам и т.д.

В мышечной ткани имеются сократительные элементы клетки ( миофибриллы ), трофические ( ядро и цитоплазма со всеми органоидами ) и опорные ( оболочка ) Различают два вида мышечной ткани: гладкую и поперечнополосатую, в последней, в свою очередь, выделяют скелетную и сердечную мышечную ткань.

Гладкая мышечная ткань – участвует в образовании стенки сосудов, внутренних органов радужной оболочки глаза.

Попречнополосатая сердечная мышечная ткань – может быть двух видов: одна обеспечивает сокращение сердца, вторая — проведение нервных импульсов внутри сердца.

Поперечнополосатая скелетная мышечная ткань – характерна для всех мышц скелета, диафрагмы, языка, глотки, начального отдела пищевода, мышц приводящих в движение глазное яблоко, и др. Основной структурной функциональной единицей поперечнополосатой мышечной ткани является мышечное волокно. Длина мышечных волокон колеблется от нескольких миллиметров до 10 и более сантиметров. С поверхности мышечное волокно покрыто оболочкой (сарколеммой).

Сокращение поперечнополосатых мышц происходит быстро, вместе с тем они быстро, рано утомляются. При динамическом характере работы, когда периоды сокращения чередуются с периодами расслабления, длительность сокращения невелика, капилляры не сдавливаются, питание волокна не нарушается, поэтому и утомление мышц наступает медленнее. При статистической работе — утомление наступает быстро.

Под влиянием нагрузки (двигательной деятельности) мышечные волокна утолщаются, увеличивается количество ядер. Имеются наблюдения, указывающие на то, что при этом может увеличиваться и число волокон.

ИЗМЕНЕНИЕ МЫШЦ ПОД ВЛИЯНИЕМ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

Физические нагрузки при трудовых процессах, естественных движениях человека, занятиях спортом оказывают влияние на все системы организма, в том числе и на мышцы.

Мышцы — активная часть двигательного аппарата

В теле человека насчитывается около 600 мышц. Большинство из них парные и расположены симметрично по обеим сторонам тела человека. Мышцы составляют: у мужчин — 42% веса тела, у женщин — 35%, у спортсменов — 45–52%.

По происхождению, строению и даже функции мышечная ткань неоднородна. Основным свойством мышечной ткани является способность к сокращению – напряжению составляющих ее элементов. Для обеспечения движения элементы мышечной ткани должны иметь вытянутую форму и фиксироваться на опорных образованиях (костях, хрящах, коже, волокнистой соединительной ткани и т.п.).

В различных видах спорта нагрузка на мышцы различна как по интенсивности, так и по объему, в ней могут преобладать статистические или динамические элементы. Она может быть связана с медленными или быстрыми движениями. В связи с этим и изменения, происходящие в мышцах, будут неодинаковы.

Как известно, спортивная тренировка увеличивает силу мышц, эластичность, характер проявления силы и другие их функциональные качества. Вместе с тем иногда, несмотря на регулярные тренировочные занятия, сила мышц начинает снижаться и спортсмен не может даже повторить свой прежний результат. Поэтому очень важно знать, какие изменения происходят в мышцах под влиянием физической нагрузки, какой двигательный режим спортсмену рекомендовать; должен ли спортсмен иметь полный покой (адинамию), перерыв в тренировочном процессе, или минимальный объем движений (гиподинамию), или наконец, проводить тренировки с постепенным уменьшением нагрузки.

Изменения в строении мышц у спортсменов можно определить методом биопсии (взятия особым способом кусочков мышц) в процессе тренировки. Эксперименты показали, что нагрузки преимущественно статистического характера ведут к значительному увеличению объема и веса мышц. Увеличивается поверхность их прикрепления на костях, укорачивается мышечная часть и удлиняется сухожильная. Происходит перестройка в расположении мышечных волокон в сторону более перистого строения. Количество плотной соединительной ткани в мышцах между мышечными пунктами увеличивается, что создает дополнительную опору. Кроме того, соединительная ткань по своим физическим качествам значительно противостоит растягиванию, уменьшая мышечное напряжение. Усиливается трофический аппарат мышечного волокна: ядра, саркоплазма, митохондрии. Миофибриллы (сократительный аппарат) в мышечном волокне располагаются рыхло, длительное сокращение мышечных пучков затрудняет внутриорганное кровообращение, усиленно развивается капиллярная сеть, она становится узкопетлистой, с неодинаковым просветом.

При нагрузках преимущественно динамического характера вес и объем мышц также увеличиваются, но в меньшей степени. Происходит удлинение мышечной части и укорочение сухожильной. Мышечные волокна располагаются более параллельно, по типу веретенообразных. Количество миофибрилл увеличивается, а саркоплазмы становится меньше.

Чередование сокращений и расслаблений мышцы не нарушает кровообращения в ней, количество капилляров увеличивается, ход их остается более прямолинейным.

Количество нервных волокон в мышцах, выполняющих преимущественно динамическую функцию, в 4—5 раз больше, чем в мышцах выполняющих преимущественно статистическую функцию. Двигательные бляшки вытягиваются вдоль волокна, контакт их с мышцей увеличивается, что обеспечивает лучшее поступление нервных импульсов в мышцу.

При пониженной нагрузке мышцы дряблыми, уменьшаются в объеме, капилляры их суживаются, в результате чего мышечные волокна истощаются, двигательные бляшки становятся меньших размеров. Длительная гиподинамия приводит к значительному снижению силы мышц.

