Фізичні властивості кісток, їх з`єднань і м`язів - роль опорно-рухового апарату в збереженні працездатності

ТЕМА: ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КОСТЕЙ, ЇХ СПОЛУК І М`ЯЗІВ. ФІЗИЧНІ ЯКОСТІ ТА РУХОВІ НАВИЧКИ ЛЮДИНИ.

Фізичні властивості кісток і їх з`єднань. Вплив фізичних навантажень на кістки та їх сполуки

Фортеця кістки залежить від двох її основних властивостей - твердості і еластичності. Свіжа кістка складається на 50% з води, а також з органічних (12,4%), неорганічних (21,85%) речовин і жирів (15,75%). Органічні речовини представлені головним чином оссеином, а неорганічні - солями кальцію і фосфору. Еластичність кістки залежить від оссеина, а твердість - від мінеральних солей. Методом мічених атомів встановлено, що безперервно відбувається утворення і руйнування кісткової речовини і протягом року у людини двічі оновлюється склад кістки.

У дітей в кістках є значна кількість оссеина, тому у них кістки мають більшу гнучкість і при травмах переломи кісток найчастіше бувають без зміщення уламків (по типу "зеленої гілочки").
У старості збільшується кількість солей і кістки стають більш крихкими.
На распилах видно, що вони мають в одних місцях щільне (компактне), а в інших губчаста будова. Розподіл компактного і губчатого речовини залежить від функціональних призначень кістки. Якщо кістка або частина її виконує велике навантаження, то вона представлена в більшій мірі компактним речовиною.
Відомо, що стегнова кістка в вертикальному положенні витримує тиск в 1,5 тонни, а большеберцовая - 1,8 тонни. Це говорить про велику міцності і високої надійності кісткової системи.
Регулярні фізичні навантаження викликають зміни в кістках на різних рівнях - молекулярному, субклітинному, клітинному, тканинному, органному, системному. На тканинному рівні відзначається підвищена остеонізація кісткової тканини, тобто утворення нових остеонов, що збільшує її міцність. На органному рівні у всіх кістках скелета змінюються терміни зростання і окостеніння.
На рівні цілісного організму фізичні навантаження викликають сприятливі зміни, що носять характер робочої гіпертрофії.
Симетричне потовщення компактного речовини в кістках кінцівок відзначається у плавців, бігунів, штангістів, ковзанярів, лижників, веслярів, велосипедистів, а у фехтувальників, боксерів, стрибунів-легкоатлетів виникають асиметричні зміни.

Фізичні якості зв`язок

Зв`язковий апарат у різних суглобів побудований неоднаково. В одних випадках, зв`язки являють собою потовщені місця суглобової сумки, в інших - віддалені від суглоба на значну відстань, по-третє - зв`язки знаходяться всередині суглоба. Деякі зв`язки можуть витримувати навантаження на розтягнення в кілька сот кілограмів. Ці зв`язки побудовані в основному з клейдающіх колагенових волокон. До таких відносяться поводочно-стегнова зв`язка (всередині тазостегнового суглоба), підошовна зв`язка (на стопі) і ін.
Зв`язки, що містять значну кількість еластинових волокон, мають меншу фортецею, але зате мають велику здатність розтягуватися. Такі зв`язки є у людини в області хребетного стовпа (жовті зв`язки), що забезпечує йому значну ступінь рухливості
Під впливом спортивного тренування відбувається морфофункциональная перебудова зв`язок. Застосування тільки силових вправ призводить до потовщення зв`язок, при цьому колагенові волокна в сухожильних путах - розташовуються більш щільно. Для багатьох видів спорту першорядне значення має розвиток гнучкості, тобто підвищення рухливості в самих різних суглобах. При цьому відбувається і розтягнення зв`язок, але без втрати їх міцності.
Людині протягом усього життя необхідно виконувати фізичні вправи ,, спрямовані на зміцнення і розтягнення зв`язок, щоб уникати больових відчуттів, нерідко виникають в окремих суглобах при перерозтяганні і надриві зв`язок в результаті фізичного перенапруження (підйом вантажів, раптове падіння в ожеледицю і різке скорочення м`язів тривалий важкий працю-й т.д.).

Фізичні властивості суглобів

Поверхні кісток, що зчленовуються покриті гладким гіалінових хрящем, що полегшує руху однієї кістки відносно іншої. Завдяки еластичності гиалинового хряща в суглобах відбувається пом`якшення ударів і струсів, які можуть відчувати кістки при ходьбі, бігу, стрибках. Крім того еластичні властивості хряща, його здатність деформуватися, дозволяють збільшувати рухливість в суглобах.

