Самой большой мышцей человеческого тела является ягодичная мышца. Возможно, она же и самая сильная — если основываться на том, что объем прямо пропорционален силе

 

Движения в суставах — сгибание и разгибание конечностей — совершаются благодаря поочередному сокращению и расслаблению мышц сгибателей и разгибателей, действующих согласованно вследствие иннервации их нервных центров, последовательно переходящих из состояния возбуждения в состояние торможения.

Знаете ли вы, что:

Спортивные медики, работающие в области тяжелой атлетики, утверждают, что требуется в 2 раза больше времени на то, чтобы мышца утратила новый объем по сравнению с тем временем, за которое накачала ее.

 

Работа мышц связана с расходом энергии, которую дает аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), ее запасы в мышцах небольшие и израсходуются за доли секунды. Синтезируется АТФ за счет энергии, освобождающейся при окислении глюкозы, которую приносит к мышцам кровь вместе с питательными веществами и уносит продукты распада и углекислый газ. Таким образом, эффективность работы мышц зависит от кровоснабжения мышц и, следовательно, от работы сердечно-сосудистой системы.

Знаете ли вы, что:

Стероиды (от греч. stereos — «твердый») были впервые синтезированы в Германии во времена правления нацистов не только для наращивания мышц, но и для повышения агрессивности.

 

Различают работу статическую и динамическую. При статической работе мышцы находятся в постоянном напряжении, но не сокращаются (поднятие тяжести, удержание груза). Такая работа очень утомительна, особенно для детей и подростков.

Динамическая работа мышц сопровождается поочередными сокращениями и расслаблениями мышц (бег, хождение, плавание, различные игры), она менее утомительна, потребует много энергии.

Знаете ли вы, что:

Самой мощной (самое длительное сокращение) мышцей человека является матка женщины.

 

Показателем эффективности работы мышц является коэффициент полезного действия — КПД, измеряемый по формуле (известной из физики) КПД = A/Q, то есть соотношение выполненной работы к общему количеству затраченной энергии. КПД мышц человека в среднем равно 25-30%, то есть 30% всей энергии затрачивается на сокращение мышц, остальные 70% — преобразуются в тепло.

Это интересно:

Мышцы человека производят такой объем тепла, которого хватило бы на то, чтобы кипятить по 1 литру воды в час.

Утомляемость — это временное понижение работоспособности, наступающее в результате труда и исчезающее после отдыха. Для борьбы с утомлением необходимо чередовать разнообразную деятельность.

Это интересно:

Человек считается единственным существом, которое идет спать, когда этого не хочет, и встает, если не выспался.

 

Вопросы для самоконтроля:

1. Назовите группы мышц тела человека.

2. Какие виды мышечной ткани существуют?

3. В чём принципиальное отличие гладкой мускулатуры от поперечно-полосатой скелетной?

4. В чём принципиальное отличие поперечно-полосатой скелетной мускулатуры от поперечно-полосатой сердечной?

5. Каковы основные отличия гликолитических мышечных волокон от окислительных?

6. Кратко охарактеризуйте строение мышечного волокна.

7. Какие биологически активные являются основными источниками энергии для мышечного волокна?

8. В чём физиологическое значение миозина и актина в мышечном волокне?

9. Как классифицируются мышцы по функциям?

10. В чём состоит физиологический механизм мышечного утомления?

11. Какие Вы знаете способы повышения эффективности работы скелетных мышц?

12. Какова роль сухожилий в формировании мест начала и прикрепления мышечных пучков?

Литература:

1. Иваницкий М.Ф. Анатомия человека (с основами динамической и спортивной морфологии): учебник для институтов физической культуры/ Иваницкий М.Ф.— М.: Человек, 2014. — 624 c.

2. Иллюстрированный атлас анатомии и физиологии человека. - Ростов н/Д: Владис, 2014. - 96 с.: ил.

3. Солодков А.С. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: учебник/ Солодков А.С., Сологуб Е.Б.— М.: Советский спорт, 2012.— 624 c.

ОСИ И ПЛОСКОСТИ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ТЕЛА

При описании внешних форм тела используют оси и плоскости, принятые в системе прямоугольных координат. Различают три оси тела: вертикальную, поперечную и сагиттальную. Все они пересекаются друг с другом под прямыми углами (Рис. 14).

Вертикальная ось самая длинная и перпендикулярна к плоскости опоры. Поперечная ось идет параллельно плоскости опоры. Сагиттальная ось, получившая название от латинского слова sagitta - «стрела», направлена спереди назад.

