Биомеханика учебное пособие

В.И. Дубровский, в.Н. Федорова биомеханика

Рекомендовано Государственным комитетом Российской Федерации по физической культуре, спорту и туризму в качестве учебника для средних и высших, учебных, заведений по физической культуре

доктор биологических наук, профессор А.Г. Максина; доктор технических наук, профессор В.Д. Ковалев;

кандидат медицинских наук, лауреат Государственной премии СССР

Рисунки выполнены художником Н.М. Замешаевой

Дубровский В.И., Федорова В.Н.

Биомеханика: Учеб. для сред, и высш. учеб, заведений. — М.: Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2003. — 672 с.: ил. ISBN 5-305-00101-3.

Учебник написан в соответствии с новой программой изучения биомеханики в высших учебных заведениях. Большое внимание уделено биомеханическому обоснованию применения средств физической культуры и спорта на примере различных видов спорта. Отражены современные подходы к оценке воздействия на технику спортсмена различных физических и климатических факторов, дана биомеханическая характеристика различных видов спорта. Впервые представлены разделы по медицинской биомеханике, биомеханике инвалидов-спортсменов, биомеханическому контролю локомоций и др.

Учебник адресован студентам факультетов физической культуры университетов, институтов физической культуры и медицинских вузов, а также тренерам, спортивным врачам, реабилитологам, занимающимся разработкой и прогнозированием тренировок, лечением и реабилитацией спортсменов и другим специалистам.

© Дубровский В.И., Федорова В.Н., 2003 © «Издательство ВЛАДОС-ПРЕСС», 2003 © Серийное оформление обложки. ISBN 5-305-00101-3 «Издательство ВЛАДОС-ПРЕСС», 2003

Предисловие

Любая отрасль человеческих знаний, в том числе такая дисциплина как биомеханика, оперирует некоторым набором исходных определений, понятий и гипотез. С одной стороны, используются фундаментальные определения из математики, физики, общей механики. С другой — биомеханика базируется на данных экспериментальных исследований, важнейшими из которых являются оценка различных видов двигательной деятельности человека, управления ими; определение свойств биомеханических систем при различных способах деформирования; результаты, полученные при решении медико-биологических задач.

Биомеханика находится на стыке разных наук: медицины, физики, математики, физиологии, биофизики, вовлекая в свою сферу различных специалистов, таких как инженеры, конструкторы, технологи, программисты и др.

Биомеханика спорта как учебная дисциплина изучает как движения человека в процессе выполнения физических упражнений, во время соревнований, так и движения отдельных спортивных снарядов.

Существенное значение в современном спорте и физической культуре придается механической прочности, устойчивости тканей опорно-двигательного аппарата, органов, тканей к многократным физическим нагрузкам, особенно при тренировках в экстремальных условиях (среднегорье, высокая влажность, низкая и высокая температура, гипотермия, изменение биоритмов) с учетом телосложения, возраста, пола, функционального состояния человека. Все эти данные могут быть использованы в совершенствовании методики и техники выполнения тех или иных упражнений и тренировочных систем, а также в совершенствовании инвентаря, экипировки и других факторов.

Физическая культура и спорт в нашей стране в последнее десятилетие утратили свое влияние. Это никак не способствует укреплению здоровья человека. Это также сказывается в виде снижения способности противостоять негативным факторам окружающей среды.

Значение спорта во все времена было существенным в предупреждении преждевременного старения, в восстановлении функциональных возможностей организма после болезней и травм.

С развитием науки медицина активно внедряет ее достижения, разрабатывая новые методы лечения, оценки их эффективности, новые методики диагностики. Это, в свою очередь, обогащает спортивную медицину и физическую культуру. В данном учебнике предложены знания физических основ многих вопросов спортивной медицины, которые необходимы преподавателю физкультуры, тренеру, спортивному врачу, массажисту. Эти знания не менее важны, чем знания основ тренировочного процесса. В зависимости от того, как понимается физическая сущность того или иного направления спортивной медицины, в совокупности с медицинскими аспектами можно прогнозировать, дозировать оздоровительный (лечебный) эффект, а также уровень спортивных достижений.

В лечебной физической культуре применяются различные физические упражнения, реализуемые в том или ином виде спорта.