При умеренных нагрузках мышцы увеличиваются в объеме, в них улучшается кровоснабжение, открываются резервные капилляры. По наблюдениям П.З. Гудзя, под влиянием систематической тренировки происходит рабочая гипертрофия мышц, которая является результатом утолщения мышечных волокон (гипертрофии), а также увеличения их количества (гиперплазии). Утолщение мышечных волокон сопровождается увеличением в них ядер, миофибрилл. Увеличение числа мышечных волокон происходит тремя путями: посредством расщепления гипертрофированных волокон на два—три и более тонких, вырастания новых мышечных волокон из мышечных почек, а также формирования мышечных волокон из клеток сателлитов, которые превращаются в миобласты, а затем в мышечные трубочки. Расщеплению мышечных волокон предшествует перестройка их моторной иннервации, в результате чего на гипертрофированных волокнах формируются одно—два дополнительных моторных нервных окончания. Благодаря этому после расщепления каждое новое мышечное волокно имеет собственную мышечную иннервацию. Кровоснабжение новых волокон осуществляется новообразующимися капиллярами, которые проникают в щели продольного деления. При явлениях хронического переутомления одновременно с возникновением новых мышечных волокон происходит распад и гибель уже имеющихся.

Важное практическое значение при перетренированности имеет двигательный режим. Установлено, что гиподинамия действует отрицательно на мышцы. При постепенном же уменьшении нагрузок нежелательных явлений в мышцах не возникает. Широкое применение метода динамометрии позволило установить силу отдельных групп мышц у спортсменов и составить как бы топографическую карту.

Так, в показателях силы мышц верхних конечностей (мышц—сгибателей и разгибателей предплечья, разгибателей плеча) явное преимущество имеют спортсмены, специализирующиеся в хоккее и ручном мяче, по сравнению с лыжниками—гонщиками, и велосипедистами. В силе мышц—сгибателей плеча заметно превосходство лыжников над гандболистами, хоккеистами и велосипедистами. Больших различий в силе мышц верхних конечностей между хоккеистами и гандболистами не наблюдается. Довольно четкие различия отмечаются в силе мышц—разгибателей, причем лучший показатель у хоккеистов (73кг), несколько хуже у гандболистов (69кг), лыжников (60кг) и велосипедистов (57кг). У не занимающихся спортом этот показатель составляет всего 48кг.

Показатели силы мышц нижних конечностей также различны у занимающихся различными видами спорта. Величина силы разгибателей голени больше у гандболистов (77кг) и хоккеистов (71кг), меньше у лыжников—гонщиков (64кг), еще меньше у велосипедистов (63кг). в силе мышц—разгибателей бедра большое преимущество у хоккеистов (177кг), тогда как у гандболистов, лыжников и велосипедистов существенных различий в силе этой группы мышц нет (139 — 142кг).

Особенно интересны различия в силе мышц—сгибателей стопы и разгибателей туловища, способствующих в первом случае отталкиванию, а во втором — удержанию позы. У хоккеистов показатели силы мышц—сгибателей стопы составляют 187кг, у велосипедистов — 176кг, у гандболистов — 146кг. Сила мышц—разгибателей туловища у гандболистов равна 184кг, у хоккеистов — 177кг, а у велосипедистов — 149кг.

В момент нанесения удара в боксе особая нагрузка падает на мышцы сгибатели кисти и пальцев, активное напряжение которых обеспечивает жесткость звена. Во время боя большую нагрузку в области туловища несут мышцы разгибатели позвоночного столба, при активном участии осуществляется нанесение различных видов ударов. В области нижних конечностей наиболее сильного развития у боксеров достигают сгибатели и разгибатели бедра, разгибатели голени и сгибатели стопы. В значительно меньшей степени развиты мышцы разгибатели предплечья и сгибатели плеч, сгибатели голени и разгибатели стопы. При этом при переходе от первой весовой группы к шестой увеличение силы наиболее сильных групп мышц происходит в большей степени, чем увеличение относительно “слабых”, менее участвующих в движениях боксера, мышц.

Все эти особенности связаны с неодинаковым биохимическими условиями в работе двигательного аппарата и требованиями, предъявляемыми к нему в различных видах спорта. При тренировке начинающих спортсменов необходимо обращать особое внимание на развитие силы “ведущих” групп мышц.

ВЛИЯНИЕ ЗАНЯТИЙ СПОРТОМ НА СКЕЛЕТ

Под влиянием усиленной мышечной деятельности в скелете спортсмена происходят существенные изменения. На состояние скелета оказывают влияние и другие факторы, связанные с занятием спортом: характерное положение тела спортсмена (у велосипедистов, конькобежцев, боксеров, гребцов и т.д.), сила давления на скелет (у тяжелоатлетов), сила растяжения при висах, при скручивании тела (у акробатов, гимнастов, фигуристов и др.) при правильном дозированных нагрузках эти изменения обычно бывают благоприятными. В противном случае возможны патологические изменения скелета.

Наиболее простой механизм возникновения у спортсменов изменения скелета можно представить следующим образом. Под влиянием усиленной мышечной деятельности происходит рефлекторное расширение кровеносных сосудов, улучшается питание работающего органа, прежде всего мышц, а затем и близлежащих органов, в частности кости со всеми ее компонентами (надкостница, компактный слой, губчатое вещество, костномозговая полость, хрящи, покрывающие суставные поверхности костей и др.).

Все изменения в скелете появляются постепенно. Через год занятий спортом можно наблюдать отчетливо выраженные морфологические изменения костей. В дальнейшем эти изменения стабилизируются, но перестройка скелета происходит на протяжении всего тренировочного процесса. При прекращении активной спортивной деятельности приспособительные изменения костей остаются довольно продолжительное время.

Изменения, происходящие в скелете под влиянием занятий спортом, касаются и химического состава костей, и внутреннего их строения, и процессов роста и окостенения.

Кости, несущие большую нагрузку, богаче солями кальция, чем кости, несущие меньшую нагрузку. На рентгенограммах кости спортсменов имеют более четкий рисунок, чем кости не спортсменов, что объясняется большей оссификацией костной ткани, лучшим насыщением ее минеральными солями.