Поперечных и сагиттальных осей можно провести любое количество, вертикальную же ось — только одну. Поэтому вертикальная ось называется основной осью.

Осям соответствуют три плоскости — сагиттальная, фронтальная и горизонтальная.

Сагиттальная плоскость проходит в направлении сагиттальной оси и перпендикулярно поперечной оси. Через тело можно провести любое количество сагиттальных плоскостей. Одна из них, та, которая проходит через вертикальную основную ось, называется срединной, или медианной. Она делит тело на две симметричные половины — правую и левую.

Фронтальная плоскость идет в направлении поперечной и перпендикулярна к сагиттальной оси. Любая из фронтальных плоскостей делит тело на заднюю и переднюю части. Фронтальная плоскость перпендикулярна опоре и параллельна передней поверхности тела, поверхности лба, с чем и связано ее название (латинское frons - «лоб»).

Горизонтальная, или поперечная, плоскость проходит в направлении поперечной оси параллельно плоскости опоры и перпендикулярна к вертикальной. Любая из поперечных плоскостей разделит тело на верхнюю и нижнюю половины.

Знаете ли вы, что:

Утром мы встаем с постели с ростом почти на сантиметр больше, чем «вечерний». За день позвоночник человека снова «утаптывается», промежутки между позвоночными дисками снова уменьшаются, и рост восстанавливается.

Соответственно осям и плоскостям определяется положение частей тела, расположение внутренних органов.

Тело человека обладает симметрией. Это особенно четко выявляется при мысленном проведении через тело срединной сагиттальной плоскости.

В расположении внутренних органов также наблюдается симметрия. Существуют правое и левое легкое, правая и левая почка. Однако в отношении ряда внутренних органов этот принцип нарушен. Известно, сердце человека располагается в грудной клетке больше слева, чем справа, желудок и селезенка - непарные органы и располагаются только слева.

Положение частей тела по отношению к основным осям и плоскостям обозначается специальными терминами.

Основные из них таковы:

медиальный - расположенный ближе к срединной оси, внутренней;

латеральный - расположенный дальше от срединной оси, боковой, наружный;

краниальный - расположенный в направлении головы, черепа;

каудальный - расположенный в обратном направлении, хвостовой;

дорзальный - расположенный на задней, спинной стороне;

вентральный - расположенный на передней-, брюшной стороне.

Применительно к конечностям пользуются терминами: проксимальный - лежащий ближе к туловищу и дистальный -расположенный дальше от туловища. Например, голень по отношению к стопе расположена проксимально, а по отношению к бедру - дистально.

Рис. 14. Оси и плоскости человеческого тела АВСД - сагиттальная (срединная) плоскость; ЕFGH - фронтальная плоскость, перпендикулярная сагиттальной; КLМN горизонтальная (поперечная) плоскость, перпендикулярная двум предыдущим;

  а—а — сагиттальная ось; в—в — фронтальная ось; с—с — вертикальная ось

Вопросы для самоконтроля:

1. Назовите плоскости и оси тела человека.

2. Какие виды движения человека возможны в трёх плоскостях?

3. Что значит билатеральность тела?

4. Какие органы асимметричны? В чём физиологическое значение симметрии органов и систем?

5. Охарактеризуйте положение сердца относительно вертикальной оси тела человека.

Литература:

1. Железнов Л.М. Анатомия человека в терминах, понятиях и классификациях: справочник для студентов медицинских вузов/ Железнов Л.М. — Оренбург: Оренбургская государственная медицинская академия, 2011.— 284 c.

2. Иваницкий М.Ф. Анатомия человека (с основами динамической и спортивной морфологии): учебник для институтов физической культуры/ Иваницкий М.Ф.— М.: Человек, 2014. — 624 c.

3. Курепина М. М. Анатомия человека: учебник для вузов в комплекте с электрон. прил. «Анатомия человека. Атлас» / М. М. Курепина, А. П. Ожигова, А. А. Никитина. - М.: ВЛАДОС, 2014. - 383 с.: ил.

ОСНОВЫ БИОМЕХАНИКИ

Существует шесть основных видов остеокинетического (произвольного или активного) движения, которое может выполнить сегмент тела.

Сгибание (флексия) представляет собой движение, при котором уменьшается угол между костями, образующими сустав. Примерами этого вида движения является сгибание локтевого сустава, наклон (сгибание) головы вперед во время молитвы, сгибание ноги в коленном суставе.

Разгибание (экстензия) представляет собой увеличение угла между костями, образующими сустав, при этом происходит распрямление его кинематической цепи. Когда разгибание превышает анатомическое положение, говорят о гиперразгибании.