У зміцненні суглобів беруть участь м`язи, зв`язка, суглобова сумка, прилипання однієї суглобової поверхні до іншої, атмосферний тиск (всередині суглоба негативний тиск).
Ступінь рухливості кісток в тому чи іншому суглобі залежить від форми суглоба (кулястий, еллипсовидний, блоковідний, циліндричний, плоский), тобто від відповідності зчленовуютьсяповерхонь. Чим це відповідність більше, тим рухливість в суглобі менше, і навпаки. Крім цього обсяг рухів в суглобі залежить від віку, статі, індивідуальних особливостей і тренованості.
На величину рухливості в суглобах надає ступінь розтяжності тих м`язів, які знаходяться ка стороні, протилежної руху, і сила м`язів, які виробляють рух. Рухливість в суглобах залежить від температури повітря - в холодному приміщенні руху мають менший обьет Ось чому спортсмени перед виконанням рухів з максимальною амплітудою в холодну пору повинні довше розминатися і тепліше одягатися.
Перебудова суглобів під впливом спортивного тренування може йти не тільки в напрямку збільшення амплітуди рухів, необхідної для оволодіння раціональної технікою, а й в напрямку зменшення амплітуди (в залежності від специфіки виду спорту). Морфологічна адаптація в суглобах при фізичних навантаженнях проявляється в зміні форми і величини суглобових поверхонь, Ця перебудова в більшій мірі відзначається в дитячому та юнацькому віці.
Спостереження показують, що у фехтувальників, баскетболістів, які займаються гандболом, художньою гімнастикою рухливість в лучезапястном суглобі значно вище, ніж у нетренованих людей, тоді як у займаються спортивною гімнастикою - навпаки. У футболістів вертлужная западина набагато глибше, ніж у осіб, що займаються художньою гімнастикою.
Для збільшення активної рухливості в суглобах необхідно всіма доступними засобами розвивати пасивну рухливість і підйомну силу м`язів, що забезпечують рух в даних суглобах. Вікові зміни в суглобах, що супроводжуються обмеженням обсягу рухів і больовими відчуттями при навантаженні, слід попереджати, виконуючи регулярно суглобову гімнастику.

Фізичні властивості м`язів

Скелетні м`язи, прикріплюючись до кісток, приводять їх у рух, а також беруть участь в утворенні стінок порожнин тіла - грудної, черевної таза, ротової, входять до складу стінок деяких внутрішніх органів
За характером дії навантаження діляться на статичні і динамічні. Перші зазвичай постійні за величиною і, як правило, відносно невеликі. Другі виникають при рухах, а коли прикладені сили інерції, вони змінюються і можуть наростати до дуже великих величин. Нерідко динамічні навантаження, що діють не в звичайному напрямку (наприклад, при падінні), можуть перевищити запас міцності тієї чи іншої ланки і пошкодити РК-екран (розрив зв`язки, м`язи, відрив сухожилля, розрив меніска).                                                                        
М`язи, суглобові сумки, зв`язки, хрящі, деформуючись, зменшують дію динамічних навантажень. Особливо велику роль у пом`якшенні цього дії грають, завдяки своїй пружності, м`язи. Якщо вони недостатньо амортизують навантаження, то пошкоджуються зв`язки і хрящі, а іноді навіть кістки і самі м`язи. Отже, щоб оберегти США від можливих травм, які можуть виникнути від професійних або побутових динамічних перевантажень, необхідно мати добре розвинену і треновану мускулатуру тіла.
Кістки, як тверді тіла, при передачі сил виконують роль важелів. Особливо слід відзначити такі морфофункціональні освіти, як стопа і хребетний стовп. Стопа, будучи опорою тіла при вертикальному його розташуванні, виконує також і ресорну функцію. Остання можлива, завдяки склепінні будовою - на стопі розрізняють поздовжній і поперечний склепіння. У поздовжньому зводі виділяють внутрішню і зовнішню частини, які носять назву ресорної і опорної.
В утриманні склепінь стопи грають важливу роль як численні зв`язки, особливо подошвенная зв`язка, так і м`язи стопи. При положенні стоячи, стопа спирається об землю кісткою і головками плеснових кісток. Прийнято розрізняти стопу нормальну, сильно склепінчасту і плоску. Між трьома формами є і перехідні Форш. При слабких або перевтомлених м`язах підошовноїповерхні, стопа ущільнюється і навантаження падає в більшій мірі на 2-3 плеснові кістки, які, як відзначають хірурги, при можливих перевантаженнях частіше ламаються.
Під впливом занять плаванням рухливість стопи збільшується в сторону підошовної її поверхні, а у штангістів зменшується рухливість гомілковостопного суглоба і збільшується в тараннопяточноладьевідних суглобах. Тривалий важка праця сприяє розвитку стійкого уплощенія стопи. Плоска стопа частіше розвивається у дітей з надмірною вагою. Лікарям необхідно пам`ятати про можливий розвиток у дітей і підлітків плоскостопості і рекомендувати спеціальні фізичні вправи, які зміцнюють м`язи і зв`язки стопи (глотка, гортань, верхня третина стравоходу). За допомогою скелетних м`язів людина утримує своє тіло у вертикальному положенні, переміщається в просторі, здійснює дихальні і ковтальні руху, формує ведмедика. У дорослої людини скелетні м`язи складають близько 40% від маси тіла, у новонароджених - 20-22%, у літніх людей та осіб із слабким фізичним розвитком - 25-30%. М`язи можуть виконувати долають, поступається і утримує роботу.
Форма м`язів дуже різноманітна. Є м`язи довгі і тонкі, короткі і товсті, широкі і плоскі. П.Ф. Лесгафт запропонував ділити м`язи на два основних типи - сильні м`язи і спритні м`язи. Підйомна сила м`яза залежить від площі перетину, перпендикулярного ходу всіх її волокон. Визначити на людину підйомну силу будь-якої групи м`язів можна за допомогою динамометра. Підйомна сила м`язи, що має площу поперечного перерізу I кв.см, орієнтовно дорівнює 10 кг. Виходячи з цієї величини, підйомна сила згиначів передпліччя (біцепсів) приблизно дорівнює 160 кг, а згиначів гомілки (на задній поверхні стегна) - 480 кг. Ці цифри здаються перебільшеними, але тяжкості, які піднімає людина, згинаючи передпліччя і гомілку, знаходяться на значній відстані від суглоба, в якому відбувається рух.
Регулярне фізичне навантаження супроводжується структурною перебудовою працюючих м`язів, яка характеризується збільшенням обсягу,
ваги м`язи в цілому і збільшенням довжини і товщини м`язових волокон. У інтенсивно скорочуються м`язах активізуються процеси енергоутворення і синтезу білка, що характеризується значним підвищенням споживання кисню на одиницю маси м`язової тканини і збільшенням відновлення АТФ.

Фізичні якості опорно-рухового апарату

Вивчення опорно-рухового апарату р. процесі рухів з урахуванням механіки цих рухів дозволяє визначити кількісну міру рухових процесів, пояснити фізичну сутність механічних явищ, розкрити величезну складність будови тіла людини і його рухів.
Руховий апарат у людини служить:
1. джерелом енергії-
2.Механізм для передачі енергії-
3. об`єктом руху-
4. системою управління.

Кістки, зв`язки, суглоби, м`язи і м`які тканини під дією навантажень піддаються деформації - протидіють навантажень.

Розрізняють навантаження, що викликають:
1. розтягнення м`язів, зв`язок, м`яких тканин-
2. стиснення кісток і хрящей-
3. вигин костей-
4. кручення кісток.
Важливе функціональне призначення виконує хребетний стовп, захищаючи спинний мозок і будучи опорою для всього тулуба. Крім того, кістковий мозок хребців продукує еритроцити, а самі хребці беруть участь в депонування фосфору і кальцію. Вигини хребта (лордоз і кіфози) і хрящові диски забезпечують його ресорну (амортизаторную) функцію.
Вигини хребетного стовпа остаточно формуються років до 18-20. Лордози, кіфози і сколіози (в нормі останніх не повинно бути) найлегше вивчати по положенню лінії остистих відростків при розгляді її ззаду і збоку. Оскільки з віком еластичні властивості міжхребцевих дисків зменшуються, відновлення їх форми ставиться важким. Встановлено, що попереджати сутуловатость, пов`язану з деформацією міжхребцевих хрящів легше, ніж її виправити.
До числа моментів, що впливають на розвиток усіх ліній хребетного стовпа, в тому числі і бічних, відносяться: а) тонус м`язи спини і асиметрія їх розвитку-б) дія сили тяжесті- в) вплив звичного тримання тіла. Вигини хребта можуть змінюватися протягом дня, тому зростання людини ввечері зменшується на 1-1,5 см, В положенні лежачи тіло людини на 2-3 см довший, ніж. в положенні стоячи.
Найбільш рухомими є шийний і поперековий відділи хребта, меншу рухливість мають верхній і нижній грудний відділ, а середній відділ майже не має рухливості. Рухи хребетного стовпа можуть відбуватися навколо трьох осей: поперечної (фронтальної) - згинання та розгинання, передньозадній (сагітальній) - нахил вправо і вліво і вертикальної - скручування в ту чи іншу сторону.
В середньому М. Ф. Іваницький (1965) ступінь рухливості хребетного стовпа висловлює в наступних цифрах (в градусах):

Рухливість хребта в першу чергу залежить від стану міжхребцевих дисків. Основні механічні властивості цих дисків полягають в їх високої еластичності. Під впливом тиску диски розширюються в поперечному і передньо-задньому напрямках, кілька зменшуючись в вертикальному напрямку. Після зняття тиску диски приходять в початкове положення. При слабкості м`язів спини (при гіпокінезії, в старечому віці) тиск на міжхребетні диски стає постійним, що супроводжується погіршенням їх кровопостачання, структурними патологічними змінами і призводить до значного зниження ступеня рухливості хребетного стовпа.
Регулярні фізичні навантаження, заняття спортом впливають на формування хребетного стовпа в дитячому і підлітковому віці, попереджаючи утворення сутулості і сколіозів. На розвиток останніх, крім асиметрії функції, м`язів і асиметрії положення тіла (неправильне сидіння в школі за партою), може впливати і деяка різниця довжини ніг. За допомогою фізичних вправ будь-яка людина може протистояти розвитку остеохондрозу і продовжувати період активної фізичної діяльності. Загальнорозвиваючу вправи, а також вправи з обтяженнями (гантелі, еспандери, штанга і ін.), Дозволяють зміцнювати різні групи, м`язів спини, що підтримують хребет у розтягнутому стані, а пружні вправи (біг) і виси покращують кровопостачання міжхребцевих дисків, що сприяє їх відновленню і нормальному функціонуванню.

Фізичні якості людини

Сукупна діяльність ОДА та систем, що забезпечують цю діяльність (ССС, ДС, травлення, кровотворення та ін.) У кожної людини становить певний запас можливостей організму виконувати фізичне навантаження. Виявляються ці можливості у людей по різному: одні мають велику силу м`язів, інші можуть виконувати рухи з великою амплітудою в суглобах, треті здатні здійснювати рухи дуже швидко, четверті витримують тривалу помірне навантаження без вираженої втоми, п`яті володіють хорошою координацією. Нерідко перераховані можливості виконувати різні за характером фізичні навантаження зустрічаються у людини в різних поєднаннях і ступенях.
Можливості людини до виконання фізичних навантажень в теорії фізичної культури прийнято називати фізичними якостями: сила, гнучкість, швидкість, витривалість, спритність. Кожна фізична якість має морфологічну основу, пов`язане зі специфічними і фізіологічними процесами в різних органах і тканинах і може розвиватися при цілеспрямованої тренуванні.
Фізичні якості відіграють важливу роль у професійній діяльності та в побуті. Від ступеня розвитку сили, спритності, витривалості, гнучкості і швидкості залежить здатність людини до оволодіння різними спеціальностями, його професійну майстерність і матеріальний достаток. Неувага в сім`ї до розвитку фізичних якостей у дітей призводить до слабкого фізичного розвитку і низького рівня фізичної підготовленості, що є, нерідко, обмеженням при виборі багатьох спеціальностей і не дозволяє досягти високої майстерності в освоюваної професії.

Рухові навички людина

Рухові навички - це довільні рухи, які в результаті багаторазового повторення стають звичними. Окремі елементи складних рухових навичок можуть виконуватися без зосередженої уваги, тобто, автоматизовано. Автоматизація рухових навичок дуже потрібна для підвищення ефективності рухової діяльності людини (кількості і якості праці). Формування та вдосконалення рухових навичок відбувається за механізмом рефлексів. Рухові навички є досить міцними. Нові навички формуються на базі вже наявних, але більш простих, - Отже, чим більший запас навичок володіє людина, тим легше у нього формуються нові, але більш складні за структурою.
Найбільше значення при будь-яких рухах має руховий аналізатор, Чим краще розвинені у людини фізичні якості, наприклад, сила, спритність, тим швидше він освоїть ноші руху - розучить, доведе до автоматизму. При освоєнні будь-якої професії необхідно часте практичне повторення тих рухів, які є складовою частиною професійної діяльності. Практика є основним мірилом професійної майстерності. Не можна, наприклад, навчитися швидко і грамотно робити операції без великої хірургічної практики.