VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Проблема физического состояния человека в условиях Севера достаточно важна и актуальна, поскольку, зная специфику развития мышц человека здесь, можно более эффективным или щадящим режимом урегулировать уровень физического здоровья в нашем регионе. Эта информация была бы полезна спортсменам для формирования программ тренировок, для развития мышц. Данная специфика необязательно усложняет процесс развития мышц, возможно, она его стимулирует, и за счёт этого можно сформировать эффективную программу. Изучение поставленной проблемы позволит ответить на вопрос: «Как повысить общий уровень здоровья людей в Заполярье?».

Многим, кто занимается спортом, будет доступно уберечь себя от общего переутомления, которое всем спортсменам хорошо знакомо, ведь любое развитие мышц направленно на их разрушение и последующее восстановление. Это требует затрат времени и энергии. Вполне возможно, что в условиях Заполярья эти процессы протекают гораздо сложнее, а возможно, что они протекают не совсем так, как обычно. Принято считать, что северные условия оказывают на человека неблагоприятное влияние. Однако, сама проблема изменения мышечной системы в условиях Заполярья изучена недостаточно.

Объект исследования: процесс формирования мышечной ткани.

Предмет исследования: влияние физических нагрузок на формирование мышечной ткани в условиях Заполярья.

Рассмотрим строение мышц, мышечной ткани и основные виды нагрузки. Мышечная ткань принимает участие во всех движениях, совершаемых человеком. Она способствуют продвижению крови по сосудам, пищи - по пищеварительному тракту, продуктов обмена - по мочевыводящим путям, секрета желез - по протокам и т.д.

В мышечной ткани имеются сократительные (миофибриллы), трофические (ядро и цитоплазма со всеми органоидами) и опорные элементы клетки (оболочка). Различают два вида мышечной ткани: гладкую и поперечнополосатую.В последней, в свою очередь, выделяют скелетную и сердечную мышечную ткань.Гладкая мышечная ткань участвует в образовании стенок сосудов, внутренних органов радужной оболочки глаза. Поперечнополосатые мышцы - активная часть опорно-двигательного аппарата [10].

В различных видах спорта нагрузка на мышцы различна как по интенсивности, так и по объему, в ней могут преобладать статистические или динамические режимы деятельности. Они связаны с медленными или быстрыми движениями. В связи с этим и изменения, происходящие в мышцах, будут неодинаковы.

Как известно, спортивная тренировка увеличивает силу мышц, эластичность, характер проявления силы и другие их функциональные качества. Вместе с тем иногда, несмотря на регулярные тренировочные занятия, сила мышц начинает снижаться и спортсмен не может даже повторить свой прежний результат. В связи с этим представляется важным знание о том, какие изменения происходят в мышцах под влиянием физической нагрузки, какой двигательный режим рекомендовать спортсмену; должен ли спортсмен иметь полный покой (адинамию), перерыв в тренировочном процессе, или минимальный объем движений (гиподинамию), или, наконец, проводить тренировки с постепенным уменьшением нагрузки [7].

Изменения в строении мышц у спортсменов можно определить методом биопсии (взятия особым способом кусочков мышц) в процессе тренировки.

Нагрузки преимущественно статистического характера ведут к значительному увеличению объема и веса мышц: увеличивается поверхность их прикрепления к костям, укорачивается мышечная часть и удлиняется сухожильная; происходит перестройка в расположении мышечных волокон в сторону перистого строения. Количество плотной соединительной ткани в мышцах между мышечными пунктами увеличивается, что создает дополнительную опору. Кроме того, соединительная ткань по своим физическим качествам значительно противостоит растягиванию, уменьшая мышечное напряжение. При этом усиливается трофический аппарат мышечного волокна: ядра, саркоплазма, митохондрии. Миофибриллы (сократительный аппарат) в мышечном волокне располагаются рыхло, длительное сокращение мышечных пучков затрудняет внутриорганное кровообращение, усиленно развивается капиллярная сеть, она становится узкопетлистой, с неодинаковым просветом [6].

При нагрузках преимущественно динамического характера вес и объем мышц также увеличиваются, но в меньшей степени. Происходит удлинение мышечной части и укорочение сухожильной: мышечные волокна располагаются более параллельно, по типу веретенообразных. Количество миофибрилл увеличивается, а саркоплазмы становится меньше.

Чередование сокращений и расслаблений мышцы не нарушает кровообращения в ней, количество капилляров увеличивается, ход их остается более прямолинейным. Количество нервных волокон в мышцах, выполняющих преимущественно динамическую функцию, в 4-5 раз больше, чем в мышцах, выполняющих преимущественно статистическую функцию. Синаптические бляшки вытягиваются вдоль волокна, контакт их с мышцей увеличивается, что обеспечивает лучшее поступление нервных импульсов в мышцу.

При пониженной нагрузке мышцы становятся дряблыми, уменьшаются в объеме, капилляры их суживаются, в результате чего мышечные волокна истощаются, двигательные бляшки становятся меньших размеров. Длительная гиподинамия приводит к значительному снижению силы мышц [9].