Отведение – движение сегмента тела от средней линии тела или от той части тела, к которой он прикреплен. Примерами отведения являются движения рук или ног в стороны.

Приведение – это движение, противоположное отведению. Это движение сегмента тела к средней линии тела или к той части тела, к которой он прикреплен. Примером является приведение рук к туловищу.

Вращение – движение сегмента тела вокруг своей оси. Примером такого движения являются повороты головы из стороны в сторону.

Циркумдукция представляет собой движение, при котором конец сегмента описывает круг. Циркумдукция нередко является сочетанием сгибания, приведения, разгибания и отведения. Примером являются круговые движения руками.

Специальные движения. Существует ряд терминов, которые используют для описания определенных специальных видов движений.

Супинация – это направленное наружу вращение предплечья. Таким образом, это движение связано с поворотом ладони вперед (из положения стоя руки по бокам).

Пронация – это направленное вовнутрь вращение предплечья. Это движение используется при повороте дверной ручки или отвертки.

Инверсия – поворот подошвы стопы вовнутрь. Это движение нередко имеет место при растяжении голеностопного сустава.

Эверсия – вращение подошвы стопы наружу.

 

Существуют и другие виды движений, происходящие в голеностопном и подошвенном суставах: тыльное сгибание, или разгибание стопы назад («взять носки на себя»); сгибание подошвы (носки оттянуть), или подошвенное сгибание.

Два последних вида специальных движений – протракция и ретракция плечевого пояса. В первом случае выполняется направленное вперед движение плеча, лопатки и ключицы. Это движение наблюдается во время выполнения фазы подъема при выжимании в упоре. Ретракция представляет собой направленное назад движение плеча, лопатки и ключицы. Примеры ретракции можно найти в гребле и в стрельбе из лука (оттягивание тетивы).

Для регистрации положения тела человека и относительных движений отдельных звеньев принято различать три основные взаимно перпендикулярные плоскости тела:

В суставах различают следующие движения: сгибание (флексия), разгибание (экстензия), отведение (наружу), приведение (внутрь), вращение или ротация (поворот внутрь и наружу). Поворот внутрь называют еще пронацией, поворот наружу - супинацией. В некоторых суставах (например, в плечевом, тазобедренном, лучезапястном) возможны еще круговые движения.

В соединении двух костных звеньев посредством сустава (биокинетическая пара) возможности движения определяются строением сустава, воздействием мышц, ограничивающим действием капсулы и связок сустава.

Подвижность сустава зависит от возраста, пола, индивидуальных особенностей, функционального состояния нервной системы. У женщин, молодых людей подвижность больше.

Трехосные суставы дают возможность прикрепленному к ним звену совершать сферическое движение, это - самые подвижные суставы. К ним относятся сочленение головы с позвоночником, сочленение позвонков между собой, плечевой, плечелучевой, грудино-ключичный, тазобедренный суставы. Эти суставы по форме - шаровидные или ореховидные. При моделировании такой сустав может быть представлен сферическим шарниром.

В трехосных суставах конечностей возможно отведение, приведение, сгибание, разгибание, поворот внутрь, наружу; для позвоночника - наклоны вправо, влево, сгибание, разгибание, повороты вправо, влево.

Двухосные суставы (лучезапястный, сустав I пальца кисти, пястно-фаланговые сочленения, коленный) имеют меньшую подвижность и (относительно сустава прикрепленное звено имеет две степени свободы). По форме они - яйцевидные, эллипсоидные, седловидные. В них возможны, например, следующие движения:

- сгибание и разгибание в сагиттальной плоскости вокруг поперечной оси;

- отведение и приведение во фронтальной плоскости вокруг переднезадней оси.

В запястно-пястном (седловидном) суставе I пальца кисти возможны следующие движения: оппозиция (противопоставление) и репозиция (обратное движение).

В двухосных и трехосных суставах возможны круговые движения.

Одноосные суставы (плечелоктевой, лучелоктевой, межфаланговые, голеностопный, шопаров) предоставляют звену одну степень свободы (в относительном движении). По форме они - блоковидные или цилиндрические. В них возможны следующие движения:

- сгибание и разгибание в сагиттальной плоскости вокруг поперечной оси;

- если ось сустава идет наискось, например - в лучелоктевом, шопаровом суставах, возможны поворот наружу (супинация), поворот внутрь (пронация).

Круговые движения в одноосных суставах невозможны.