В данном учебнике, по сравнению с ранее вышедшими, впервые для биомеханики спорта изложен материал, показывающий применение законов фундаментальной физики ко многим конкретным направлениям этой дисциплины. Рассмотрены вопросы: кинематика, динамика материальной точки, динамика поступательного движения, виды сил в природе, динамика вращательного движения, неинерциальные системы отсчета, законы сохранения, механические колебания, механические свойства. Представлен большой раздел, показывающий физические основы воздействия различных факторов (механических, звуковых, электромагнитных, радиационных, тепловых), понимание физической сущности которых совершенно необходимо для рационального решения многих задач спортивной медицины.

Профессор В.И. Дубровский и профессор В.Н. Федорова помимо биомеханических методов контроля лиц, занимающихся физкультурой и спортом, представили биомеханические показатели в норме и при патологии (травмы и заболевания опорно-двигательного аппарата, при утомлении и др.), а также при тренировке в экстремальных условиях, у инвалидов-спортсменов и др.

Многие вопросы освещены авторами с учетом развития спорта высших достижений, инвалидного спорта, биомеханики спортивной травмы, различных возрастных периодов развития, с учетом телосложения и техники выполнения тех или иных упражнений в различных видах спорта.

В книге показаны основные направления в развитии биомеханики с использованием современных методов контроля: стационарный и дистанционный контроль за локомоциями; разработка современных технологий инвентаря, экипировки; техники выполнения физических упражнений в различных видах спорта; контроль за выполнением упражнений инвалидами-спортсменами; биомеханический контроль при травмах и заболеваниях опорно-двигательного аппарата и др.

По существу, в каждой главе учебника авторы подчеркивают, что, чтобы успешно выступать на соревнованиях, спортсмен должен владеть рациональной техникой выполнения упражнения, понимая его медико-физическую сущность, должен быть оснащен современной экипировкой, спортинвентарем, должен быть хорошо подготовлен функционально и здоров.

Особое место в учебнике отведено влиянию интенсивных физических нагрузок на структурные (морфологические) изменения в тканях опорно-двигательного аппарата, особенно если несовершенна техника выполнения физических упражнений и методы ее коррекции. Отмечено, что реакция тканей ОДА на физические нагрузки во многом зависит от техники выполнения упражнений, телосложения, возраста, функционального состояния, климато-географических факторов и т. п.

Авторы большое внимание уделяют возможностям использования математических и физических моделей как для различных упражнений, так и для отдельных участков и систем организма человека, в частности, спортсмена, а также тела в целом, для прогнозирования реакций организма на физические нагрузки и различные неблагоприятные факторы воздействия внешней среды. Телосложение, возраст важны для расчетной и модельной оценки пределов переносимости этих воздействий с учетом разнообразных дополнительных факторов.

У нас в стране и за рубежом до сих пор нет учебника, где были бы систематизированы материалы как по теоретическим физико-математическим основам биомеханики спорта, так и по биомеханике в норме и при патологии, с учетом возраста, пола, телосложения и функционального состояния лиц, занимающихся физкультурой и спортом. Особенно это важно при занятии спортом высших достижений, где требования к технике выполнения упражнений исключительные, и малейшие отклонения ведут к травматизму, иногда к инвалидности, снижению спортивных результатов.

Авторы показали, что при современном развитии спорта, особенно спорта высших достижений, биомеханика играет огромную роль для повышения спортивных результатов.

Учебник «Биомеханика» отвечает современным требованиям, предъявляемым к учебникам по медико-биологическим дисциплинам, единым для педагогических, медицинских вузов и институтов физической культуры.

Большое количество информационных таблиц, рисунков, схем, однотипное и четкое разделение материала по структуре в каждой главе, выделенные лаконичные определения делают излагаемый материал очень наглядным, интересным, легко воспринимаемым и запоминаемым.

Этот учебник позволит студентам, тренерам, врачам, методистам ЛФК, преподавателям физкультуры лучше познать основы спортивной биомеханики, спортивной медицины, лечебной физкультуры, а следовательно, успешно и активно использовать их в своей работе. Этот учебник может быть рекомендован знатокам прикладной механики, специализирующимся по биомеханике.

Заведующий кафедрой теоретической механики Пермского государственного технического университета,

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации

studfiles.net

Добро пожаловать на блог о физической реабилитации

Архивы рубрики ‘Книги по биомеханике и функциональной анатомии’

Бернштейн Н.А. — О ловкости и ее развитии

Год выпуска: 1991 Автор: Бернштейн Николай Александрович Язык: Русский Формат: PDF Качество: Отличное Количество страниц: 288 Описание: Автор этой работы Бернштейн Николай Александрович (1896-1966 гг.) — выдающийся ученый, лауреат Государственной премии СССР, член-корреспондент Академии медицинских наук СССР, первооткрыватель ряда законов физиологии активности — нового направления в науке, создателем которого и является.

Навойчик А.И. Общая биомеханика

Год выпуска: 2000 Автор: Навойчик Сергей Иосифович Язык: Русский Формат: PDF Качество: Очень хорошое Количество страниц: 61 Описание: Представлен основной учебный материал по разделу «Общая биомехани­ка» — составной части курса «Биомеханика физических упражнений», что позволяет освоить общие основы биомеханики, как науки о движении человека, создаст необходимую теоретическую базу для биомеханического обоснования физических упражнений.

Зациорский В.М. Биомеханика двигательного аппарата человека

Год выпуска: 1981 Автор: Зациорский Владимир Михайлович Язык: Русский Формат: PDF Качество: Нормальное Количество страниц: 143 Описание: В работе обобщены итоги многолетних научных исследований о биомеханике двигательного аппарата человека, включая собственные исследования авторов. Книга является первой по биомеханике спорта в серии «Наука спорта». Последующие книги серии существенно опираются на нее. Книга рассчитана на специалистов-биомехаников и всех кто интересуется биомеханикой движений человека.

Фрэнк Неттер. Атлас анатомии человека

Год выпуска: 2003 Автор: Фрэнк Неттер Язык: Русский Формат: PDF (torrent) Качество: Отличное. Количество страниц: 548 Описание: Атлас анатомии человека Френка Неттера состоит из восьми частей, которые построены в соответствии с топографическим принципом; он может использоваться студентами, которые изучают как нормальную, так и топографическую анатомию человека. Наглядность и высокое качество иллюстраций, плюс многолетний опыт использования такого атласа студентами, практикующими врачами […]

Книга. Капанджи А. И. Верхняя конечность. Физиология суставов

Автор: Капанджи А. И. Язык: Русский Формат: PDF, PDF (torrent) Качество: Отличное. Количество страниц: 345 Описание: Рука человека не изменилась с доисторических времен. Об этом свидетельствуют отпечатки рук, оставленных в качестве подписи, нашими далекими предками, художниками, на стенах пещер. Рука обезьяны похожа на нашу руку. Она имеет противопоставляемый большой палец, но отличается в способе использования руки, управляемой головным мозгом, с […]

Книга. Капанджи А. И. Нижняя конечность. Функциональная анатомия

Автор: Капанджи А. И. Язык: Русский Формат: PDF, PDF (torrent) Качество: Отличное. Количество страниц: 313 Описание: Ходить — означает обладать первой из свобод! Это дает нам автономность, возможность найти пищу и кров, скрыться от опасности, работать, пройти весь мир, ходить в горы, идти на встречу с неизвестным… Такая свобода, полученная дорогой ценой, теряется в связи с разными жизненными превратностями: из-за […]

Книга. Капанджи А. И. Позвоночник. Физиология суставов

Автор: Капанджи А. И. Язык: Русский Формат: PDF, PDF (torrent) Качество: Отличное. Количество страниц: 314 Описание: Человек является позвоночным видом. Он является результатом длинного эволюционного пути, начиная с того момента, когда рыбы покидали море и начали заселять сушу. Человеческий скелет, основой которого является позвоночник, — это результат изменений скелета древней костной рыбы (crossopterygien) в скелет животного с хвостом и четырьмя […]

Книга. О построении движений. Бернштейн Н. А.

Год выпуска: 1947 Автор: Бернштейн Николай Александрович Язык: Русский Формат: DjVu Качество: Нормальное. Количество страниц: 253 Описание: Работа над предлагаемой книгой была начата еще в 1939 г. и уже в 1940 г. в журнале «Теория и практика физической культуры» были опубликованы подробные тезисы ее первых частей. Разразившаяся гро­за Великой отечественной войны прервала подготовку этой книги к печати. В последний год войны автор […]

physical-rehabilitation.info

Биомеханика двигательной деятельности

Биомеханика мышц

Магистранты

Информационные технологии в НиО

Биомеханика силовых упражнений

Гипертрофия скелетных мышц

Учебное пособие «Биомеханика мышц»

В учебное пособие Биомеханика мышц посвящено теоретическим и практическим аспектам биомеханики мышечной деятельности: строению мышц с точки зрения биомеханики, механике мышечного сокращения, зависимости силы и скорости сокращения мышц от анатомических, физиологических и биомеханических факторов, результирующему действию мышц в организме человека. Пособие содержит большой фактический материал из практики спорта.

Учебное пособие продается в официальном магазине издательства «Кинетика». С условиями покупки и доставки можно ознакомиться на сайте издательства.

Самсонова, А.В. Биомеханика мышц [Текст]: учебно-методическое пособие / А.В.Самсонова, Е.Н. Комисарова; Под ред. А.В.Самсоновой; СПбГУФК им. П.Ф.Лесгафта. – СПб.: [б.и.], 2008. – 127 с.

Самсонова А.В., Комиссарова Е.Н.

БИОМЕХАНИКА МЫШЦ

В учебно-методическом пособии рассмотрены теоретические и практические аспекты биомеханики мышечной деятельности: строение мышц с точки зрения биомеханики; механика мышечного сокращения; зависимость силы и скорости сокращения мышц от анатомических, физиологических и биомеханических факторов; результирующее действие мышц в организме. Пособие содержит большой фактический материал из практики спорта.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов очной и заочной форм обучения по специальности: 032100 – «Физическая культура»; 050104 – «Безопасность жизнедеятельности»

Самсонова А.В. – главы: 2, 3, 4, 5, 6

Комиссарова Е.Н. – глава 1, глоссарий

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Архитектура скелетных мышц

1.1. Классификация мышц

1.2. Макроструктура мышцы

1.3. Микроструктура мышцы

1.4. Строение саркомера

1.5. Теория скользящих нитей

1.6. Состояние мышцы

1.7. Типы скелетных мышечных волокон и их морфофункциональная характеристика

1.8. Влияние различных факторов на состав мышечных волокон

1.9. Контрольные вопросы

Глава 2. Функционирование рецепторного аппарата мышц и суставов

2.1. Рецепторы опорно-двигательного аппарата человека

2.1.1. Мышечные веретена

2.1.2. Рецепторы Гольджи

2.1.3. Рецепторы суставов

2.2. Зависимость частоты импульсации рецепторов от длины, скорости и напряжения мышцы

2.2.1. Зависимость «длина мышцы – частота импульсации веретенных афферентов»

2.2.2. Зависимость «скорость растяжения мышцы – частота импульсации веретенных афферентов»

2.2.3. Зависимость частоты импульсации рецепторов Гольджи от степени напряжения мышцы

2.3. Способы оценки афферентного притока, поступающего от рецепторов мышц

2.4. Уровни построения движений и рецепторы опорно-двигательного аппарата

2.5. Контрольные вопросы

Глава 3. Механика мышечного сокращения

3.1. Биомеханические свойства мышц

3.2. Трехкомпонентная модель мышцы

3.3. Функционирование биомеханической модели мышцы в простейших двигательных задачах

3.4. Контрольные вопросы

Глава 4. Факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышцы

4.1. Основные понятия

4.2. Анатомические факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышц

4.2.1. Сила и скорость сократительного компонента мышцы

4.2.2. Сила и скорость сокращения мышцы в целом

4.3. Физиологические факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышц

4.3.1. Физиологические механизмы регуляции силы и скорости сокращения мышцы

4.3.2. Время сокращения мышцы

4.4. Биомеханические факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышц

4.4.1. Длина мышцы

4.4.2. Характер работы мышц

4.4.3. Значение внешней силы

4.5. Контрольные вопросы

Глава 5. Результирующее действие мышц в организме

5.1. Звенья тела как рычаги

5.2. Методы определения морфометрических характеристик мышц нижних конечностей человека

5.2.1. Моделирование ОДА человека и мышц нижних конечностей

5.2.2. Рентгенографический метод определения морфометрических характеристик мышц

5.2.3. Анатомический метод определения морфометрических характеристик мышц

5.2.4. Биомеханический метод определения морфометрических характеристик мышц

5.3. Фазовые траектории мышц &? способ представления результатов, характеризующих моторную функцию мышц

5.4. Программа расчета морфометрических характеристик мышц MORFOMETR

5.5. Контрольные вопросы

Глава 6. Функционирование мышц в спортивных движениях

6.1. Биомеханический анализ физических упражнений

6.2. Обучение двигательным действиям

6.3. Классификация физических упражнений

6.4. Сравнение основного и специальных упражнений

6.5. Оценка функциональной подготовленности спортсменов на основе анализа фазовых портретов мышц

6.6. Контрольные вопросы

ВЫДЕРЖКИ ИЗ КНИГИ

Учебно-методическое пособие «Биомеханика мышц» предназначено для студентов дневного и заочного отделений. Однако оно может быть использовано также магистрантами, аспирантами, преподавателями и тренерами. Это пособие может рассматриваться как дополнительное по курсу «Биомеханика» и основное по спецкурсу «Биомеханика мышц». Пособие содержит сведения о строении мышц на макро-, мезо- и микроуровнях, а также о рецепторах опорно-двигательного аппарата. В пособии подробно рассмотрены биомеханические свойства мышц и механика мышечного сокращения. Большое внимание в учебно-методическом пособии уделено факторам, обеспечивающим проявление силы и скорости сокращения мышц при выполнении двигательных действий. Так как учебно-методическое пособие предназначено для специалистов, работающих в области физической культуры, в нем приведено много сведений из практики спорта. В связи с тем, что учебно-методическое пособие предназначено для студентов как младших, так и старших курсов, мы попытались увязать новые для них факты с уже имеющимся «теоретическим багажом» студентов, который они получили при изучении таких дисциплин, как: «Анатомия», «Биохимия», «Физиология», «Математика», «Физика» а также «Теория и практика физической культуры». В этом аспекте учебно-методическое пособие «Биомеханика мышц» может рассматриваться как междисциплинарное.

Авторы стремились изложить материал предельно просто и доступно. В связи с этим, пособие содержит большое количество иллюстраций, а в конце пособия помещен глоссарий. Отзывы об учебно-методическом пособии просим отправлять по адресу:

[email protected] (кафедра биомеханики СПбГУФК им. П.Ф.Лесгафта).

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ РЕЦЕПТОРНОГО АПППАРАТА МЫШЦ И СУСТАВОВ

2.1. Рецепторы опорно-двигательного аппарата человека

При изучении анатомии и физиологии (А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб, 2001) вы изучали двигательную сенсорную систему. Одним из отделов этой системы являются проприорецепторы, расположенные в мышцах, сухожилиях и суставных сумках. В мышцах расположены мышечные веретена, в сухожилиях – сухожильные органы Гольджи. В суставных сумках расположены рецепторы суставов.

2.1.1. Мышечные веретена

Еще в XIX веке В. Кюне обнаружил в скелетных мышцах структуры, напоминающие веретено. Затем, в начале XX века Нобелевский лауреат Чарльз Скотт Шеррингтон показал, что эти структуры служат чувствительными рецепторами. Мышечные веретена рассеяны по всем скелетным мышцам. Концы их обычно прикрепляются к мышечным волокнам параллельно. Каждое веретено покрыто капсулой, которая расширятся в центре и образует ядерную сумку. Внутри веретена содержатся интрафузальные мышечные волокна. Эти волокна в 2-3 раза тоньше обычных (экстрафузальных) волокон скелетных мышц.

Интрафузальные волокна подразделяются на два типа:

  1. Длинные и толстые (диаметр 20-25 мкм), которые информируют ЦНС о динамическом компоненте движенияскорости изменения длины мышцы. Таких волокон в мышечном веретене не более двух.
  2. Короткие и тонкие (диаметр 10–12 мкм), которые информируют ЦНС о статическом компоненте движения – текущей длине мышцы. Таких волокон в мышечном веретене от 2 до 12.

2.1.2. Рецепторы Гольджи

Нервно-сухожильные веретена (рецепторы Гольджи) открыл в 1903 году Камилло Гольджи. Впоследствии за эти исследования ему была присуждена Нобелевская премия. Рецепторы Гольджи располагаются в месте перехода мышечных волокон в сухожилия. Их длина составляет 0,5-1,0 мм, а диаметр – 0,1- 0,2 мм. Отдельный нервный аксон несет афферентные импульсы в спинной мозг и называется аксоном Ib. Он начинается в виде веточек, проходящих между коллагеновыми волокнами сухожилия (рис. 2.1а). Когда мышечные волокна сокращаются, коллагеновые волокна натягиваются и сжимают нервные веточки, которые начинают импульсировать (рис. 2.1б). Таким образом, в результате последовательного крепления сухожильных органов к мышечным волокнам они возбуждаются при укорочении возбужденной мышцы. Сухожильные рецепторы возбуждаются в 1,5 – 8 раз более эффективно при мышечном сокращении, нежели при пассивном растяжении.

Рис. 2.1. Строение сухожильного органа Гольджи (А.Дж. Мак-Комас, 2001)

2.1.3. Рецепторы суставов

Суставные рецепторы подразделяются на несколько типов в зависимости от их реакции на амплитуду, скорость и направление движения в суставе.

Тельца Руффини находятся в капсуле сустава и воспринимают направление и скорость изменения межзвенного угла. Частота их импульсации возрастает с увеличением скорости изменения суставного угла.

Тельца Паччини посылают в ЦНС информацию о положении отдельных частей тела в пространстве и относительно друг друга. Эти рецепторы посылают в ЦНС информацию о значениях межзвенных углов, то есть о положении сустава. Их импульсация продолжается в течение всего периода сохранения межзвенного угла, и она тем больше, чем больше изменения угла.

2.2. Зависимость частоты импульсации рецепторов от длины, скорости и напряжения мышцы

2.2.1. Зависимость «длина мышцы – частота импульсации веретенных афферентов»

Реакция мышечных веретен на активное или пассивное укорочение мышцы была предсказана в 1928 году Дж. Фултоном и Дж. Писуньери на основе анатомического анализа. Поскольку веретена располагаются параллельно мышечным волокнам, частота разрядов веретенных афферентов при любом укорочении мышцы должна снижаться. В последующем это предположение полностью подтвердилось. Исследования свойств изолированных мышечных веретен, проведенные лауреатом Нобелевской премии Бернардом Катцем (B. Katz, 1950) продемонстрировали, что их растяжение приводит к деполяризации окончаний афферентных волокон. Величина деполяризации при растяжении увеличивается. При этом зависимость частоты импульсации веретенных афферентов от растяжения мышцы близка к линейной. Эту зависимость принято называть статическим ответом веретенного афферента на пассивное растяжение мышцы.

2.2.2. Зависимость «скорость растяжения мышцы – частота импульсации веретенных афферентов»

Исследования свойств мышечных веретен свидетельствуют о том, что активность первичных окончаний чувствительного нерва зависит не только от длины, но и от скорости растяжения мышцы. Способность менять частоту своей импульсации в зависимости от скорости удлинения мышцы была названа динамической чувствительностью веретенных афферентов. Зависимость между скоростью растяжения мышц и частотой импульсации первичного афферента также близка к линейной.

Преобладание статического или динамического ответов у веретенных афферентов зависит от соотношения скорости растяжения и длины мышц. При малых скоростях растяжения (менее 5 мм/с) мгновенная частота импульсации первичных веретенных афферентов отражает в основном мгновенную длину мышцы. При скоростях растяжения выше 5 мм/с импульсация первичных веретенных афферентов определяется в основном скоростью растяжения мышцы. Частота импульсации вторичных афферентов зависит в основном от степени удлинения мышцы.

2.2.3. Зависимость частоты импульсации рецепторов Гольджи от степени напряжения мышцы

Исследования, проведенные на свободно перемещающихся животных в условиях стационарного режима локомоции, показали, что кривая, отражающая изменение частоты импульсации рецепторов Гольджи во времени полностью соответствует огибающей электромиограммы (рис. 2.2). При этом частота импульсации не превышает 200 имп/с.

Рис. 2.2. Зависимость частоты импульсации рецепторов Гольджи от степени напряжения мышцы при локомоции свободно перемещающейся кошки

Таким образом, рецепторы мышц адекватно реагируют на изменение длины и скорости растяжения мышцы. Связь между этими характеристиками и частотой импульсации афферентов мышечных веретен близка к линейной. Рецепторы Гольджи адекватно отражают развитие напряжения мышцы. Рецепторы суставов реагируют на положение и угловую скорость звеньев опорно-двигательного аппарата.

2.3. Способы оценки афферентного притока, поступающего от рецепторов мышц

С начала XX века и до настоящего времени накоплен богатый материал о свойствах мышечных рецепторов. В основном эти данные были получены на наркотизированных или другим способом обездвиженных животных. Затем исследования были продолжены на децеребрированных животных. Последующие эксперименты, проведенные с помощью вживленных электродов и телеметрической передачи сигналов, убедительно доказали, что у свободно перемещающегося животного разряды первичных афферентов проявляют высокую активность в фазе пассивного растяжения и очень низкую – в фазе активного укорочения.

Одновременно с проведением экспериментов на животных импульсация рецепторов мышц стала изучаться на человеке. С этой целью была разработана методика микронейрографии, суть которой заключается в регистрации афферентной активности мышц посредством тонкого игольчатого электрода, введенного в нерв. Это позволило регистрировать потенциалы действия в нерве у человека при выполнении изометрических напряжений и даже произвольных движений. Было отмечено, что непрерывная афферентная активность возникала при пассивном растяжении мышцы. При быстром движении афферентная активность уменьшалась на время укорочения мышцы. Следует, однако, отметить, что использование этой методики невозможно при исследовании быстрых, мощных высокоамплитудных движений, какими являются движения спортсменов. В настоящее время разработана методика оценки афферентной активности мышц посредством регистрации ВПСМ (вызванных потенциалов спинного мозга). Однако ее особенности также не позволяют использовать этот способ для регистрации афферентного притока при спортивных движениях. Это связано с тем, что помехи, возникающие со стороны других органов тела (сердца, мышц спины), на несколько порядков выше, чем проявляемый сигнал.

Наряду с разработкой методик, позволяющих напрямую регистрировать разряды рецепторов мышц, существуют исследования, моделирующие работу рецепторного аппарата мышц. W.Z. Rymer, J.С. Houk, P.E. Crago (1977) предложили формулу для описания зависимости частоты разрядов мышечных афферентов от степени удлинения и скорости сокращения мышц. В модели, предложенной S.S. Schafer и S. Schafer, (1969) частота разрядов мышечных афферентов зависит не только от удлинения и скорости сокращения мышцы, но и от ускорения.

Методика, позволяющая косвенно судить о функционировании рецепторного аппарата мышц и суставов при выполнении спортивных движений, разработана А.В. Самсоновой (1997). При выполнении двигательных действий можно зарегистрировать изменение межзвенных углов и электрическую активность мышц. Предлагаемая методика дает возможность в каждый момент времени иметь информацию об изменении длины мышцы и скорости ее сокращения. Кроме того, методика позволяет рассчитать значения межзвенных углов и угловое ускорение.

Выше указывалось, что мышечные веретена информируют ЦНС о длине и скорости сокращения мышц. График, у которого по оси абсцисс будет отложено значение «текущей» длины мышцы, а по оси ординат – скорости сокращения мышцы (фазовая траектория), будет нести информацию о функционировании мышечных веретен. Так, например, во время барьерного бега фазовая траектория длинной головки двуглавой м. бедра имеет следующий вид (рис. 2.3). Следует учесть, что эта мышца – двусуставная, то есть она обеспечивает движения в тазобедренном и коленном суставах.

Рис. 2.3. Фазовая траектория двуглавой м. бедра при преодолении барьера спортсменкой высокой квалификации

Электрическая активность мышц будет информировать, в какую фазу движения функционируют рецепторы Гольджи. Выше указывалось, что суставные рецепторы несут в ЦНС информацию о значениях межзвенных углов и скорости их изменения (угловой скорости). Следовательно, график, у которого по оси абсцисс будет отложены значения межзвенного угла, а по оси ординат – угловой скорости (фазовая траектория), будет нести информацию о функционировании суставных рецепторов. На рис. 2.4 представлена фазовая траектория «угол – угловая скорость» для тазобедренного и коленного суставов маховой ноги спортсменки высокого класса в барьерном беге.

