Индивидуальные и половые различия скелетной мускулатуры. Влияние физкультуры и спорта на мышечную систему.

Конституция человека- функциональные и морфологические особенности организма, сложившиеся на основе наследственных и приобретённых свойств и определяющие реактивность организма на различные (в т. ч. болезнетворные) воздействия. Строение и функциональные особенности организма у различных людей в какой-то мере могут быть сходными, что позволяет говорить о типах конституции. Чаще она определяется по телосложению — совокупности внешних признаков (рост, вес, пропорциональность отдельных размеров тела, степень развития мускулатуры и подкожного жирового слоя), которые устанавливаются антропометрическими измерениями. Пользуясь индексом физического развития, основанным на соотношении роста, веса тела, а также окружности грудной клетки, советский учёный М. В. Черноруцкий выделяет три основных типа конституции человека: астенический, нормостенический и гиперстенический. Учёные считают, что конституция человека в значительной мере определяется унаследованными свойствами (генотип), но эти свойства не представляют собой неизменяемые особенности организма, которые неотвратимо предопределяют заболевание человека. В формировании конституции. определённую роль играют внешние факторы, при длительном воздействии которых меняются морфологические и функциональные свойства организма.

Опорно-двигательный аппарат, костно-мышечная система, единый комплекс, состоящий из костей, суставов, связок, мышц, их нервных образований, обеспечивающий опору тела и передвижение человека или животного в пространстве, а также движения отдельных частей тела и органов (головы, конечностей и др.). Единство функций его определяется в процессе эмбрионального развития организма — параллельная закладка склеротомов, из которых в дальнейшем образуется костная система, и миотомов, из которых образуются мышцы. Пассивной частью опорно-двигательного аппарата является скелет — прочная основа тела, осуществляющая также защиту внутренних органов от ряда механических воздействий (например, от ударов). К костям скелета прикрепляются поперечнополосатые (скелетные) мышцы, деятельность которых через нервные окончания в них управляется центральной нервной системой. Мышцы составляют активную часть опорно-двигательного аппарата. Благодаря согласованной деятельности всей мускулатуры тела осуществляются многочисленные и многообразные движения. Опора тела при стоянии или сидении, передвижение в пространстве (например, ходьба, бег, плавание, ползание, прыжки) и движения отдельных частей тела требуют активного напряжения мускулатуры. При заболеваниях и повреждениях какой-либо части опорно-двигательного аппарата нарушаются динамика и статика всего организма.

Мышцы- мускулатура скелетная и внутренних органов (висцеральная), обеспечивающая у животных и человека выполнение ряда важнейших физиологических функций: перемещение тела или отдельных его частей в пространстве, кровообращение, дыхание, передвижение пищевой кашицы в пищеварительных органах, поддержание тонуса сосудов, выделение экскрементов и т. д. Сократительная функция всех типов М. обусловлена превращением в мышечных волокнах химической энергии определённых биохимических процессов в механическую работу.

 Для характеристики сократительной функции М. пользуются понятием «абсолютной силы», которая является величиной, пропорциональной сечению мышцы, направленной перпендикулярно её волокнам, и выражается в кг/см². Так, например, абсолютная сила двуглавой М. человека равна 11,4, икроножной — 5,9 кг/см².

 Систематическая усиленная работа мышц (тренировка) увеличивает их массу, силу и работоспособность. Однако чрезмерная работа приводит к развитию утомления, т. е. к падению работоспособности. Бездеятельность мышц ведёт к их атрофии.

Скелетные мышцы человека, различные по форме, величине, положению,составляют свыше 40% массы его тела. При сокращении происходит укорочение мышцы, которое может достигать 60% их длины; чем длиннее мышца (самая длинная мышца тела портняжная достигает 50 см), тем больше размах движении. Если мышца расположены между костными выступами и кожей, их сокращение обусловливает изменение кожного рельефа. Скелетная мышца — это орган, образованный поперечно;., полосатой мышечной тканью и содержащий, кроме того, соединительную ткань, нервы и сосуды.