 

Работа любой мышцы человеческого опорно-двигательного аппарата основаны на умении и возможности мышцы сокращаться. В момент мышечного сокращения сама мышца укорачивается, а обе точки крепления к костям сближаются одна относительно другой. Если применить это качество и свойство мышечной материи к области фитнеса, то открывается возможность выполнения определенной механической работы (подъем штанги, перемещение конечности с гантелей), прилагая разную степень мышечного усилия. Мышечная сила в данном случае будет определяться площадью сечения мышечных волокон, или говоря простым языком площадью разреза мышцы в поперечнике. Размер мышечного сокращения определен длиной мышечного волокна. Соединения костей и взаимодействие с мышечными группами устроено в форме механического рычага, позволяющего выполнять простейшую работу по поднятию и передвижению предметов.

Механика учит нас, что чем дальше от оси будет приложена сила, тем выше КПД, ибо благодаря большому плечу рычага, работу можно выполнить с меньшими усилиями. Так и в биомеханике – если мышца крепится дальше от опорной точки, тем более выгодно будет использована ее сила. П.Ф. Лесгафт в этом смысле квалифицировал мышцы на сильные, имеющие крепление дальше от опорной точки и быстрые или ловкие, имеющие точку крепления вблизи опоры (Рис. 15).

Рис. 15. Золотое правило механики: «Во сколько раз выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии»

 

Мышечное движение всегда производится в двух противоположных направлениях. По этой причине для выполнения двигательного процесса вокруг одной опорной точки необходимо наличие двух мышц на противоположных сторонах одна от другой. Направления движения в биомеханике тоже получили свои определения: сгибание и разгибание, приведение и отведение, г оризонтальное приведение и горизонтальное отведение, ротация медиальная и ротация латеральная.

Мышца, которая вызывает момент движения при сокращении и принимает на себя основную нагрузку, называется агонистом. Каждое сокращение мышцы - агониста приводит к полному расслаблению противоположной ей мышцы- антагониста. Если мы выполняем сгибание в локте, агонистом будет являться сгибатель локтя – бицепс, а антагонистом в этот момент будет разгибатель локтя – трицепс. После окончания движения обе мышцы будут уравновешивать друг друга, находясь в немного растянутом состоянии. Это явление называется мышечным тонусом. Мышцы, помогающие выполнять движение мышце - агонисту и действующие в одном с ним направлении, но испытывающие меньшую нагрузку и меньшую степень сокращения называются синергистами. Мышцы, обеспечивающие устойчивость и равновесие определенному суставу при выполнении движения, называются фиксаторами. Помимо фиксаторов значительную роль в тренировочном процессе выполняют мышцы стабилизаторы, которые работают в качестве элементов равновесия тела при смещении центра тяжести и увеличении общей силовой нагрузки. Кроме того мышцы стабилизаторы участвуют в повседневной жизни человека в обеспечении равновесного расположения частей тела относительно друг друга вне силовой тренировки.

В любой момент движения, кости образуют механические рычаги, следуя за мышечными командами. Биомеханика выделяет три вида биомеханических рычагов – рычаг 1 рода, где точки приложения силы расположены с противоположных сторон от оси и рычаг 2 рода, где точки приложения силы располагаются по одну сторону от оси, но на разном от нее расстоянии. Поэтому здесь применимы два вида рычага, условно называемые «рычаг силы» и «рычаг скорости». Рассмотрим виды рычагов подробнее.

Рычаг 1 рода (Рис. 16) называется в биомеханике «рычагом равновесия». Поскольку точка опоры расположена между двумя точками приложения силы, рычаг еще называют «двуплечим». Такой рычаг нам демонстрирует соединения позвоночника и черепной коробки. Если вращающий момент силы, действующей на затылочную часть черепа равен вращающему моменту силы тяжести, действующему на переднюю часть черепа, и они имеют одинаковое плечо рычага, достигается равновесие. Нам удобно, мы не замечаем разнонаправленного действия, и мышцы не напряжены.

