Опорно-двигательный аппарат и мышечная система –
их роль в осуществлении двигательных процессов
Ничипорович Людмила Павловна,
учитель физической культуры
ГБОУ Лицей №554 Приморского района
Санкт-Петербурга
Различные движения, совершаемые человеком : перемещение тела в пространстве, удержание его в определенном положении, трудовая деятельность – все это обусловлено работой мышц. Мышцы являются активной частью 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%. Гармонично развитые мышцы туловища имеют основное значение при формировании правильной осанки.
Строение и работа мышечной системы
Мышечная ткань принимает участие во всех движениях, совершаемых человеком. Она способствует 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. 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.). Каждое мышечное волокно совершает работу. При этом затрачиваются некоторые органические вещества, главным образом углеводы. Происходит их химический распад, а также биологическое окисление органических соединений. При этом в мышечных волокнах освобождается энергия, которая расходуется на работу мышц.
Занятия шейпингом и аэробикой комплексно воздействуют на организм: они укрепляют все мышечные группы, развивают подвижность суставов, способствуют повышению эластичности связок и сухожилий, тренируют общую и силовую выносливость организма, укрепляют кардиореспираторную систему, активизируют иммунные силы организма, совершенствуют координацию движений и чувство ритма, позволяют снизить избыточный вес, улучшают настроение, дают заряд бодрости. При выполнении физических упражнений активизируются сердечнососудистая и дыхательная системы, усиливается обмен веществ. Во время мышечной деятельности усиливаются импульсы из рецепторов, участвующих в движении (зрительного, слухового и тактильного), одновременно с этим возбуждается двигательная зона коры головного мозга.
Строение скелета человека
Скелет человека представляет собой совокупность костных элементов, обеспечивающих телу опору и сохранение формы, а также защиту внутренних органов. У взрослого человека скелет состоит примерно из 200 костей. Каждая кость имеет определенную форму, величину и занимает определенное положение в скелете. Часть костей соединена между собой подвижными суставами. Они приводятся в движение прикрепленными к ним мышцами. Вертикальное положение тела обеспечивается рядом особенностей в строении скелета человека. Позвоночник взрослых людей образует четыре плавных изгиба. Они способствуют сохранению человеком равновесия. Во время быстрых резких движений изгибы пружинят и смягчают толчки, испытываемые телом. Грудная клетка человека расширена в стороны, пояс нижних конечностей очень широк и имеет вид чаши. Массивные кости нижних конечностей гораздо толще и прочнее костей рук, ведь ноги несут на себе всю тяжесть тела. Сводчатая стопа человека при ходьбе, беге, прыжках пружинит, смягчая толчки. Сами конечности прикреплены к надежной опоре поясов конечностей и , благодаря этому, обладают подвижностью во всех направлениях, способны выдерживать большие физические нагрузки. Гибкость позвоночника, подвижность, амплитуда движений в суставах во многом определяют состояние здоровья человека. С возрастом происходит морфологическая перестройка суставов: из-за отложения солей уплощаются и деформируются суставные поверхности костей, истончаются и окостеневают хрящевые прослойки, теряют эластичность, укорачиваются и огрубляются связки. Все это приводит к снижению амплитуды движений, потере гибкости, появлению болезненных ощущений в плечевых, коленных, тазобедренных суставах и позвоночнике. Для того, чтобы остановить этот процесс существует только один способ – физкультура, специально направленная на проработку суставов, гимнастика растягивания.