Под влиянием занятий спортом изменяется внешняя форма костей. Они становятся массивнее и толще за счет увеличения костной массы. Все выступы, гребни, шероховатости выражены резче. Эти изменения зависят от вида спорта. Так, у тяжелоатлетов кости массивнее, чем у пловцов, особенно в верхнем отделе скелета и верхних конечностях.

Советуем прочитать:  Дельтовидная мышца на ягодице для инъекций

Изменение внутреннего состава кости под влиянием занятий спортом выражаются, в частности, в утолщении ее компактного вещества. Причем утолщение обычно больше в тех костях, на которые падает нагрузка. Но изменения компактного вещества также может происходить и без его утолщения, без изменения диаметра кости. В связи с утолщение компактного вещества костномозговая полость уменьшается. При больших статистических нагрузках она уменьшается почти до полного зарастания

Губчатое вещество кости также претерпевает определенные изменения. Под влиянием усиленной нагрузки на кость перекладины губчатого вещества становятся толще, крупнее, ячейки между ними больше (в старшем возрасте ячейки тоже становятся больше, но перекладины тоньше).

Переломы у спортсменов срастаются быстрее. Суставной хрящ, покрывающий суставные поверхности костей, может утолщаться, что усиливает его амортизационные свойства и уменьшает

источник

Влияние физической нагрузки на формирование скелета и мышц человека

Показать роль физических упражнений в формировании скелета и мышц.

Познакомить учащихся с физическими упражнениями, развивающими различные группы мышц.

    Повторить материал об основных группах мышц.

Воспитывать дисциплинированность, самостоятельность, чувство коллективизма.

Развивать силу и гибкость, через выполнение общеразвивающих упражнений (ОРУ с фитболами, фитнес йога) и упражнений круговой тренировки.

Формировать правильную осанку.

Укреплять мышцы рук, ног и позвоночного столба, через общеразвивающие упражнения и упражнения круговой тренировки.

мультимедийный проектор – 1шт.;

плакаты «системы организма» — 10 шт.;

индивидуальные карточки – 21 шт.;

карточки для круговой тренировки – 7 шт.;

гимнастические коврики – 22шт. (фитнес йога) + 9 шт. (круговая тренировка)

Со звонком учащиеся входят в спортивный зал и строятся в одну шеренгу.

Слова учителя: Здравствуйте, ребята! Сегодня урок физической культуры проведу у вас я. Зовут меня Олеся Владимировна. Тема нашего урока: «Влияние физической нагрузки на формирование скелета и мышц человека».

На уроке мы повторим материал об основных группах мышц. Узнаем о роле физических упражнений в формировании скелета и мышц человека и выполним физические упражнения, направленные на развитие основных мышечных групп.

Каждый из вас может влиять на развитие своего организма. Однако чтобы это делать правильно, надо хорошо знать его строение и функции.

Вы сейчас просмотрите видеоролик: «Значение движения в жизни человека» и после дадите мне ответы на следующие вопросы:

1. Какие системы организма вы знаете?

2. Что является опорой нашего организма?

3. Что приводит в движение кости скелета?

После просмотра видеоролика учащимся повторяются вопросы, на которые они дают ответы.

Давайте вместе подведем небольшой итог: так, какие же функции выполняет опорно-двигательный аппарат?

Мышцы – двигательная и моторная;

Связки – крепят мышцы к костям;

Суставы – выполняют подвижность частей скелета.

Кроме движения, скелет и мышечный корсет выполняют функцию вместилища для внутренних органов, защищая их от механических повреждений.

Работа мышц является необходимым условием их существования. Тренировка способствует увеличению их объёма, возрастанию силы и работоспособности, что важно для физического развития всего организма.

«Класс равняйсь! Смирно! Направо! Налево в обход шагом марш!»

— перекаты с пятки на носок и одновременно круговые движения прямыми руками вперед;

— задание на внимание «свистки — хлопки»;

— круговые движения кистями, с различным положением рук;

— круговые движения в локтевом суставе;

— перекаты с пятки на носок и одновременно круговые движения прямыми руками назад.

Закончили упражнения, сделали вдох – выдох.

Следующее упражнение на улучшение вентиляции легких. Сделайте глубокий вдох и задержите дыхание на 5 секунд, затем – выдох. А теперь на 10 секунд.

По ходу движения взять фитболы.

«Налево, через середину – шагом марш! Налево в колонну по три шагом марш! Сохраняем дистанцию два метра. Направляющий на месте… стой! Налево. Влево разомкнись».

Регулярно тренируемые мышцы лучше работают, но перед тренировкой мышцы необходимо размять, чтобы предотвратить их повреждение.

Мы выполним общеразвивающие упражнения с фитболами, вначале без музыкального сопровождения, а затем под музыку.

Упражнения заканчиваются, учащиеся сидят на мяче. Упражнения на восстановление дыхания.

Вопрос учителя: Ребята, какие мышцы у вас устали больше всего?

Учитель: А какие вы ещё знаете крупные мышечные группы?

Дети: мышцы спины и живота.

В следующем задании мы проверим на сколько развиты ваши мышцы и умеете ли вы определять какая мышечная группа работает при выполнении упражнения.

Работать вы будете по группам. Время работы 20 секунд, отдыха – 1 минута. За время отдыха вы должны будете перейти на следующую станцию, но и поработать с личной карточкой. Там вы отмечаете цифрой, какая мышца или мышечная группа работала при выполнении задания.

Прежде чем приступить к работе напомню правила тренировки: посильность, постепенность, систематичность.

Встать с мячей. Кругом! Направо в обход шагом марш! По ходу движения положить мячи и разойтись по станциям.

На каждой станции продемонстрировать выполнение упражнения.

После окончания круговой тренировки учащиеся строятся на лицевой линии.

За выполненную работу вы все получите оценки, и их вам сообщит на следующем уроке ваш учитель физической культуры.

Выполняя задания, какое основное физическое качество мы с вами развивали?

Перестроение для эстафеты.

Задание: бег с мячом в руках, до ориентира. Распределить названия мышц в соответствии с основными группами. Каждый участник должен выбрать две мышцы и вписать их заданной цифрой. Цифры повторяться не должны. Последний возвращается с заданием к команде.

Молодцы, задание выполнили очень быстро, а теперь проверим на сколько правильно. Посмотрите на экран с правильными ответами, цифры могут быть вписаны в любой последовательности. Если вы допустили 1 ошибку – то это оценка отлично, если 2, то – хорошо, 3 – вы оценку не получаете. Ещё раз повторите материал костно – мышечная система человека, на следующий урок будет проведено подобное тестирование.

Участник заканчивающий эстафету, в конце урока задержитесь, пожалуйста, для того чтобы вписать фамилии ребят вашей команды.

Чтобы нам восстановить все системы организма, мы выполним упражнения фитнес йоги.

На уроке в основном все упражнения были направлены на развитие силы и вы, наверное, знаете, что такие упражнения необходимо сочетать с упражнениями на гибкость. Для того чтобы наши мышцы были более эластичными.

Наш сегодняшний урок был очень насыщенный, мы выполняли как практические, так и теоретические задания. Мы узнали с вами о влиянии физической нагрузки на формирование скелета и мышц человека. Мышцы и скелет составляют единую опорно – двигательную систему. При физической нагрузки увеличивается приток крови к мышечным волокнам, а значит, количество кислорода и питательных веществ, получаемых мышцами. Работая, мышцы действуют на кости как рычаг, заставляя их двигаться. Приток питательных веществ к мышцам вызывает не только развитие мышечной массы, но и рост, и укрепление скелета.

Выполняйте упражнения не только на уроках физической культуры, но и во внеурочное время. Ведь упражнения повышают мышечный тонус. Благодаря этому внутренние органы поддерживаются в хорошем состоянии. О мышцах нужно заботится. И всегда помнить главные правила тренировки: КАКИЕ?!

Посильность постепенность систематичность

Домашнее задание: повторить материал об основных группах мышц, выполнять упражнения на тренировку различных групп мышц.

источник

4.2. Влияние занятий спортом на скелет.

Под влиянием усиленной мышечной деятельности в скелете спортсмена происходят сущест­венные изменения. На состояние скелета оказывают влияние и другие факторы, связанные с занятиями спортом: характерное положение тела спортсмена (у велосипедистов, конькобежцев, боксеров, гребцов и др.), сила давления на скелет (у тяжелоатлетов), силa растяжения при висах, при скручивании тела (у акробатов, гимнастов, фигуристов и др.). При правильно дозированных нагрузках эти изменения обычно бывают благоприятными. В противном случае возможны патологические изменения скелета.

Наиболее простой механизм возникновения у спортсменов изме­рений скелета можно представить следующим образом. Под влиянием усиленной мышечной деятельности происходит рефлекторное расширение кровеносных сосудов, улучшается питание работающего органа, прежде всего мышцы, а затем и близлежащих органов, в частности кости со всеми её компонентами (надкостница, компактный слой, губчатое вещество, костномозговая полость, хрящи, по­крывающие суставные поверхности костей и др.).

Все изменения в скелете появляются постепенно. Через год систематических занятий спортом уже можно наблюдать отчетливо выраженные морфологические изменения костей. Наиболее выражены они в первые два года занятий. В дальнейшем эти изменения стабилизируются, но внутренняя перестройка скелета происходит на протяжении всего тренировочного процесса. При прекращении активной спортивной деятельности приспособительные изменения костей остаются довольно продолжительное время.

Изменения, происходящие в скелете под влиянием занятий спортом, касаются и химического состава костей, и внутреннего их строения, и процессов роста и окостенения.

Кости, несущие большую нагрузку, богаче солями кальция, чем кости, несущие меньшую нагрузку. Опыты с радиоактивным фосфо­ром показали, что у животных, которые переносили большую бего­вую нагрузку, содержание его увеличивалось, причем больше в костях, расположенных ближе к опорной поверхности и испытывав­ших большую механическую нагрузку (М. Г. Привес, В.Г. Шишова, Э.И. Щербак). На рентгенограммах кости спортсменов имеют более четкий рисунок, чем кости неспортсменов, что объясняется большей оссификацией костной ткани, лучшим насыщением её ми­неральными солями.

Под влиянием занятий спортом изменяется внешняя форма кос­тей. Они становятся массивнее и толще за счет увеличения костной массы. Все выступы, гребни, шероховатости выражены резче. Эти изменения зависят, естественно, от вида спорта. Так, у тяжелоат­летов кости массивнее, нежели у гимнастов; у гимнастов массив­нее, чем у пловцов, особенно в верхнем отделе скелета и верхних конечностях. У пловцов плохо выражена шейка плечевой кости, у гребцов-байдарочников — шейка лучевой кости. У тяжелоатле­тов могут наблюдаться изгиб всего диафиза лучевой кости, утол­щение ключицы, лопатки, изменения рукоятки грудины, тел позвон­ков; у боксеров — головок пястных костей, особенно второй и третьей. При усиленной физической нагрузке, выходящей за пре­делы нормы, в костной ткани постепенно могут возникать измене­ния, граничащие с предпатологическим и патологическим состояни­ем, наблюдаются явления изнашивания, изменения формы головок костей, появляются краевые разрастания костей в области суста­вов, места разрежения костного вещества и т. п.