 

 

Рис. 16. Рычаг первого рода

 

Рычаг 2 рода (Рис. 17) в биомеханике подразделяется на два вида. Название и действие этого рычага зависят от места расположения приложения нагрузки, но у рычагов обеих видов точка приложения силы точка приложения сопротивления находятся по одну сторону от точки опоры, поэтому оба рычага являются «одноплечими». Рычаг силы образуется при условии, что длина плеча приложения силы мышц длиннее плеча приложения силы тяжести (сопротивления). В качестве наглядного примера можно продемонстрировать человеческую стопу. Осью вращения здесь являются головки плюсневых костей, пяточная кость служит точкой приложения силы, а тяжесть тела образует сопротивление в голеностопном суставе. Здесь имеет место выигрыш в силе, за счет боле длинного плеча приложения силы и проигрыш в скорости. Рычаг скорости имеет более короткое плечо приложения мышечной силы, чем плечо силы противодействия (силы тяжести). Примером может служить работа мышц сгибателей в локтевом суставе. Бицепс крепится вблизи точки вращения (локтевой сустав) и с таким коротким плечом необходима дополнительная сила мышце сгибателю. Здесь имеет место выигрыш в скорости и ходе движения, но проигрыш в силе. Можно заключить, что чем ближе от места опоры будет крепиться мышца, тем короче будет плечо рычага и тем значительнее будет проигрыш в силе.

 

Рис. 17. Рычаг второго рода

 

 

При соединении двух костных пар образуется биокинетическая пара, характер движения в которой определяется строением костного сочленения (сустава), работой мышц, сухожилий и связок. Подвижность в суставе может зависеть от многочисленных факторов: пола, возраста, генетического строения, состояния ЦНС.

Для того чтобы оптимально и правильно принять исходное положения для выполнения упражнений необходимо напрямую руководствоваться знанием законов рычагов первого и второго типов. Если мы изменим положение конечности или туловища, то в свою очередь определенным образом изменится длина плеча рычага конечности или туловища. В любом случае всегда исходное положение выбирается таким образом, чтобы начальный период тренировки сопровождался менее нагрузочными положениями конечностей и корпуса. В дальнейшем, в зависимости от состояния и формы тренирующегося, можно постепенно увеличивать длину плеча рычага, для усиления воздействия на определенную мышечную группу. Увеличение силы противодействия одновременно с удлинением плеча рычага в свою очередь еще больше акцентирует внимание на укрепление силы конкретной мышечной группы или отдельной мышцы.

Для осуществления технически грамотного движения в момент выполнения упражнения, необходимо и важно знать, в каком направлении работает сустав, соединяющий активную мышечную группу. Здесь необходимо обратиться к анатомическим плоскостям и классификации суставов.

Несмотря на то, что многие крупные мышцы рассматриваются в анатомии как единое целое, различные части и отделы больших мышц могут осуществлять неодинаковые движения. Данные знания являются основой для составления индивидуальной программы тренировок, которую инструктор или тренер готовит для тренирующегося. Это позволяет грамотно осуществить подбор необходимых упражнений для воздействия на конкретную мышцу или мышечную группу.

В зависимости от того, какое исходное положение принимает тренирующийся, выполнение определенного упражнения может усложняться или облегчаться. Поэтому общая эффективность тренировки также зависит от исходного положения в выполнении упражнения. В фитнесе применяются следующие исходные положения: положение лежа– самое простое и легкое, положение сидя – менее легкое и положение стоя – с малой площадью опоры и поэтому достаточно сложное для удержания равновесия.

Для сглаживания разбалансировки в положениях тела с неустойчивым равновесием используются упоры. Очень распространенным является упор лежа. Это закрытая кинематическая цепь, поскольку все части тела замкнуты. Устойчивость и равновесие имеют достаточно высокую степень, центр тяжести расположен низко, площадь опоры большая.

Для примера верхней опоры могут послужить висы. Висы тоже считаются достаточно устойчивыми. Тело человека испытывает силу растяжения под тяжестью собственного веса. Руки прямые и соприкасаются с опорой в фиксировано положении. Вис является силовым упражнением уже сам по себе. Подтягивания на перекладине являются сложным силовым упражнением, которое может выполнить только подготовленный спортсмен с сильно развитыми мышцами верхнего пояса и верхних конечностей. В таком положении любая двигательная активность является сложновыполнимой, поэтому можно использовать опору для ног.

Ходьба – повседневная двигательная активность человека. Это попеременное движение ног. Одна нога служит опорой в тот момент, когда другая находится в воздухе и движется вперед. Ноги поочередно сменяют друг друга, меняя последовательно опорную фазу на двигательную.

Знаете ли вы, что:

Человек сжигает примерно на 7% больше калорий, шагая по жесткой земле, а не по асфальту. А чтобы сжечь 1 килограмм жира, нужно пройти 120 километров.

 

Бег – быстрые циклические шаги, требующие от опорно-двигательного аппарата достаточно больших энергозатрат, напряжения центральной нервной системы, хорошей физической формы. Измеряется длиной шага, скоростью бега и длительностью временного промежутка.

Знаете ли вы, что: