Физиологические процессы в двигательной системе во время мышечной работы

· Прежде всего, для сокращения мышцы нужна энергия, которая образуется в результате окисления АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). Сама АТФ должна постоянно восстанавливаться, так как запасов её организм не образует, следовательно, во время мышечной работы увеличивается скорость и интенсивность обмена веществ в мышечных клетках.

· Усиление обмена веществ приводит к образованию большого количества продуктов обмена – метаболитов, концентрация которых в клетке является одним из важных регуляторов, в том числе и интенсивности мышечного сокращения. При увеличении концентрации продуктов обмена интенсивность сокращения снижается, а по достижении определенного уровня сокращение становится невозможным. Таким образом, клетка предохраняет себя от биохимических и физиологических нарушений при выполнении чрезмерной работы.

· Сокращающиеся мышцы нуждаются в повышенном поступлении из крови кислорода и питательных веществ и удалении метаболитов. Поэтому, в работающих мышцах увеличивается скорость тока крови, и расширяются кровеносные сосуды. Эти изменения, кстати, не исчезают сразу после прекращения мышечной работы, а сохраняются некоторое время, за счет большего кровенаполнения после тренировки объем мышцы, если измерить его сантиметром, больше, чем перед тренировкой.

· Энергия, образующаяся в мышце в процессе обмена веществ, используется на синтез АТФ менее чем на 50 %, основная часть этой энергии рассеивается в виде тепла. Поэтому при работе температура сокращающихся мышц увеличивается до нескольких градусов в зависимости от длительности работы и ее интенсивности. Протекающая по работающим мышцам кровь нагревается и несет это тепло в другие части тела, обеспечивая, таким образом, их согревание и относительно равномерное распределение тепла в организме.

Изменения происходят не только в мышце, но и в других структурах двигательного аппарата.

Основные физиологические изменения в костях и их соединениях во время мышечной деятельности:

· повышенное кровоснабжение мышц улучшает питание рядом расположенных костей и их соединений;

· повышается температура костей и их соединений, расположенных рядом с работающими мышцами;

· увеличиваются эластические свойства суставных элементов (суставных связок, например) тех суставов, которые участвуют в обеспечении движения.

Некоторые изменения в скелете под влиянием длительной (многолетней) тренировки:

· увеличивается плотность костей, а соответственно, их масса;

· увеличивается прочность костей - они становятся способными выдерживать большие нагрузки;

· кости становятся толще (если тренировки были силовой направленности);

· увеличивается подвижность суставов (особенно при тренировках на гибкость) и одновременно прочность связочного аппарата суставов.

Это лишь небольшая часть изменений, которые происходят в скелете под влиянием многолетних тренировок. Так что врач безошибочно определит, принадлежит ли скелет спортсмену или не спортсмену.

Изменения в мышечной системе под влиянием длительной (многолетней) тренировки:

· количество мышечных клеток остается неизменным, но они увеличиваются в размерах (гипертрофируются);

· увеличивается количество сократительных элементов мышечной клетки, что приводит к повышению ее сократительной способности (мышцы становятся способны сокращаться дольше, с большей скоростью и силой);

· в мышечной клетке увеличивается запас АТФ и веществ, расщепление которых дает энергию для ее синтеза;

· увеличивается активность ферментов, регулирующих энергетический обмен и сам процесс мышечного сокращения;

· повышается физиологический тонус мышц - постоянное напряжение живой мышцы, вызванное регулирующими влияниями нервной системы. Повышение физиологического тонуса имеет большое значение. Например, тонус мышц брюшного пресса обеспечивает лучшую защиту органов брюшной полости и малого таза, а также позволяет поддерживать достаточный уровень внутрибрюшного давления. Достаточный уровень внутрибрюшного давления является профилактикой опущения органов. Повышение физиологического тонуса мышц ног не позволяет крови скапливаться в венах нижних конечностей (напряженные мышцы сдавливают вены, не давая им возможности расширяться), что является средством профилактики развития варикозного расширения вен.

Исходя из вышесказанного, можно сформулировать функции скелетных мышц:

· Основная функция скелетных мышц - сократительная, лежит в основе бесконечно разнообразной двигательной деятельности человека. За счет сократительной функции осуществляется перемещение тела в пространстве и поддержание определенной его позы.

· Скелетные мышцы выполняют рецепторную функцию, являясь своеобразным органом чувств. В толще мышц и сухожилий расположены многочисленные рецепторы. Наиболее изученными являются проприорецепторы (собственно рецепторы мышц), которые реагируют на растяжение и сокращение мышц. Кроме того, в мышцах обнаружены хемо- и терморецепторы.

· За счет сокращения мимических мышц и разнообразной жестикуляции выражаются те или иные эмоциональные состояния человека. Таким образом, мышцы обеспечивают сигнальную функцию.

· Мышцы являются депо воды и солей и, следовательно, участвуют в регуляции водно-солевого обмена в организме.

· При сокращении мышцы часть энергии АТФ переходит в тепловую энергию, тем самым мышцы участвуют в терморегуляции.

· Наряду с клетками печени мышцы являются депо гликогена. В мышечной ткани осуществляются процессы синтеза и ресинтеза гликогена, АТФ, креатинфосфата.

· Наконец, мышцы являются депо кислорода за счет миогемоглобина, который находится в мышечных клетках. Кислород миоглобина используется в случае интенсивной физической нагрузки.

Основные физиологические свойства скелетных мышц. Мышечная ткань, как и все возбудимые ткани, обладает следующими физиологическими свойствами: возбудимостью, проводимостью, рефрактерностью, лабильностью. Специфическим свойством мышечной ткани является сократимость.

Возбудимость мышечной ткани ниже, чем нервной. Возбуждение, возникшее в каком-либо участке мышечного волокна, распространяется вдоль него. Скорость распространения возбуждения в мышечной ткани намного ниже, чем в нервной. Так, скорость распространения потенциала действия в поперечно-полосатых мышцах теплокровных составляет около 5 м/с, а в двигательных нервных волокнах -80 -120 м/с.

Рефрактерный период мышечной ткани более продолжителен, чем нервный. Длительность рефрактерного периода нерва 14 м/с, а поперечно-полосатой мышцы около 35 м/с.

Лабильность мышечной ткани значительно ниже, чем нервной. Действительно, икроножная мышца лягушки может воспроизводить 200 -250 волн возбуждения в 1 с, а седалищный нерв -500 -1000.

Под сократимостью следует понимать способность мышечного волокна изменять свою длину и степень напряжения в ответ на раздражение пороговой силы. Эта способность развивать напряжение является основным свойством мышцы. Даже при спокойной ходьбе трехглавая мышца голени может развивать напряжение, которое почти в 4 раза больше веса идущего человека, а при беге икроножная мышца может развить напряжение, в 6 раз превышающее вес тела. Если бы все мышцы, содержащие примерно около 300 млн. волокон, возбуждались одновременно и максимально и осуществляли тягу в одном направлении, они смогли бы развить силу, по крайней мере, в 25 тонн.

Сокращение возможно благодаря растяжимости мышцы – способность изменять свою длину под действием растягивающей ее силы, и эластичности - способности мышцы принимать свою первоначальную длину после прекращения действия растягивающей или деформирующей силы. Живая мышца обладает малой, но совершенной эластичностью: уже небольшая сила способна вызвать относительно большое удлинение мышцы, а возвращение ее к первоначальным размерам является полным. Эти свойства очень важны для осуществления нормальных функций скелетных мышц.

Date: 2015-09-19; view: 488; Нарушение авторских прав