Советуем прочитать:  Что делать когда потянула мышцу спины

Изменения внутреннего строения кости под влиянием занятий спортом выражаются, в частности, в утолщении ее компактного ве­щества. Причем утолщение обычно больше в тех костях, на кото­рые падает наибольшая нагрузка. Оно может быть равномерным по длине всей кости или на одной стороне, чаще в местах фиксации мышц. Изменения компактного вещества бывают симметричными и асимметричными. Даже на одной и той же кости они могут быть неодинаковыми. У гимнастов эти изменения больше выражены в плечевой кости и костях кисти; у теннисистов — в костях правой верхней конечности, особенно в лучевой кости, а также в области 1-й и 2-й пястных костей (в связи с захватом ракетки). Под влия­нием статических нагрузок происходят большие изменения скелета, чем под влиянием динамических нагрузок, хотя прочность кости остается высокой за счет усиления остеонизации — увеличения ко­личества остеонов и их сильной связи фибриллами. Установлено, что остеонизированная кость является более дифференцированной, со­вершенной, прочной по сравнению с пластинчатой костью, в кото­рой остеонов меньше. Поэтому изменения компактного вещества могут происходить и без его утолщения, без изменения диаметра кости. Поперечный размер диафизов трубчатых костей увеличивается, увеличивается количество остеонов, изменяется структура и расположение костных балок, происходит утолщение костных пластинок и усиление физиологического склероза в зонах роста, суставных впадинах, а также в местах, соответствующих основным силовым линиям. Таким образом, костный аппарат спортсмена приобретает большую механическую прочность.

Губчатое вещество кости также претерпевает определенные изменения. В связи с выполняемой функцией костей в организме различают: крупноячеистое, среднеячеистое и мелкоячеистое стро­ение губчатого вещества. Под влиянием усиленной нагрузки на кость перекладины губчатого вещества становятся толще, крупнее, ячейки между ними больше (в старшем возрасте ячейки тоже стано­вятся больше, но перекладины тоньше). Так, у не занимающихся спортом губчатое вещество костей предплюсны имеет среднеячеис­тое или даже мелкоячеистое строение, у футболистов, тяжелоатле­тов — крупноячеистое; губчатое вещество костей запястья у не занимающихся спортом имеет мелкоячеистое строение, у гимнастов, акробатов — крупноячеистое. Меняется и архитектоника губчатого вещества. Различная функция мышц не только в силе, но и в на­правлении тяги, действие силы тяжести, т, е. увеличение веса тела (например, у тяжелоатлетов), смещение ОЦТ, т. е. перераспре­деление силы тяжести (у велосипедистов, конькобежцев, боксеров), изменения характера движения — различные виды отталкивания (с носка, наружного края стопы) и приземления — всё это видо­изменяет структуру губчатого вещества, может даже способствовать образованию новых силовых линий из перекладин губчатого вещества, не свойственных обычно человеку (в пяточной кости у конькобежцев).

В связи с утолщением компактного вещества костномозговая полость уменьшается. При больших статических нагрузках она уменьшается почти до полного зарастания. У не занимающихся спортом ширина компактного слоя, как правило, меньше ширины костномозговой полости на том же уровне кости. У спортсменов же отношения могут быть обратными. Надо полагать, что в связи с уменьшением мозговой полости в костях количество желтого костного мозга уменьшается, а количество красного костного мозга увеличивается. Поскольку красный костный мозг является источ­ником эритроцитов, увеличивается и количество гемоглобина, обеспечивающего организм кислородом, который столь необходим организму спортсмена при выполнении физических упражнений.

Надкостница под влиянием физических нагрузок становится более прочной — утолщается, особенно у футболистов и тяжелоатлетов, но одновременно приобретает эластичность, в ней увеличивается количество сосудов, остеогенная функция её повышается.

Переломы у спортсменов срастаются быстрее. Суставной хрящ, покрывающий суставные поверхности костей, может утолщаться, что усиливает его амортизационные свойства и уменьшает давление на кость. Что касается влияния двигательной деятельности на рост и процессы окостенения, то большинство авторов считают, что дозированные физические нагрузки приводят к активизации зон роста, интенсивному делению хрящевых клеток, быстрому росту труб­чатых костей. Например, у гимнастов и боксеров кости кисти длиннee. Процесс синостозирования у юных спортсменов длится доль­ше, чем у не занимающихся спортом детей того же возраста. Чрезмерные нагрузки вначале активизируют рост костей, но уменьшают длительность процессов синостозирования. Изменения, происходящие в соединениях костей под влиянием тренировок, выражаются в увеличении подвижности в связи с лучшей растяжимостью мягких тканей соединений, связок и мышц, лежащих на стороне, противо­положной движению, и увеличении силы мышц, обусловливающих движение. Подвижность в отдельных суставах изменяется избира­тельно, в зависимости от вида спорта. Так, для гимнастов, акроба­тов характерна большая подвижность во всех соединениях, для теннисистов — подвижность в суставах кисти, для гандболистов — в соединениях костей верхней конечности, для пловцов — костей пояса верхней конечности, для хоккеистов — костей нижней конечности, для легкоатлетов — подвижность стопы и т. п.

Общее представление о влиянии спорта на костную систему известно давно, но конкретные проявления этого влияния еще достаточно не изучены. Внимание исследо­вателей привлекали главным образом болезненные из­менения, возникающие в костно-суставном аппарате спортсменов (травматические, патологические), а про­грессивные, благоприятные меньше изучаются.

Далее продолжим рассмотрение благоприятных перестроек и приспособлений, происходящих в скелете спортсмена, и попытаемся выявить общие закономерно­сти этих явлений и их значение. Как указано выше, исследования взрослых, стажированных спортсменов, показали, что спортивная работа значительно перестраи­вает костную систему в соответствии с видом спорта и величиной физической нагрузки.

В скелете появляются морфологические, прогрессивные изменения, которые носят характер рабочей гипертрофии. Они усиливают скелет и, безусловно, являются благоприятными. Поперечный размер диафизов трубчатых костей увеличивается, кортикальный слой становится толще. На рентгенограммах можно видеть чёткую структуру костей, а также, как указано выше, утолщение костных пластинок и усиление физиологического склероза в зонах роста, суставных впадинах, а также в местах, соответствующих основным силовым линиям. Кости становятся массивнее, крепче и, следовательно, устойчивее по отношению к травматическим и другим вредностям.

Главными факторами, обусловливающими появление прогрессивных морфологических изменений в костной си­стеме, являются раздражение рецепторных приборов, рефлекторная гиперемия и усиление обмена веществ; они всегда возникают в тех или иных отделах организма и в целом организме во время спортивных упражнений. Нер­вные механизмы, кора головного мозга при этом играют регулирующую роль. Как отмечал И.П.Павлов, каждая клетка сложного организма, следовательно, и костная, реагирует на всевозможные воздействия опосредованно благодаря возбудимости соответствующие нервных при­боров.

Значительно повышенная функция мышц вызывает раздражение надкостницы, усиление оссифицирующих процессов в местах прикрепления мышц. Как указывалось выше, кости спорт­смена своеобразно изменяются, на них появляются ше­роховатости, гребни, костные выступы, бугры.

Во время отдыха, как известно, спортсмен довольно бы­стро теряет спортивную форму, что обусловливается главным образом изменениями в центральной нервной системе, мышцах, сердце и в обмене веществ. В костной системе прогрессивные морфологические изменения дер­жатся стойко, и даже незначительные спортивные на­грузки могут поддерживать это благоприятное состояние костной системы. При полном прекращении занятий спор­том атрофические процессы в «тренированной» кости протекают медленно в течение ряда лет и кость еще дол­гое время может выдерживать повышенные нагрузки. В этом убеждают наблюдения над костной системой спортсменов с вынужденным перерывом в спортивных за­нятиях.

Прогрессивные морфологические изменения у таких спортсменов даже во время длительного перерыва в за­нятиях не исчезают полностью. Наблюдения показывают, что прогрессивные морфологические изменения в костно-суставном аппарате наступают гораздо медленнее, чем в мышцах и сердце. Через 3-5 лет систематических занятий спортом наблюдаются резко выраженные морфологические изменения. В костной системе прогрессивные морфологические изменения держатся намного дольше, чем в других системах организма.

Проведённые наблюдения убеждают в том, что процессы физиологической инволюции, возрастного старения костной системы, задерживаются, у лучших спортсменов отодвигаются на более поздние сроки. Таким образом, физическая культура вообще, а оптимальные нагрузки в спорте, в частности, выступают как мощное средство продления молодости всего организма человека. «Паспортный» возраст у мастеров спорта, правильно и систематически тренировавшихся, не совпадает с «костным» возрастом.

Материалы изучения состояния тренированности дают возможность проследить влияние функции на морфологию костной системы. Она изменяется своеобразно и соответственно предъявляемым ей требованиям. Если костно-суставной аппарат еще не определяет состояния тренированности всего организма (для этого необходим учет состояния других систем и органов), то все же он является одним из важных показателей приспособленно­сти спортсмена к выполнению больших нагрузок; будучи перестроен, он оказывает несомненное влияние на весь организм, создавая в нем не только преходящие, но и стабильные прогрессивные признаки. Высокая фаза тре­нированности всего организма, в свою очередь, создаст условия для дальнейшей благоприятной перестройки и усиления костного аппарата. Такова взаимосвязь между организмом в целом и костной системой.

При оценке состояния физического развития спорт­сменов, их спортивной формы специалистами по врачеб­ному контролю обычно учитывается состояние трениро­ванности мышц, сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, обмена веществ, нервной системы. Но не мень­шее значение имеет и учет изменений костной системы.

Рассмотрим некоторые патологические изменения костно-суставного аппарата спортсмена. По мнению П.Ф.Лесгафта: «Деятельность органов действительно увеличивается только при упражнении, при постепенном последовательном их возбуждении. Всякое нарушение постепенности и последовательности непременно должно привести к понижению деятельности».

Выше говорилось о благоприятных физиологических изменениях, которые возникают в организме спортсмена, в его костной системе под влиянием правильного обуче­ния, последовательной и систематической тренировки.

Однако в опорно-двигательном аппарате спортсменов могут наблюдаться и патологические изменения, возни­кающие в результате неправильного обучения и трениров­ки, главным образом под влиянием чрезмерной нагрузки. Эти неблагоприятные изменения уменьшают функцио­нальные возможности суставов, снижают спортивные до­стижения спортсмена и создают иногда серьезные пре­пятствия к продолжению занятий спортом.

Вопрос о развитии патологических изменений в костно-суставном аппарате спортсмена находится в тесной связи с весьма сложной проблемой перетренированности.

Давно известно, что чрезмерные, длительно повторяю­щиеся нагрузки в различные периоды тренировки вызы­вают иногда состояние перетренирован-ности.

В основе развития состояния перетренированности лежит переутомление. Оно всегда вызывает болезненное состояние организма.

Наиболее ранним объективным признаком переутом­ления является расстройство тончайших двигательных координаций. Дальнейшее предъявление требований к переутомленному вызывает нарушение баланса между возбудительным и тормозным процессами. Чрезмерные требования к центральной нервной системе приводят к срыву ее деятельности, что проявляется в виде нару­шения уже ранее выработанного стереотипа, в невозмож­ности спортивного совершенствования и даже в пониже­нии прежних спортивных результатов.

Если переутомленный спортсмен продолжает система­тические занятия физическими упражнениями, то это и приводит уже к появлению явных признаков перетрени­рованности: падению веса, учащению пульса, снижению жизненной емкости легких, выделению белка с мочой и в итоге к резкому снижению спортивных достижений. В дальнейшем на основе переутомления и продол­жающихся чрезмерно интенсивных и длительных нагрузок возникают патологические изменения в мягких тканях и в костях.

