Мышечный насос продвигает кровь по направлению

Мышечный насос продвигает кровь по направлению

Присасывающее действие в кровообращении и мышечный насос

Мышечный насос — физиологическое понятие, связанное с мышечной функцией и ее влиянием на собственное кровоснабжение. Принципиальное его действие проявляется следующим образом: во время сокращения скелетных мышц приток артериальной крови к ним замедляется и ускоряется отток ее по венам; в период расслабления венозный отток уменьшается, а артериальный приток достигает своего максимума. Обмен веществ между кровью и тканевой жидкостью происходит через стенку капилляра.

Рис. 2.5. Схематическое изображение процессов, происходящих в синапсе при возбуждении

1 — синаптические пузырьки, 2 — пресинаптическая мембрана, 3 — медиатор, 4 — пост-синаптическая мембрана, 5 — синаптическая щель

Механизмы мышечного сокращения .Функции мышц регулируются различными отделами центральной нервной системы (ЦНС), которые во многом определяют характер их разносторонней активности (фазы движения, тонического напряжения и др.). Рецепторы Двигательного аппарата дают начало афферентным волокнам двигательного анализатора, которые составляют 30—50% волокон смешанных (афферентно-эфферентных) нервов, направляющихся в спинной мозг. Сокращение мышц. Вызывает импульсы, которые являются источником мышечного чувства — кинестезии.

Передача возбуждения с нервного волокна на мышечное осуществляется через нервно-мышечный синапс (рис. 2.5), который состоит из двух разделенных щелью мембран — пресинаптической (нервного происхождения) и постсинаптической (мышечного происхождения). При воздействии нервного импульса выделяются кванты ацетилхолина, который приводит к возникновению электрического потенциала, способного возбудить мышечное волокно. Скорость проведения нервного импульса через синапс в тысячи раз меньше, чем в нервном волокне. Он проводит возбуждение только в направлении к мышце. В норме через нервно-мышечный синапс млекопитающих может пройти до 150 импульсов в одну секунду. При утомлении (или патологии) подвижность нервно-мышечных окончаний снижается, а характер импульсов может изменяться.

Механизм и энергетика мышечного сокращения. Сокращение и напряжение мышцы осуществляется за счет энергии, освобождающейся при химических превращениях, которые происходят при поступлении в мышцу нервного импульса или нанесении на нее непосредственного раздражения. Химические превращения в мышце протекают как при наличии кислорода (в аэробных условиях), так и при его отсутствии (в анаэробных условиях).

Расщепление и ресинтез аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Первичным источником энергии для сокращения мышцы служит расщепление АТФ (она находится в клеточной мембране, ретикулюме и миозиновых нитях) на аденозиндифосфорную кислоту (АДФ) и фосфорные кислоты. При этом из каждой грамм-молекулы АТФ освобождается 10 000 кал:

АТФ = АДФ + НзР04 + 10 000 кал.

АДФ в ходе дальнейших превращений дефосфолирируется до аде-ниловой кислоты. Распад АТФ стимулирует белковый фермент актомиозин (аденозинтрифосфотаза). В покое он не активен, активизируется при возбуждении мышечного волокна. В свою очередь АТФ воздействует на нити миозина, увеличивая их растяжимость. Активность актомиозина увеличивается под воздействием ионов Са, которые в состоянии покоя располагаются в саркоплазматическом ретикулюме.

Запасы АТФ в мышце незначительны и, чтобы поддерживать их деятельность, необходим непрерывный ресинтез АТФ. Он происходит за счет энергии, получаемой при распаде креатинфосфата (КрФ) на креатин (Кр) и фосфорную кислоту (анаэробная фаза). С помощью ферментов фосфатная группа от КрФ быстро переносится на АДФ (в течение тысячных долей секунды). При этом на каждый моль КрФ освобождается 46 кДж:

Таким образом, конечный процесс, обеспечивающий все энергетические расходы мышцы, — процесс окисления. Между тем длительная деятельность мышцы возможна лишь. При достаточном поступлении к ней кислорода, так как содержание веществ, способных отдавать энергию, в анаэробных условиях постепенно падает. Кроме того, при этом накапливается молочная кислота, сдвиг реакции в кислую сторону, нарушает ферментативные реакции и может привести к угнетению и дезорганизации обмена веществ и снижению работоспособности мышц. Подобные условия возникают в организме человека при работе максимальной, субмаксимальной и большой интенсивности (мощности), например при беге на короткие и средние дистанции. Из-за развившейся гипоксии (нехватки кислорода) не полностью восстанавливается АТФ, возникает так называемый кислородный долг и накапливается молочная кислота.

Аэробный ресинтез АТФ (синонимы: окислительное фосфолирирование, тканевое дыхание) — в 20 раз эффективнее анаэробного энергообразования. Накопленная во время анаэробной деятельности и в процессе длительной работы часть молочной кислоты окисляется до углекислоты и воды (1/4—1/6 ее часть), образующаяся энергия используется на восстановление оставшихся частей молочной кислоты в глюкозу и гликоген, при этом обеспечивается ресинтез АТФ и КрФ. Энергия окислительных процессов используется также и для ресинтеза углеводов, необходимых мышце для ее непосредственной деятельности.

В целом углеводы дают наибольшее количество энергии для мышечной работы. Например, при аэробном окислении глюкозы образуются 38 молекул АТФ (для сравнения: при анаэробном распаде углевода образуется лишь 2 молекулы АТФ). Время развертывания аэробного пути образования АТФ составляет 3—4 мин (у тренированных — до 1 мин), максимальная мощность при этом 350—450 кал/мин/кг, время поддержания максимальной мощности — десятки минут. Если в покое скорость аэробного ресинтеза АТФ невысокая, то при физических нагрузках его мощность становится максимальной и при этом аэробный путь может работать часами. Он отличается также высокой экономичностью: в ходе этого процесса идет глубокий распад исходных веществ до конечных продуктов СОг и НаО. Кроме того, аэробный путь ресинтеза АТФ отличается универсальностью в использовании субстратов: окисляются все органические вещества организма (аминокислоты, белки, углеводы, жирные кислоты, кетоновые тела и др.).

Однако аэробный способ ресинтеза АТФ имеет и недостатки: 1) он требует потребления кислорода, доставка которого в мышечную ткань обеспечивается дыхательной и сердечнососудистой системами, что, естественно, связано с их напряжением; 2) любые факторы, влияющие на состояние и свойство мембран митохондрий, нарушают образование АТФ; 3) развертывание аэробного образования АТФ продолжительно во времени и невелико по мощности.

Мышечная деятельность, осуществляемая в большинстве видов спорта, не может полностью быть обеспечена аэробным процессом ре-синтеза АТФ, и организм вынужден дополнительно включать анаэробные способы образования АТФ, имеющие более короткое время развертывания и большую максимальную мощность процесса (т.е. наибольшее количество АТФ,’ образуемое в единицу времени) — 1 моль АТФ соответствует 7,3 кал, или 40 Дж (1 кал == 4,19 Дж).

Возвращаясь к анаэробным процессам энергообразования, следует уточнить, что они протекают по меньшей мере в виде двух типов реакций: 1. Креатинфосфокиназная — когда осуществляется расщепление КрФ, фосфорные группировки с которого переносятся на АДФ, ресинтезируя при этом АТФ. Но запасы креатинфосфата в мышцах невелики и это обусловливает быстрое (в течение 2—4 с) угасание этого типа реакции. 2. Гликолитическая (гликолиз) — развивается медленнее, в течение 2—3 мин интенсивной работы. Гликолиз начинается с фосфолирирования запасов гликогена мышц и поступающей с кровью глюкозы. Энергии этого процесса хватает на несколько минут напряженной работы. На этом этапе завершается первая стадия фосфолирирования гликогена и происходит подготовка к окислительному процессу. Затем наступает вторая стадия гликолитической реакции — дегидрогенирование и третья — восстановление АДФ в АТФ. Гликолитическая реакция заканчивается образованием двух молекул молочной кислоты, после чего разворачиваются дыхательные процессы (к 3—5 мин работы), когда начинает окисляться молочная кислота (лак-тат), образованная в процессе анаэробных реакций.

Биохимическими показателями оценки креатинфосфатного анаэробного пути ресинтеза АТФ является креатининовый коэффициент и алактатный (без молочной кислоты) кислородный долг. Креатининовый коэффициент — это выделение креатинина с мочой за сутки в расчете на 1 кг массы тела. У мужчин выделение креатинина колеблется в пределах 18—32 мг/сут х кг, а у женщин — 10—25 мг/сут х кг. Между содержанием креатинфосфата и образованием у него креатинина существует прямолинейная зависимость. Следовательно, с помощью креатининового коэффициента можно оценить потенциальные возможности этого пути ресинтеза АТФ.

Биохимические сдвиги в организме, обусловленные накоплением молочной кислоты в результате гликолиза. Если в покое до начала мышечной деятельности концентрация лактата в крови составляет 1— 2 ммоль/л, то после интенсивных, непродолжительных нагрузок в течение 2—3 мин эта величина может достигать 18—20 ммоль/л. Другим показателем, отражающим накопление в крови молочной кислоты, служит показатель крови (рН): в покое 7,36, после нагрузки снижение до 7,0 и более. Накопление лактата в крови определяет и ее щелочной резерв — щелочные компоненты всех буферных систем крови. Окончание интенсивной мышечной деятельности сопровождается снижением потребления кислорода — вначале резко, затем более плавно. В связи с этим выделяют два компонента кислородного долга: быстрый (алактатный) и медленный (лактатный). Лактатный — это то количество кислорода, которое используется после окончания работы для устранения молочной кислоты: меньшая часть окисляется до J-bO и СОа, большая часть превращается в гликоген. На это превращение тратится значительное количество АТФ, которая образуется аэробным путем за счет кислорода, составляющего лактатный долг. Метаболизм лактата осуществляется в клетках печени и миокарда.

Количество кислорода, необходимое для полного обеспечения выполняемой работы, называют кислородным запросом. Например, в беге на 400 м кислородный запрос, равен приблизительно 27 л. Время пробегания дистанции на уровне мирового рекорда составляет около 40 с. Исследования показали, что за это время спортсмен поглощает 3—4 л 02. Следовательно, 24 л — это общий кислородный долг (около 90% кислородного запроса), который ликвидируется после забега.

В беге на 100 м кислородный долг может доходить до 96% запроса. В беге на 800 м доля анаэробных реакций несколько снижается — до 77%, в беге на 10 000 м — до 10%, т.е. преобладающая часть энергии поставляется за счет дыхательных (аэробных) реакций.

2.5.4. Мышечный насос

После прохождения через капилляры кровь попадает в вены и по ним возвращается к сердцу. Движение крови по венам затруднено, во-первых, по причине их удаленности от сердца и падения в них кровяного давления, во-вторых, в большинстве случаев кровь движется по венам вверх против силы тяжести.

В венах имеются клапаны, обеспечивающие движение крови толь­ко по направлению к сердцу.

Мышечный насос — механизм принудительного продвижения венозной крови к сердцу с преодолением сил гравитации под воздействием ритмических сокращений и расслаблении скелетных мышц.

Читать еще:  Почему насосная станция не закачивает воду

Когда участок вены между двумя клапанами наполнен кровью, со­кращение расположенных рядом с ним мышц, сопровождаемое их утол­щением, сдавливает вену и проталкивает порцию крови вверх, к сердцу, так как движению крови вниз в противоположную от сердца сторону, препят­ствует закрывшийся клапан. При последующем расслаблении мышц данный участок вены расправляется и засасывает снизу через открывшийся клапан новую порцию крови. Сверху участок вены перекрывается клапа­ном, и. кровь в обратном от сердца направлении не поступает в данный участок вены. Новое сокращение мышц опять сдавливает данный уча­сток вены и проталкивает новую порцию крови по направлению к сердцу и т.д. Таким образом, скелетные мышцы при циклических движениях, ко­гда ритмично чередуется их сокращение и расслабление, существенно по­могают сердцу обеспечивать циркуляцию крови в сосудистой системе.

Чем чаще сокращаются и расслабляются мышцы, чем полнее их сокращение и расслабление, тем большую помощь сердцу оказывает мы­шечный насос. Особенно эффективно он работает при таких упражнениях, как бег, плавание, бег на лыжах и т.д.

2.6. Физическая тренировка и функция дыхания. Рекоменда­ции по дыханию при занятиях физическими упражнениями и спортом

Дыханием называется процесс, обеспечивающий потребление ки­слорода и выделение углекислого газа тканями живого организма. Этот процесс осуществляется путем сложного взаимодействия систем дыхания, кровообращения и крови.

Различают внешнее (лёгочное) и внутриклеточное (тканевое) ды­хание. Внешним дыханием называется обмен воздухом между окружаю­щей средой и легкими, внутриклеточным — обмен кислородом и угле­кислым газом между кровью и клетками тела.

Переход кислорода и углекислого газа из одной среды в другую происходит по законам диффузии под воздействием разницы парциального давления этих газов в сторону из среды с большим парциальным давлени­ем в среду с меньшим парциальным давлением.

Дыхательную систему человеческого организма составляют:

— воздухоносные пути: носовая полость, трахея, бронхи, которые ветвятся на более мелкие бронхиолы, заканчивающиеся альвеолами (ле­гочными пузырьками). Стенки альвеол густо переплетены сетью капил­лярных кровеносных сосудов, через стенки которых происходит насыще­ние крови кислородом и удаление из нее углекислого газа;

— легкие: пассивная эластичная ткань, в которой насчитывается от 200 до 600 млн. альвеол, в зависимости от роста тела;

— грудная клетка: герметично закрытая полость;

— плевра: пленка из специфической ткани, которая покрывает лег­кие снаружи и грудную, клетку изнутри. Между этими двумя листами плевры образуется герметично закрытая плевральная полость;

— дыхательные мышцы: межреберные, диафрагма и ряд других мышц, принимающих участие в дыхательных движениях, но имеющих иные основные функции.

Показателями работоспособности органов дыхания являются ды­хательный объем, частота дыхания, жизненная емкость легких, легочная вентиляция, кислородный запрос, потребление кислорода, кислородный долг и др.

Дыхательный объем — количество воздуха, проходящее через лег­кие при одном дыхательном цикле (вдох, выдох, дыхательная пауза). Ве­личина дыхательного объема находится в прямой зависимости от степени тренированности к физическим нагрузкам и колеблется в состоянии покоя от 350 до 800 мл в покое. У нетренированных людей дыхательный объем находится на уровне 350. 500, у тренированных — 800 мл и более.

При интенсивной физической работе дыхательный объем может увеличиваться до 2500 мл.

Частота дыхания — количество дыхательных циклов в 1 мин. Сред­няя частота дыхания у нетренированных людей в покое. 16. 20 циклов в 1 мин, у тренированных, за счет увеличения дыхательного объема, частота дыхания снижается до 8. 12 циклов в 1 мин. У женщин частота дыхания на 1. 2 цикла больше.

При спортивной деятельности частота дыхания у лыжников и бе­гунов увеличивается до 20. 28 циклов в I мин, у пловцов — 36. 45; наблю­дались случаи увеличения частоты дыхания до 75 циклов в 1 мин.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)- максимальное количество воз­духа, которое может выдохнуть человек после полного вдоха (измеряет­ся методом спирометрии).

Средние величины ЖЕЛ: у нетренированных мужчин — 3500, женщин — 3000 мл; у тренированных мужчин — 4700, женщин 3500 мл. При занятии циклическими видами спорта на выносливость (гребля, пла­вание, лыжные гонки и т.п.) ЖЕЛ может достигать у мужчин 7000 и бо­лее, у женщин 5000 мл и более.

Легочная вентиляция — объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин. Легочная вентиляция определяется путем умножения ве­личины дыхательного объема на частоту дыхания. Легочная вентиляция в покое находится на уровне 5000. 9000 мл (5. 9 л). При физической ра­боте этот объем достигает 50 л. Максимальный показатель может достигать 187,5 л при дыхательном объеме 2,5 л и частоте дыхания 75 дыхательных циклов в 1 мин.

Кислородный запрос — количество кислорода, необходимое орга­низму для обеспечения процессов жизнедеятельности в различных услови­ях покоя или работы в 1 мин.

В покое в среднем кислородный запрос равен 250. 300 мл. При беге на 5 км, например, он увеличивается в 20 раз и становится равным 5000. 6000 мл. При беге на100 м за 12 с. при пересчете за 1 мин, кисло­родный запрос увеличивается до 7000 мл.

Суммарный, или общий, кислородный запрос — это количество ки­слорода, необходимое для выполнения всей работы.

Потребление кислорода — количество кислорода, фактически ис­пользованного организмом в покое или при выполнении какой-либо рабо­ты за 1 мин.

В состоянии покоя человек потребляет 250. 300 мл кислорода в 1 мин. При мышечной работе эта величина возрастает.

Наибольшее количество кислорода, которое организм может по­требить в минуту при предельно-интенсивной мышечной работе, называ­ется максимальным потреблением кислорода (МПК). МПК зависит от Со­стояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем, кислородной емкости крови, активности протекания процессов обмена веществ и других факто­ров. Величина МПК характеризует функциональное состояние дыхатель­ной и сердечно-сосудистой систем, степень тренированности организма к длительным физическим нагрузкам.

Для каждого человека существует индивидуальный предел МПК, выше которого потребление кислорода невозможно. У людей, не зани­мающихся спортом, МПК равно 2,7. 3,5 л/мин. У спортсменов-мужчин может достигать 6 л/мин и более, у женщин — 4 л/мин и более.

Абсолютная величина МПК зависит также от размеров тела, по­этому для ее более точного определения рассчитывают относительное МПК на 1 кг массы тела.

Для сохранения оптимального уровня здоровья необходимо об­ладать способностью потреблять кислород на 1 кг массы тела: женщинам -не менее 42, мужчинам — не менее 50 мл.

Максимальное потребление кислорода является показателем аэробной (кислородной) производительности организма, связанной с его способностью выполнять интенсивную физическую работу при достаточ­ном количестве поступающего в организм кислорода для получения необ­ходимого количества энергии.

Дыхательная система — единственная внутренняя система, которой человек может управлять произвольно. Поэтому можно дать следующие рекомендации:

а) дыхание необходимо осуществлять через нос, и только в случа­ях интенсивной физической работы допускается дыхание одновременно через нос и узкую щель рта, образованную языком и нёбом. При таком дыхании воздух очищается от пыли, увлажняется и согревается, прежде чем поступить в полость легких, что способствует повышению эффектив­ности дыхания и сохранению дыхательных путей здоровыми;

б) при выполнении физических упражнений необходимо регули­ровать дыхание:

— во всех случаях выпрямления тела делать вдох;

— при сгибании тела делать выдох;

— при циклических движениях ритм дыхания приспосабливать к ритму движения с акцентом на выдохе. Например, при беге делать на 4 шага вдох, на 5. 6 шагов выдох или на 3 шага вдох и на 4. 5 шагов выдох и т.д.;

— избегать частых задержек дыхания и натуживания, что приводит к застою венозной крови в периферических сосудах.

Наиболее эффективно функцию дыхания развивают физические циклические упражнения с включением в работу большого количества мышечных групп в условиях чистого воздуха (плавание, гребля, лыжный спорт, бег и др.)

Показатели работоспособности дыхательного аппарата

Показатели работоспособности сердца

Систолический объем крови–количество крови, выталкиваемое одним желудочком сердца в сосудистое русло при одном сок­ращении.

Минутный объем крови — количество крови, выбрасываемое одним желудочком сердца в течение одной минуты.

ЧСС, или артериальный пульс является весьма информативным показателем работоспособности сердечно-сосудистой системы и всего организма. В процессе спортивной тренировки частота пульса в покое со временем становится реже за счет увеличения мощности каждого сердечного сокращения.

2-4 Механизм мышечного насоса.

Мышечным насосом называют механизм принудительного продвижения венозной крови к сердцу с преодолением сил гравитации под воздействие ритмических сокращений и расслаблений скелетных мышц.

Когда участок вены между двумя клапанами наполнен кровью, сокра­щение расположенных рядом с ним мышц, сопровождаемое их утолщением сдавливает вену и проталкивает порцию крови вверх, к сердцу, так как движению крови вниз, в противоположную от сердца сторону, препятствует закрывшийся клапан. При последующем расслаблении мышц данный участок вены расправляется и засасывает снизу через открывшийся клапан новую порцию крови. Сверху участок вены перекрывается клапаном, и кровь в обратном от сердца направлении не поступает в данный участок вены.

Чем чаще сокращаются и расслабляются мышцы, чем полнее их сокращение и расслабление, тем большую помощь сердцу оказывает мышечный насос. Особенно эффективно он работает в таких упражнениях как бег, плавание, бег на лыжах и т. д.

2-5 Влияние двигательной активности на дыхательную систему. Показатели работоспособности дыхательного аппарата

Аппарат дыхания состоит из воздуховодных путей и легких. Воздуховодные пути включают в себя носоглотку, гортань, трахею, бронхи и бронхиолы, доставляющие атмосферный воздух в альвеолы, огромное количество которых и составляет собственно легочную ткань. Альвеолы — это тонкостенные, наполненные воздухом пузырьки, густо оплетенные кровеносными легочными капиллярами. Подсчитано, что легкие содержат около 600-700 млн. альвеол. Физические нагрузки увеличивают число альвеол в легких, совершенствуя тем самым дыхательный аппарат и увеличивая его резервы.

Физические упражнения оказывают большое влияние на формирование аппарата дыхания.

Показателями работоспособности органов дыхания являются дыхательный объем, частота дыхания, жизненная емкость легких, легочная венти­ляция, кислородный запрос, потребление кислорода, кислородный долг и др.

Дыхательный объем — количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, выдох, дыхательная пауза).

Читать еще:  Насосная станция не создает давление причины

Частота дыхания — количество дыхательных циклов в 1 мин.

Жизненная емкость легких — максимальное количество воздуха, которое может выдохнуть человек после полного вдоха (измеряется методом спирометрии).

Легочная вентиляция — объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин.

Кислородный запрос — количество кислорода, необходимое организму для обеспечения процессов жизнедеятельности в различных условиях покоя или работы в 1 мин.

Суммарный кислородный запрос — это количество кислорода, необходимое для выполнения всей работы.

Потребление кислорода, — количество кислорода, фактически использованного организмом в покое иди при выполнении какой-либо работы за 1 мин.

Кислородный долг — разница между кислородным запросом и количеством кислорода, которое потребляется во время работы за 1 мин.

2-6 Механизм дыхательного насоса.

При динамической циклической мышечной работе движению крови в ве­нах способствует дыхательный насос.

Действие дыхательного насоса заключается в том, что при вдохе давление в грудной клетке понижается и даже может достигать отрица­тельных значений. Поэтому при учащении дыхания во время динамических, преимущественно циклических движений увеличивается присасывающее действие грудной клетки, что способствует продвижению крови по веноз­ным сосудам к сердцу.

При статических усилиях, сопровождающихся натуживанием, давление внутри грудной клетки, наоборот, повышается, что затрудняет кровообра­щение и снижает приток крови к сердцу по венам. В результате уменьша­ется объем крови выбрасываемой в сосудистое русло, снижается АД, ухудшается кровоснабжение всех органов.

Поэтому при выполнении силовых статических усилий надо стремиться не задерживать дыхание, а при занятиях с тяжестями (штанга, гири) и поднимании значительного веса необходимо осуществлять страховку.

2-7 Рекомендации по дыханию при занятиях физическими упражнениями и спортом.

Дыхательная система — единственная внутренняя система, которой человек может управлять произвольно. Поэтому можно дать следующие рекомендации:

а) дыхание необходимо осуществлять через нос, и только в случаях интенсивной физической работы допускается дыхание одновременно через нос и узкую щель рта, образованную языком и небом. При таком дыхании воздух очищается от пыли, увлажняется и согревается прежде чем поступить в полость легких, что способствует повышению эффективности дыхания и сохранению дыхательных путей здоровыми;

б) при выполнении физических упражнений необходимо регулировать дыхание:

— во всех случаях выпрямления тела делать вдох;

— при сгибании тела делать выдох;

— при циклических движениях ритм дыхания приспосабливать к ритму движения с акцентом на выдохе. Например, при беге делать на 4 шага вдох, на 5…6 шагов выдох или на 3 шага вдох и на 4…5 шагов выдох и т.д.

— избегать частых задержек дыхания и натуживания, что приводит к застою венозной крови в периферических сосудах.

Наиболее эффективно функцию дыхания развивают физические циклические упражнения с включением в работу большого количества мышечных групп в условиях чистого воздуха (плавание, гребля, лыжный спорт, бег и др.).

2-8 Воздействие двигательной активности на опорно-двигательный аппарат (кости, сус­тавы, мышцы).

Скелетная мускулатура – главный аппарат, при помощи которого совершаются физические упражнения. Хорошо развитая мускулатура является надежной опоройдля скелета. Тренированные мышцы спины укрепляют позвоночный столб, разгружают его, беря часть нагрузки на себя, предотвращают «выпадение» межпозвоночных дисков, соскальзывание позвонков.

Физические тренировки также способствуют развитию и укреплению костей,

сухожилий и связок. Кости становятся более прочными и массивными, сухожилия и

связки крепкими и эластичными.

Систематические занятия физическими упражнениями способствуют укреплению мышц. Под влиянием физической нагрузки мышцы не только лучше растягиваются, но и становятся более твердыми.

2-9 Рефлекторная природа двигательной деятельности. Этапы формирования двигатель­ного навыка.

Нервная система действует по принципу рефлекса. Рефлекс — это ре­акция организма на раздражение, поступающее из внутренней или внешней среды, осуществляемая при посредстве ЦНС. Биологическая сущность рефлекса — в приспособлении организма к изменениям во внешней и внутрен­ней среде. унаследованные рефлексы, заложенные от рожде­ния в нервной системе, называют безусловными. Примером простей­шего двигательного безусловного рефлекса является непроизвольное отдергивание руки при ожоге. Рефлексы, формирующиеся в результа­те сочетания различных раздражителей с безусловными рефлексами, называются условными.

Вся деятельность человека, в том числе и овладение двигательны­ми навыками, протекает по принципу взаимосвязи условных рефлек­сов с безусловными рефлексами. Рефлекторная природа двигатель­ной деятельности лежит в основе любого мышечного действия. Именно посредством рефлекса в реализацию конкретного движения вовлекаются все необходимые в данный момент мышцы, органы и си­стемы организма.

Дата добавления: 2015-06-04 ; Просмотров: 3358 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Присасывающие действия в кровообращении и мышечный насос

Гравитационный шок. При переходе крови из капилляров в вены давление падает до 10 – 15 мм рт. ст., что значительно затрудняет возврат крови к сердцу, так как ее движению препятствует еще и сила гравитации. Венозному кровообращению способствует присасывающее действие сердца при расслаблении и присасывающее действие грудной полости при вдохе. При активной двигательной деятельности циклического характера воздействие присасывающих факторов повышается. При малоподвижном образе жизни венозная кровь может застаиваться (например в брюшной полости или в области таза при длительном сидении). Вот почему движению крови по венам способствует деятельность окружающих их мышц (мышечный насос). Сокращаясь и расслабляясь, мышцы то сдавливают вены, то прекращают этот пресс, давая им расправиться и тем самым способствуют продвижению крови по направлению к сердцу, в сторону пониженного давления, так как движению крови в противоположную от сердца сторону препятствуют клапаны, имеющиеся в венозных сосудах. Чем чаще и активнее сокращаются и расслабляются мышцы, тем большую помощь сердцу оказывает мышечный насос. Особенно эффективно он работает при локомоциях (ходьбе, гладком беге, беге на лыжах, на коньках, при плавании и т.п.). Мышечный насос способствует более быстрому отдыху сердца и после интенсивной физической нагрузки.

Следует упомянуть и о феномене гравитационного шока, который может наступить после резкого прекращения длительной; достаточно интенсивной циклической работы (спортивная ходьба, бег). Прекращение ритмичной работы мышц нижних конечностей сразу лишает помощи систему кровообращения: кровь под действием гравитации остается в крупных венозных сосудах ног, движение ее замедляется, резко снижается возврат крови к сердцу, а от него в артериальное сосудистое русло, давление артериальной крови падает, мозг оказывается в условиях пониженного кровоснабжения и гипоксии. Как результат этого явления – головокружение, тошнота, обморочное состояние, Об этом необходимо помнить и не прекращать резко движения циклического характера сразу после финиша, а постепенно (в течение 3 – 5 минут) снижать интенсивность.

Особенности дыхания. Затраты энергии на физическую работу обеспечиваются биохимическими процессами, происходящими в мышцах в результате окислительных реакций, для которых постоянно необходим кислород. Во время мышечной работы для увеличения газообмена усиливаются функции дыхания и кровообращения. Совместная работа систем дыхания, крови и кровообращения по газообмену оцениваются рядом показателей: частотой дыхания, дыхательным объемом, легочной вентиляцией, жизненной емкостью легких, кислородным запросом, потреблением кислорода, кислородной емкостью крови и т.д.

Частота дыхания. Средняя частота дыхания в покое составляет 15 – 18 циклов в мин. Один цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы. У женщин частота дыхания на 1 – 2 цикла больше. У спортсменов в покое частота дыхания снижается до 6 – 12 циклов в мин за счет увеличения глубины дыхания и дыхательного объема. При физической работе частота дыхания увеличивается, например у лыжников и бегунов до 20 – 28, у пловцов до 36 – 45 циклов в мин.

Дыхательный объем – количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, выдох, пауза). В покое дыхательный объем (объем воздуха, поступающего в легкие за один: вдох) находится в пределах 200 – 300 мл. Величина дыхательного объема зависит от степени адаптации человека к физическим нагрузкам. При интенсивной физической работе дыхательный объем может увеличиваться до 500 мл и более.

Легочная вентиляция – объем воздуха, который проходит через легкие за одну минуту. Величина легочной вентиляции определяется умножением величины дыхательного объема на частоту дыхания. Легочная вентиляция в покое может составлять 5 – 9 л. При интенсивной физической работе у квалифицированных спортсменов она может достигать значительно больших величин (например, при дыхательном: объеме до 2,5 л и частоте дыхания до 75 дыхательных циклов в минуту легочная вентиляция составляет 187,5 л, т.е. увеличится в 25 раз и более по сравнению с состоянием покоя).

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после максимального вдоха. Средние значения ЖЕЛ составляют у мужчин 3800 – 4200 мл, у женщин 3000 – 3500 ил. ЖЕЛ зависит от возраста, массы, роста, пола, состояния физической тренированности человека и от других факторов. У людей с недостаточным физическим развитием и имеющих заболевания эта величина меньше средней; у людей, занимающихся физической культурой, она выше, а у спортсменов может достигать 7000 мл и более у мужчин и 5000 мл и более у женщин. Широко известным методом определения ЖЕЛ является спирометрия (спирометр – прибор, позволяющий определить ЖЕЛ).

Кислородный запрос – количество кислорода; необходимое организму в 1 минуту для окислительных процессов в покое или для обеспечения работы различной интенсивности. В покое для обеспечения процессов жизнедеятельности организму требуется 250 – 300 мл кислорода. При интенсивной физической работе кислородный запрос может увеличиваться в 20 и более раз. Например, при беге на 5 км кислородный запрос у спортсменов достигает 5 – 6 л.

Суммарный (общий кислородный) запрос – количество кислорода, необходимое для выполнения всей предстоящей работы. Потребление кислорода – количество кислорода, фактически использованного организмом в состоянии покоя или при выполнении какой-либо работы. Максимальное потребление кислорода (МПК) – наибольшее количество кислорода, которое может усвоить организм при предельно напряженной для него работе.

Способность организма к МПК имеет предел, который зависит от возраста, состояния сердечно-сосудистой системы, от активности протекания процессов обмена веществ и находится в прямой зависимости от степени физической тренированности. У не занимающихся спортом предел МПК находится на уровне 2 – 3,5 л/мин. У спортсменов высокого класса, особенно занимающихся циклическими видами спорта, МПК может достигать: у женщин – 4 л/мин и более; у мужчин – 5 л/мин и более. Абсолютная величина МПК зависит также от массы тела, поэтому для более точного ее определения относительное МПК рассчитывается на 1 кг массы тела. Для сохранения здоровья необходимо обладать способностью потреблять кислород как минимум на 1 кг – женщинам не менее 42 мл/мин, мужчинам – не менее 50 мл/мин.

Читать еще:  Почему не качает водяной насос воду?

МПК является показателем аэробной (кислородной) производительности организма.

Когда в клетки тканей поступает меньше кислорода, чем нужно для ‘полного обеспечения потребности в энергии, возникает кислородное голодание, или гипоксия.

Гипоксиянаступает по различным причинам. Внешние причины – загрязнение воздуха, подъем на высоту (в горы, полет на самолете) и др. В этих случаях падает парциальное давление кислорода в атмосферном и альвеолярном воздухе и снижается количество кислорода, поступающего в кровь для доставки к тканям. Если на уровне моря парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе равно 159 мм рт. ст., то на высоте 3000 м оно снижается до 110 мм, а на высоте 5 000 м – до 75 – 80 мм рт. ст.

Внутренние причины возникновения гипоксии зависят от состояния дыхательного аппарата и сердечно-сосудистой системы, проницаемости стенок альвеол и капилляров, количества эритроцитов в крови и процентного содержания в них гемоглобина, от степени проницаемости оболочек клеток тканей и их способности усваивать доставляемый кислород.

При интенсивной мышечной работе, как правило, наступает двигательная гипоксия. Чтобы полнее обеспечить себя кислородом в условиях гипоксии, организм мобилизует мощные компенсаторные физиологические механизмы. Например, при подъеме в горы увеличиваются частота и глубина дыхания, количество эритроцитов в крови, процент содержания в них гемоглобина, учащается работа сердца. Если при этом выполнять физические упражнения, то повышенное потреблению кислорода мышцами и внутренними органами вызывает дополнительную тренировку физиологических механизмов, обеспечивающих кислородный обмен и устойчивость к недостатку кислорода.

Кислородное снабжение организма представляет собой слаженную систему. Гиподинамия расстраивает эту систему, нарушая каждую из составляющих ее частей и их взаимодействие. В результате развивается кислородная недостаточность организма, гипоксия отдельных органов и тканей, которая может привести к расстройству обмена веществ. С этого часто начинается снижение устойчивости организма, его резервных возможностей в борьбе с утомлением и влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды. Особенно страдает от гипоксии сердечно-сосудистая система, сосуды сердца и мозга. Низкий уровень кислородного обмена в стенках сосудов не только снижает н тонус и возможность управления ими со стороны регуляторных механизмов, но меняет и обмен веществ, что в конечном счете может при вести к возникновению тяжелых расстройств и заболеваний.

Кислородное питание мышц имеет свои особенности. Известно, что в ритмически работающей мышце кровообращение также ритмично Сокращенные мышцы сдавливают капилляры, замедляя кровоток поступление кислорода. Однако клетки мышц продолжают снабжаться кислородом. Доставку его берет на себя миоглобин – дыхательный пигмент мышечных клеток. Роль его важна еще и потому, что только мышечная ткань способна при переходе от покоя к интенсивной работе повышать потребление кислорода в 100 раз.

Таким образом, физическая тренировка, совершенствуя кровообращение, увеличивая содержание гемоглобина, миоглобина и скорость, отдачи кислорода кровью, значительно расширяет возможности организма в потреблении кислорода.

Органы по-разному переносят гипоксию различной длительности. Кора головного мозга – один из наиболее чувствительных к гипоксии органов. Она первой реагирует на недостаток кислорода. Значительно менее чувствительна к недостаткам кислорода скелетная мускулатура. На ней не отражается даже двухчасовое полное кислородное голодание.

Большую роль в регуляции кислородного обмена как в органах и тканях, так и в организме в целом имеет углекислота, являющаяся основным раздражителем дыхательного центра, который располагается в продолговатом отделе головного мозга. Между концентрацией в крови углекислого газа и доставкой кислорода тканям существуют строго определенные соотношения. Изменение содержания углекислого газа в крови оказывает влияние на центральные и периферические регуляторные механизмы, обеспечивающие улучшение снабжения организма кислородом, и служит мощным регулятором в борьбе с гипоксией.

Систематическая тренировка средствами физической культуры и орта не только стимулирует развитие сердечно-сосудистой и дыхательной системы, но и способствует значительному повышению уровня потребления кислорода организмом в целом. Наиболее эффективно совместную функцию взаимоотношения дыхания, крови, кровообращения развивают упражнения циклического характера, выполняемые на свежем воздухе. Однако следует помнить, насколько важно повышать возможности организма к потреблению кислорода, настолько же важно для него вырабатывать устойчивость к гипоксии. Это качество также совершенствуется в процессе тренировки, с помощью специальных процедур, путем создания искусственных условий гипоксии. Наиболее доступный способ – упражнение с задержкой дыхания. Систематические физические нагрузки определенной мощности, связанные с анаэробной производительностью, обусловливают возникновение в тканях гипоксического состояния, которое с помощью функциональных систем организма при определенных условиях ликвидируется, тем самым эти системы, защищая организм, сами тренируются и совершенствуются. В результате положительный тренировочный эффект в борьбе с гипоксией формирует устойчивость тканей организма к гипоксии.

Итак, физические нагрузки оказывают двойной тренирующий эффект: повышают устойчивость к кислородному голоданию и, увеличивая мощность дыхательной и сердечно-сосудистой систем, способствует лучшей утилизации кислорода.

Дыхательная система может управляться человеком произвольно. Необходимо иметь в виду некоторые приемы управления. Специалисты рекомендуют в условиях относительного покоя дышать через нос и только при интенсивной физической работе дышать одновременно и через рот; во всех случаях выпрямления тела делать вдох, при сгибании – выдох; в процессе выполнения циклических движений ритм дыхания приспосабливать к ритму движения, акцентируя внимание на выдохе; избегать необоснованных задержек дыхания и натуживания.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

phlebolog.pro

Сайт врача Дробязго С.В.

Ходьба против варикоза. Роль мышечно-венозной помпы.

Полезное
• | 17-окт, 21:58
• | 11 241
• |

Мышцы ног прокачивают кровь по венам, они являются периферическим сердцем для венозной системы. Слаженная работа мышц и вен нижних конечностей называется мышечно-венозным насосом или помпой. Венозная система нижних конечностей доставляет кровь от периферических тканей к сердцу.

Для работы этой системы необходимы два основных условия: 1) нормальная работа венозных клапанов, которые предотвращающает рефлюкс или возврат крови под действием гравитации; 2) система импульсно-аспирационных насосов — мышечно-венозная помпа.

Мышечно-венозную помпу можно разделить на четыре составляющих. Их синхронную работу во время ходьбы описали Гарднер и Фокс около 30 лет назад:

• помпа стопы, боковые вены подошвы (латеральная плантарная сеть)
• помпа голени (камбаловидная мышца)
• икроножная мышца (работает в подколенной ямке, прокачивая кровь выше колена)
• помпа бедра (полусухожильная мышца, бицепс и квадрицепс бедра)

Второй и третий компоненты наиболее важны, вместе они выполняют основную работу по транспортировке венозной крови.

Не меньшее значение имеет синхронизация работы этих насосов во время ходьбы: стопа, затем голень, подколенная ямка и, наконец, бедро.

Роль венозных клапанов

Венозные клапаны играют ключевую роль. Во время сокращения (состолы), мышцы проталкивают кровь по направлению вверх. Однако затем, во время расслабления мышц (диастолы) кровь под действием сил гравитации устремляется вниз. В этот момент закрываются створки венозных клапанов, которые предотвращают возврат крови (рефлюкс). Клапаны обеспечивают односторонний ток крови по направлению снизу вверх и из поверхностных вен в глубокие.

Венозные клапаны состоят из двух полулунных створок, прикрепляющихся к стенкам вены.

Клапаны есть как в глубоких, так и в поверхностных венах. В местах впадения мелких вен в более крупные всегда расположены клапаны, называемые остиальными (расположенные в устьях вен). Другие клапаны расположены по ходу вены на всем ее протяжении, они называются стволовыми.

Анатомические особенности клапанов создают ряд динамический эффектов.

Лурье и Кистнер впервые предложили концепцию описывающую локальную гемодинамику определяемую ориентацией и движением створок клапанов. Под действием мышечного насоса кровь, проходя через клапан образует джет или струю с максимальной скоростью кровотока в центре. Этот эффект создают створки клапанов, которые в момент максимального мышечного сокращения образуют воронку. Расположение клапанов также играет большую роль. Клапаны вен, сливающихся в более крупный ствол расположены под таким углом друг к другу, что их сруи сливаясь формируют спиральный поток. Таким образом клапаны оптимизируют кровоток, предотвращая гемодинамические проблемы при слиянии двух вен разного диаметра.

В отсутсвие нормальной работы венозных клапанов, работа мышечной помпы не будет давать результата. Кровоток становится разнонаправленным, образуются зоны замедления (стаз) и повышенного давления. Это приводит к развитию хронической венозной недостаточности.

Мышечно-венозная помпа работает как функциональная цепь: сначала мы наблюдаем как во время ходьбы, с каждым шагом опорожняются венозные резервуары стопы. Кровь беспрепятственно циркулирует между поверхностными и глубокими венами стопы.

Затем эту активность подхватывает насос камбаловидной мышцы голени. Наибольшее значение имеет латеральное венозное сплетение m. soleus, которое дренируется через малоберцовую вену. Более мелкие вены медиальной порции камбаловидной мышцы сообщаются с задней большеберцовой веной через горизонтальные коллатерали.

В подколенной ямке, несколько выше сустава, мы наблюдаем наиболее мощный венозный насос икроножной мышцы. Здесь происходит мощный выброс в подколенную вену, который проталкивает столб венозной крови вверх с формированием аспрационного эффекта ниже щели коленного сустава. Затем включаются мышцы бедра, главным образом бицепс и полумембранная мышца, венозные аркады которой образуют шунты между подколенной и глубокой бедренной венами, выполняя роль «клапана безопасности» и защищая подколенную вену от избыточного давления.

В последнюю очередь в работу вступает квадрицепс бедра, прокачивающий кровь в общую бедренную вену. Знание анатомии венозных насосов нижних конечностей, в особенности венозной помпы голени, объясняет механизм развития венозной недостаточности при нарушении подвижности голеностопного сустава и деформации стопы.