Рис. 2.4. Фазовые траектории «угол-угловая скорость» при преодолении барьера

2.4. Уровни построения движений и рецепторы опорно-двигательного аппарата

В br /1947 году была опубликована книга русского ученого Н.А. Бернштейна «О построении движений». В этой книге он изложил оригинальную теорию управления двигательными действиями. В основе этой теории лежало понятие уровней построения движений. Он писал: «Каждая двигательная задача находит себе в зависимости от своего содержания и смысловой структуры тот или иной уровень. Иначе говоря, тот или иной сензорный синтез, который наиболее адекватен по качеству и составу образующих его афферентаций и по принципу их синтетического объединения требующемуся решению этой задачи. Этот уровень и определяется как ведущий уровень для данног о движения» (Н.А.Бернштейн, 1991, С.41). По концепции Н.А. Бернштейна ни одно движение не обслуживается только одним уровнем, но осознается только ведущий уровень. По классификации Н.А.Бернштейна, при управлении движениями может быть задействовано пять уровней. Зависимость между скоростью растяжения мышц и частотой импульсации первичного афферента также близка к линейной.

Афферентация уровня А основана на импульсации мышечных веретен (длина и скорость сокращения мышцы) и рецепторов Гольджи (уровень возбуждения мышцы при ее укорочении). Эта информация очень слабо осознается ЦНС, то есть, по гипотезе Н.А.Бернштейна, этот уровень почти никогда не бывает ведущим.

Афферентация уровня В опирается на информацию, поступающую от суставных рецепторов. Это уровень выступает как ведущий в ряде физических упражнений, таких как наклоны тела вперед и назад, а также циклические движения. Сигналы от суставных рецепторов хорошо осознаются.

allasamsonova.ru

Смотрите еще:

  • Разбивка приказов В связи с вступлением в силу Приказа ФНС России от 22.11.2016 N ММВ-7-11/[email protected] внесены изменения в коды доходов и вычетов для НДФЛ (строка 2000 дополнилась строками 2002 и 2003). В филиале организации учет и выплата премий и вознаграждений велись по коду 2000 вместе с учетом и выплатой заработной платы. В […]
  • Постановление пленума верховного суда 15 от 2001 Постановление Пленума Верховного Суда РФ от 12 ноября 2001 г. N 15 и Пленума Высшего Арбитражного Суда РФ от 15 ноября 2001 г. N 18 "О некоторых вопросах, связанных с применением норм Гражданского кодекса Российской Федерации об исковой давности" (не применяется) Постановление Пленума Верховного Суда РФ от […]
  • Виды наказания ст 44 ук рф Виды наказания ст 44 ук рф 1. В УК по-новому выглядит сама система наказаний, выстроенная по принципу от менее строгого к более строгому наказанию. Это положение соответствует общим началам назначения наказания, заложенным в ст. 60 УК, в соответствии с которыми более строгий вид наказания назначается только […]
  • Печать о гражданстве на свидетельстве о рождении ребенка Нужен ли штамп о гражданстве на свидетельстве о рождении для получения первого паспорта? Нужен ли штамп о гражданстве на свидетельство о рождении Р.Ф. 2003 г, для получения паспорта? Родился в России, мать и отец граждане России и родились тоже в России и проживают тоже в России. Первое получение паспорта […]
  • Статья 7 рф о защите прав потребителей Право потребителя на безопасность товара (работы, услуги) Статья 7. Право потребителя на безопасность товара (работы, услуги) См. Энциклопедии и другие комментарии к статье 7 настоящего Закона Федеральным законом от 17 декабря 1999 г. N 212-ФЗ в пункт 1 внесены изменения 3. Если для безопасного […]
  • 19 приказ мчс россии Приказ МЧС РФ от 19 января 2004 г. N 19 "Об утверждении Перечня уполномоченных работников, проходящих переподготовку или повышение квалификации в учебных заведениях Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, учреждениях […]
  • Нотариус на проспекте маршала жукова Нотариус на проспекте маршала жукова Нотариус нотариального округа Санкт-Петербург Колпаков Владимир Вениаминович осуществляет нотариальную деятельность с 2003 года (лицензия на право осуществления нотариальной деятельности № 370 от 18.09.98 года). В своей деятельности Колпаков В.В. руководствуется […]
  • Приказ о стойкой нетрудоспособности Официальный сайт Владимира Сахненко Главные записи **Главная страница Пятница, июля 15, 2011 Здравствуйте! Я не буду представляться , ибо название сайта говорит само за себя.Родился в 1986 году, в Саратове. Закончил 9 классов средней школы номер 60 в посёлке Солнечном. Десятый и одиннадцатый класс прошёл […]

Комментарии запрещены.