Развитие опорно-двигательной системы человека
Скелет и мышцы начинают формироваться у зародыша человека и развиваются в основном в детском и юношеском возрасте. Мышцы у новорожденного очень слабые, они не способны к длительным сокращениям. С возрастом мышцы становятся все сильнее, у ребенка развиваются согласованные движения. Правильное формирование скелета связано с развитием мышц. На тех местах костей, куда прикрепляются сухожилия, образуются костные шероховатости, выступы, гребни. Они тем больше, чем сильнее прикрепляющиеся к ним мышцы. Это связано с тем, с тем что кость растет особенно усиленно в тех направлениях, в которых она испытывает наиболее сильное натяжение или сжатие. Чем большую работу совершают мышечные волокна, тем больше питательных веществ приносит к ним кровь. Физические нагрузки при трудовых процессах, естественных движениях человека, занятиях спортом оказывают влияние на все системы организма, в том числе и на мышцы. Под влиянием нагрузки (двигательной деятельности) мышечные волокна утолщаются, увеличивается количество ядер. Имеются наблюдения, указывающие на то, что при этом может увеличиваться и число волокон. У человека, регулярно занимающегося физической работой, физкультурой, мышцы развиваются – становятся сильнее, так как их волокна растут и утолщаются. Под влиянием усиленной мышечной деятельности в скелете спортсмена происходят существенные изменения. 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.). Кости, несущие большую нагрузку, становятся богаче солями кальция, чем кости, несущие меньшую нагрузку. В результате хорошо развивается не только мускулатура тела, но и скелет. Кости делаются крепче, на них появляется бугристость. При пониженной нагрузке мышцы становятся дряблыми, уменьшаются в объеме, капилляры их сужаются, в результате чего мышечные волокна истощаются, двигательные бляшки становятся меньших размеров. Длительная гиподинамия приводит к значительному снижению силы мышц. Двигательный режим школьника складывается в основном из утренней гимнастики, подвижных игр на школьных переменах, уроках физической культуры, занятиях в кружках и спортивных секциях, прогулок перед сном, активного отдыха в выходные дни. При систематических занятиях физической культурой происходит непрерывное совершенствование органов и систем организма человека.
Влияние статической и динамической работы на опорно-двигательную систему
Нагрузка на мышцы может быть различна как по интенсивности, так и по объему, в ней могут преобладать статические или динамические элементы. Она может быть связана с медленными или быстрыми движениями. Изменения в строении мышц можно определить методом биопсии (взятия особым способом кусочков мышц). Эксперименты показали, что нагрузки преимущественно статического 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. Наглядное объяснение этому дает следующий эксперимент: при рассмотрении под микроскопом участка мышц животного было обнаружено, что в 1мм.кв. мышцы, находящейся в покое, насчитывается от 30 до 60 капилляров. На этом же участке после усиленной физической работы мышцы насчитывалось до 30 000 капилляров, т.е. в десятки раз больше. Кроме того, каждый капилляр увеличился почти в 2 раза в диаметре. Это свидетельствует о том , что в состоянии покоя они не участвуют в кровообращении, а во время мышечной нагрузки капилляры наполняются кровью, способствуют поступлению в мышцы питательных веществ.
При нагрузках преимущественно динамического характера вес и объем мышц также увеличивается, 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 статическую функцию. Двигательные бляшки вытягиваются вдоль волокна, контакт их с мышцей увеличивается, что обеспечивает лучшее поступление нервных импульсов в мышцу.
Средние показатели роста и развития, а также некоторые показатели у юных спортсменов значительно выше, чем у их сверстников, не занимающихся спортом: длина тела юношей 16-17 лет больше на 5,7-6см, масса тела – на 8-8,5 кг, а окружность грудной клетки на 2,5-5 см, сила сжатия кисти руки – на 4,5-5,7 кг, жизненная емкость легких – 0,5-1,4 литра. По наблюдениям: у школьников, не занимающихся физическими упражнениями, становая сила в течение года увеличилась на 8,7 кг, у подростков того же возраста, занимавшихся физической культурой - на 13кг, а у занимавшихся, кроме уроков физвоспитания, еще и спортом - на 23кг.
Хорошая физическая подготовленность, определяемая уровнем развития основных физических качеств, является основой высокой работоспособности во всех видах учебной, трудовой и спортивной деятельности. Высокий уровень развития координационных способностей – основная база для овладения новыми видами двигательных действий, успешного приспособления к трудовым действиям и бытовым операциям. В условиях научно-технического прогресса значимость различных координационных способностей постоянно возрастает. Процесс освоения любых двигательных действий идет значительно успешнее, если занимающийся имеет крепкие, выносливые и быстрые мышцы, гибкое тело, высокоразвитые способности управлять собой, своим телом, своими движениями. Выполнение физических упражнений положительно влияет на все звенья двигательного аппарата. Повышается минерализация костной ткани и содержание кальция в организме, увеличивается приток лимфы к суставным хрящам и межпозвонковым дискам. Все эти данные свидетельствуют о неоценимом положительном влиянии занятий физической культурой на организм человека.