 Все скелетные, или соматические (от греч. soma — тело), мышцы по топографо-анатомическому принципу могут быть разделены на мышцы головы, среди которых различают мимические и жевательные; мышцы, воздействующие на нижнюю челюсть, мышцы шеи, туловища и конечностей. Мышцы туловища покрывают грудную клетку, составляют стенки брюшной полости, вследствие чего их делят на мышцы груди, живота и спины. Расчленённость скелета конечностей служит основанием для выделения соответствующих групп мышц.: для верхней конечности — это мышцы плечевого пояса, плеча, предплечья и кисти; для нижней конечности — мышцы тазового пояса, бедра, голени, стопы.

 У человека около 500 мышц, связанных со скелетом. Среди них одни крупные (например, четырёхглавая мышца бедра), другие — мелкие (например, короткие мышцы спины). Совместная работа мышц выполняется по принципу синергизма, хотя отдельные функциональные группы мышц при выполнении определенных движений работают как антагонисты. Так, спереди на плече находятся двуглавая и плечеваямышцы, выполняющие сгибание предплечья в локтевом суставе, а сзади располагается трёхглавая М. плеча, сокращение которой вызывает противоположное движение — разгибание предплечья.

 Наиболее мощные мышцы размещаются на туловище. Это мышцы спины — выпрямитель туловища, мышцы живота, составляющие у человека особую формацию — брюшной пресс. В связи с вертикальным положением тела мышцы нижней конечности человека стали более сильными, поскольку, кроме участия в локомоции, они обеспечивают опору тела. Мышцы верхней конечности в процессе эволюции, напротив, сделались более ловкими, гарантирующими выполнение быстрых и точных движений.

Сокращаясь и на­прягаясь, мышца производит механическую работу, которая в простейшем случае может быть определена по формуле А = РН, где А — механическая работа (кгм), Р — вес груза (кг), Н—высота подъема груза (м).

Таким образом, работа мышц измеряется произведени­ем величины веса поднятого груза на величину укорочения мышцы. Из формулы легко вывести так называемое прави­ло средних нагрузок, согласно которому максимальная работа может быть произведена при средних нагрузках. Действительно, если Р = О, т. е. мышца сокращается без нагрузки, то и А = 0. При Н = 0, что можно наблюдать, когда мышца не способна поднять слишком тяжелый груз, работа также будет равна 0.

Естественные движения человека весьма разнообраз­ны. В процессе этих движений мышцы, сокращаясь, со­вершают работу, которая сопровождается как их укороче­нием, так и их изометрическим напряжением. В этой связи различают динамическую и статическую работу мышц. Динамическая работа связана с мышечной работой, в про­цессе которой сокращения мышц всегда сочетаются с их укорочением. Статическая работа связана с напряжением мышц без их укорочения. В реальных условиях мышцы человека никогда не совершают динамическую или стати­ческую работу в строго изолированном виде. Работа мышц всегда является смешанной. Тем не менее в движениях человека может преобладать либо динамический, либо статический характер мышечной работы. Поэтому часто, характеризуя мышечную деятельность в целом, говорят о ее статичности или динамичности. Например, работа студента на лекции может характеризоваться как статиче­ская, хотя здесь можно найти немало элементов динамиче­ской работы. С другой стороны, игра в футбол является динамической работой, но футболистам приходится вы­полнять и статические усилия.

Способность человека совершать длительное время физическую работу называют физической работоспособно­стью. Физическая работоспособность человека может быть определена с помощью специальных приборов — эргомет­ров (например, велоэргометров). Ее единица измерения — кгм/мин. Чем больше способен человек произвести работы в единицу времени, тем выше его физическая работоспо­собность. Величина физической работоспособности челове­ка зависит от возраста, пола, тренированности, факторов окружающей среды (температура, время суток, содержа­ние в воздухе кислорода и т. д.), функционального состоя­ния организма. Для сравнительной характеристики физической работоспособности различных людей рассчитывают общее количество произведенной работы за 1 мин, делят его на массу тела (кг) и получают относительную физиче­скую работоспособность (кгм/мин на 1 кг массы, т. е. к™- кг/мин). В среднем уровень физической работоспо­собности юноши 20 лет составляет  15,5 кгм- кг/мин, а у юноши-спортсмена того же возраста он достигает 25. В последние  годы определение  уровня  физической работоспособности широко используют для характеристи­ки общего физического развития и состояния здоровья детей и подростков.