Советуем прочитать:  Стойка на руках мышц спины

Возникновение и развитие патологических изменений легко объяснить с позиций современной физиологии. Многократно повторяющаяся перегрузка организма, пе­ретренировка и особенно большое количество однотип­ных нагрузок являются сверхсильными раздражителями, вызывающими торможение, в результате которого из­меняется нормальная регулирующая способность цент­ральной нервной системы, коры головного мозга. Поэтому рефлекторно возникает расстройство общих и местных реакций и нарушение функций организма. Вначале это выражается в сосудистых расстройствах (анемия или гиперемия тканей) и нарушении обмена.

На основе этого состояния, которое может прогрес­сировать, развиваются трофические нарушения и морфологические изменения в тканях. Стойкое нарушение трофики обычно переходит в различного рода патологические изменения в мышцах, сухожилиях, связках в суставном хряще и надкостнице. При клиническом обсле­довании диагносцируются миозиты, миофасциты, мы­шечные спазмы, периоститы, паратенониты и другие за­болевания, отражающиеся на состоянии всего организма и требующие серьезного лечения.

Патологические изменения, развивающиеся в костно-суставном аппарате под влиянием многократно повто­ряющейся перегрузки, перетренировки, представляют собою остеодистрофические изменения, артрозо-артриты нетравматического происхождения, патологические пере­стройки костей, воспалительные изменения и другие со­стояния, также требующие длительного лечения.

В результате перегрузки опорно-двигательного аппаpaта может произойти потеря эластичности суставного хряща и даже частичная его гибель. В таком случае давление при нагрузке уже не распределяется по эпифизу равномерно, а падает лишь на небольшой участок хряща и повреждение его увеличивается. Реакция со стороны кости в таком случае обычно выражается в развитии остеодистрофических деструктивных изменений или, что чаще бывает, изменений продуктивного характера.

В первом случае происходит частичное разволокнение и разрушение хряща. Дегенеративные, атрофические изменения в хряще приводят к сужению так называемой рентгеновской суставной щели, к перестройке структуры кости, склерозу кортикального слоя и кистовидным изме­нениям.

Продуктивные изменения приводят к деформирующе­му артрозу, т. е. краевым костным разрастаниям, обыз­вествлениям и окостенениям хрящевых и фиброзных эле­ментов сустава.

Дегенеративно-дистрофические изменения в суставах характерны для стариков, они появляются и развиваются в процессе физиологического, старения (Д. Г. Рохлин). Однако такого же характера процессы могут развиваться иногда и у молодых людей и, в частности, у спортсменов в случае перегрузки суставов. В таких случаях мы имеем дело с преждевременным изнашиванием костно-суставного аппарата, преждевременным местным старением.

У спортсменов эти процессы обычно развиваются в одном или двух суставах, чаще в коленных, и не носят системною характера, а иногда локализируются даже на ограниченном участке кости. Однако не следует пред­ставлять развитие патологических изменений в костно-суставном аппарате как чисто местный процесс. В этом сложном болезненном процессе огромную роль играют нервные механизмы, в него вовлекается весь организм. Перераздражение, чрезмерная гиперемия и нарушение обмена, лежащие в основе развития местных болезнен­ных изменений, обусловлены участием нервных механизмов. Кость реагирует на чрезмерные воздействия опосредованно, благодаря возбудимости соответствую­щих нервных приборов и прежде всего коры головного мозга. Если учесть ещё, что переутомление, как болезнен­ное состояние всего организма, сопровождается рас­стройством двигательных координаций, то станет ясным, что местные патологические изменения в костной системе нельзя рассматривать оторвано от всего организма. В их развитии принимает участие и определяет их течение центральная нервная система, организм в целом.

Наблюдения показывают, что болезненные изменения в опорно-двигательном аппарате спортсменов возникают тогда, когда нарушаются принципы систематичности, по­следовательности в обучении, а также при применении чрезмерных нагрузок без учета индивидуальных и возра­стных особенностей обучающихся, т. е. в результате неправильной методики тренировки.

Отсюда очевидна необходимость проведения профилактических мероприятий по отношению к спортсменам, тренирующимся с повышенными нагрузками. Но для того, чтобы эти мероприятия были научно обоснованными и, следовательно, эффективными, необходимо глубокое изучение различных проявлений болезненного процесса, развивающегося при больших нагрузках.

Особенно это касается острых заболеваний спортсме­нов с локализацией болезненных изменений в мышцах, околосуставных слизистых сумках, сухожильных влагалищах, окружающей их клетчатке, надкостнице. Необходимо определить, почему именно в процессе выполнения интенсивных, повышенных нагрузок появляются иногда боли на местах давних, казалось бы совсем излеченных повреждений опорно-двигательного аппарата.

Трудность ранней диагностики отмеченных болезнен­ных состояний и заключается в том, что они находятся на малоизученной границе нормы и патологии. При изучении ранних форм указанных заболеваний следует применять клиническое ис­следование в сочетании с более тонкими физиологиче­скими методами.

На более поздних стадиях развития этих заболева­ний, особенно тогда, когда в болезненный процесс уже вовлекается костно-суставной аппарат, правильно диагносцировать патологические изменения помогает рентге­нологический метод исследования.

Рассмотрим некоторые аспекты влияния занятий лёгкой атлетикой на развитие и формирование костно-суставного аппарата подростков и юношей, которые были сде­ланы в результате наблюдения за 42 юношами и 15 девушками в возрасте 14-17 лет. Все они обучались в общеобразовательной школе и систематически занима­лись в юношеских легкоатлетических школах под руко­водством заслуженного мастера спорта В. И. Алексеева, П. И. Козловского, И. И. Шустер и др. (А.И.Кураченков,1958).