Выявлена прямая зависимость между двигательной активностью ребенка, его умственным развитием и умственной работоспособ­ностью. Чем более активен ребенок в двигательной деятельности, тем более интенсивно идет его умственное развитие. Данная за­висимость не теряет своего значения и в жизни взрослого человека: чем более он активен в двига­тельной деятельности, тем более он активен и продуктивен в пси­хической деятельности, тем более значимой личностью он стано­вится в трудовой и общественной жизни. Эта связь между общим физическим развитием детей и подростков и их умственными способностями отмечалась еще великими мыслителями-матери­алистами прошлого. "Если вы хотите воспитать ум вашего учени­ка, - писал в одном из своих философских и педагогических про­изведений Ж.-Ж. Руссо, - воспитывайте силы (телесные), кото­рыми он должен управлять. Постоянно упражняйте его тело; сде­лайте его здоровым и сильным, чтобы сделать умным и рассуди телъным; пусть он работает, действует, бегает, кричит; пусть все-гда находится в движении; пусть будет он человеком по силе, и „скоре он станет им по разуму"'.

После  рождения  созревание мышечной ткани продолжается. В частности, интенсивный рост волокон наблюдается до 7 лет и в пубертатном перио­де. Начиная с 14—15 лет микроструктура мышечной ткани практически не отличается от взрослого. Однако утолще­ние мышечных  волокон может продолжаться до  30— 35 лет. Наибольший прирост силы наблюдается в среднем и стар­шем школьном возрасте, осо­бенно интенсивно сила увели­чивается с 10-12 до 13-15 лет (табл. 15). У девочек прирост силы происходит несколько раньше, с 10-12 лет, а у мальчи­ков - с 13-14. Тем не менее мальчики по этому показателю во всех возрастных группах пре­восходят девочек, но особенно четкое различие проявляется в 13-14 лет.

. Существуют возрас­тные, половые и индивидуаль­ные отличия в выносливости. Выносливость детей дошколь­ного возраста находится на низком уровне, особенно к статической работе. В подростковом возрасте координация движений вслед­ствие гормональных перестроек в организме ребенка несколько нарушается. Однако это временное явление, которое обычно после 15 лет бесследно исчезает. Общее формирование всех ко­ординационных механизмов заканчивается в подростковом воз­расте, а к 18-25 годам они полностью соответствуют уровню взрослого человека. Возраст в 18- 30 лет считают "золотым" в развитии моторики человека. Это возраст расцвета его двига­тельных способностей.

Влияние физических упражнений на мышечную систему. Мышечная работа требует деятельного состояния не только мышц и нервных клеток, регулирующих движение. Она связана с большими энергетическими затратами организма и в этой связи оказывает значительное влияние на все стороны его жизнедеятельности: увеличивается интенсивность обмена веществ и энергии, увеличивается приток кислорода в ор­ганизм,  более  напряженно  начинает  функционировать сердечно-сосудистая система и т. д. Мышечная работа увеличивает также нагрузку на сердце. В покое оно при каждом сокращении выбрасывает в аорту до 60—80 мл крови, при усиленной работе это количество возрастает до 200 мл.

Таким образом, мышечная работа оказывает широкое активизирующее влияние на все стороны жизнедеятельно­сти организма, что имеет большое физиологическое значе­ние: поддерживается высокая функциональная активность всех физиологических систем, значительно повышается общая реактивность организма и его иммунные качества, увеличиваются адаптационные резервы. Наконец, как уже указывалось, движения являются необходимым фактором нормального физического и психического развития ребен­ка.