Учебно-тренировочные занятия в этих школах прово­дились 3-4 раза в неделю по 2-3 часа. Учащиеся за­нимались общеразвивающими упражнениями, всеми видами легкой атлетики, гимнастикой, акробатикой, во­лейболом. Специализация в беге, прыжках или метаниях начиналась обычно на втором году обучения на базе хо­рошего общего физического развития.

Необходимо подчеркнуть, что узкой специализации у обследованных не было (в той или иной степени они занимались всеми видами легкоатлетических упражне­ний), и авторы, следовательно, регистрировали результаты суммарного влияния бега, прыжков и метаний. Но по­скольку у одних преобладали прыжки, другие занима­лись преимущественно бегом, а третьи главным образом метаниями, авторы все-таки нашли на рентгенограммах костно-суставного аппарата отражение того или иного укло­на в занятиях.

Наблюдения и специальные рентгенологические иссле­дования опорно-двигательного аппарата проводились на протяжении 2-4 лет. В процессе динамического иссле­дования юных легкоатлетов сделано более 600 рентгено­грамм. При обследовании были учтены данные физического развития и общего врачебного исследования этих подростков.

Ученики юношеских легкоатлетических школ имели различный стаж спортивного обучения, различные до­стижения в избранном виде спорта.

Специальному рентгенологическому исследованию при изучении функциональных морфологических измене­ний в костно-суставном аппарате подверглись 28 подро­стков и юношей, занимающихся преимущественно бегом. Произведено 232 обзорных снимка длинных трубчатых костей и суставов. Сделано 728 измерений костей нижних конечностей. Получены данные о физическом развитии этих же подростков.

Изучение рентгенограмм различных звеньев скелета позволило установить, что в нем развиваются прогрес­сивные морфологические изменения характера гипертро­фии. В костно-суставном аппарате нижних конечностей в связи с большей нагрузкой на них эти изменения вы­ражены более резко.

Скелет правой и левой ног у юных бегунов изменяется почти симметрично. При изучении соответствующих рентгенограмм можно подметить закономерности и бла­гоприятные влияния общего характера.

Костные трабекулы бедренных костей, костей голени и стопы у подростков, систематически занимающихся бе­гом не менее 1 года, значительно развиты. Структура костей на рентгенограммах четко выражена. Компактный слой костей утолщен почти равномерно на правой и ле­вой ногах (рабочая гипертрофия). Зоны физиологиче­ского склероза суставных концов костей усилены, но это усиление заметно у подростка, имеющего стаж системати­ческих занятий бегом не менее 2 лет. Форма костей ниж­них конечностей несколько изменяется.

На участках длинных трубчатых костей, соответст­вующих местам прикрепления мышц, наблюдаются иног­да утолщения компактного слоя и намечающиеся шероховатости, но резко выраженных изменений, боль­ших костных выступов, гребней и бугристостей, которые отмечаются у взрослых бегунов с большим стажем, у подростков и юношей еще не наблюдается.

Существенного различия в скелете толчковой и махо­вой ног у большей части исследованных авторы не отмеча­ли. Изменения характера гипертрофии на скелете обе­их конечностей развиваются почти равномерно. Небольшая асимметрия в их развитии наблюда­лась редко, и её авторы объясняют влия­нием прыжков, которыми занимались юные бегуны.

Под влиянием усиленной функции процессы созидания в костях (особенно в наибо­лее нагружаемых) юных спортсменов значительно преобладают над процессами разрушения, чем и объяс­няется выраженная рабочая гипертрофия их.

Перестройка в костях по типу гипертрофии идет раз­лично. Под влиянием усилен­ной функции в надкостнице появляется гиперемия (реф­лекторным путем) и происхо­дит усиление обменных процессов, вследствие чего со стороны надкостницы идёт интенсивное костеобразование. Усиленное её обызвествление и оссификация при­водят к утолщению диафиза кости. Этот процесс у юных спортсменов происходит на­столько интенсивно, что обычно нe видимая на рент­генограмме надкостница в определенной фазе стано­вится видимой. На рентгенограмме она определяется в виде узкой полосы нерезко­го затемнения, прилегающей « компактному слою кости. У бегунов они прослеживается на костях голени. В дальнейшем эта окосте-невающая часть надкостни­цы сливается с компактным слоем диафиза, обуслов­ливая его утолщение.

Перестройка иногда идет главным образом изнутри кости, со стороны эндоста. В таких случаях костномозго­вой канал суживается и происходит значительное утол­щение компактного слоя кости. Поперечный размер диафиза при такого рода перестройке почти не увели­чивается. Однако кость становится крепче за счет усиле­ния компактного слоя. У юных бегунов и у прыгунов такой характер перестройки кости постоянно наблюдает­ся, например, в нижней трети малоберцовой кости и иногда выражен на

рентгенограммах очень чётко. Эту физиологическую перестройку приспособительного характера, не вызывающую у спортсменов никакой болезненности, нельзя смешивать с болезненно протекающим оссифицирующим периоститом, который в редких случаях развивается в нижней трети малоберцовой кости на почве длительной чрезмерной нагрузки.

Хрящевые диаэпифизарные зоны роста костей нижних и верхних конечностей, как правило, были выражены симметрично. Сроки их закрытия (синостозирование) находились в пределах нормальных вариаций. Редкие случаи некоторой задержки в дифференциации скелета у обследованных юных бегунов объясняются влияниями эндокринного характера.

Никаких патологических изменений в костно-суставном аппарате юных бегунов не обнаруживается, в то время как у взрослых бегунов, в случае нарушения методики тренировки, они наблюдаются, как было указано выше.

Таким образом, на основании выше представленных данных рентгенологического обследования можно заключить, что развитие и формирование костно-суставного аппарата у юных бегунов в общем шло нормально. В их скелете более или менее равномерно развивались усиливающие его прогрессивные морфологические изменения характера гипертрофии. Они вызывали в нём большую устойчивость к повышенным нагрузкам, различным вредностям, в том числе травмам.

источник