При умеренных нагрузках мышцы увеличиваются в объеме, в них улучшается кровоснабжение, открываются резервные капилляры. По наблюдениям П. З. Гудзя, под влиянием систематической тренировки происходит рабочая гипертрофия мышц, которая является результатом утолщения мышечных волокон (гипертрофии), а также увеличения их количества (гиперплазии). Утолщение мышечных волокон сопровождается увеличением в них ядер, миофибрилл. Увеличение числа мышечных волокон происходит тремя путями: посредством расщепления гипертрофированных волокон на два-три и более тонких, вырастания новых мышечных волокон из мышечных почек, а также формирования мышечных волокон из клеток сателлитов, которые превращаются в миобласты, а затем в мышечные трубочки. Расщеплению мышечных волокон предшествует перестройка их моторной иннервации, в результате чего на гипертрофированных волокнах формируются одно-два дополнительных моторных нервных окончания. Благодаря этому после расщепления каждое новое мышечное волокно имеет собственную мышечную иннервацию. Кровоснабжение новых волокон осуществляется новообразующимися капиллярами, которые проникают в щели продольного деления. При явлениях хронического переутомления одновременно с возникновением новых мышечных волокон происходит распад и гибель уже имеющихся. Важное практическое значение при перетренированности имеет двигательный режим. Установлено, что гиподинамия действует отрицательно на мышцы. При постепенном же уменьшении нагрузок нежелательных явлений в мышцах не возникает. Широкое применение метода динамометрии позволило установить силу отдельных групп мышц у спортсменов и составить как бы топографическую карту. В таблице 1 приведены некоторые данные о силе различных групп мышц у спортсменов. Из таблицы видно, насколько значительно различные нагрузки влияют на развитие определенных групп мышц.

Таблица 1

Показатели силы некоторых мышц (в кг) у спортсменов

Название мышц	хоккеисты	гандболисты	лыжники	велосипедисты
Разгибатели верхних конечностей	73	69	60	57
Разгибатели голени	71	77	64	63
Разгибатели бедра	177	139	141	142
Сгибатели стопы	187	146	-	176
Разгибатели туловища	177	184	-	149

Эти особенности связаны с неодинаковым биохимическими условиями в работе двигательного аппарата и требованиями, предъявляемыми к нему в различных видах спорта. При тренировке начинающих спортсменов необходимо обращать особое внимание на развитие силы «ведущих» групп мышц [10].

Общим результатом занятий физическими упражнениями, особенно с включением статических видов, является замедление пульса. Увеличение времени диастолы (то есть фактически времени отдыха сердечной мышцы), безусловно, положительный фактор для работы сердца.

Таким образом, сочетание динамических и статических форм физических упражнений наиболее соответствует природе опорно-двигательного аппарата человека и является наилучшим методом физической тренировки для выработки силы, выносливости и координации движений.

Следующая ступень - это непосредственно экстремальность северных условий. Особенность влияния климата Севера на организм человека в основном определяется необычайно длительной и суровой зимой, коротким холодным летом, выраженной неустойчивостью и изменчивостью погоды, резким нарушением обычной для умеренного климата фотопериодичности (с чем неизбежно связано явление «светового голодания» во время полярной ночи и «светового излишества» во время полярного дня), повышенной геомагнитной активностью, пустынностью и однообразием ландшафта, бедностью флоры и фауны [3].

Ведущим в комплексе климатических элементов Севера является радиационный режим, который имеет отрицательный либо незначительно положительный баланс в течение года, низкие температуры при высокой относительной влажности воздуха во все время года, она составляет 65-95%.

Важное значение в формировании погоды в высоких широтах имеет охлаждение огромных масс воздуха в арктической области, которые при циркуляции соприкасаются с нагретым воздухом субтропических и экваториальных районов, образуя различные фронты. Движение вихревых течений циклонов и антициклонов из Арктики сопровождается резкими и частыми колебаниями атмосферного давления, перепадами температуры и влажности. Установлено, что для человека особенно неблагоприятны области низкого давления циклогенетического характера и области высокого давления с возмущениями атмосферы.

Специфические изменения фотопериодики в высоких широтах заключаются в том, что в течение двух периодов года Солнце либо постоянно находится над горизонтом (полярное лето), либо постоянно скрыто за горизонтом (полярная зима). По мере приближения к полюсам продолжительность непрерывного дня и непрерывной ночи увеличивается. Полярный день за счет атмосферной рефракции на 14-15 дней продолжительнее полярной ночи.

Это своеобразие лета и зимы в высоких широтах определяет значительное снижение притока физиологически активной радиации за вегетационный период. Продолжительность периода ультрафиолетового голодания на Севере, наиболее выраженного осенью и зимой, в зависимости от широты и погоды составляет не менее 5-6 месяцев [3].

Изменения интенсивности как первичного, так и вторичного излучения Солнца изменяют характер циркуляции воздушных масс в тропосфере, обусловливают перераспределение энергии и могут приводить к изменению атмосферы в целом, что вызывает изменения погоды и ряда физико-химических параметров у растительных и животных организмов. Особого внимания в этом аспекте заслуживает гипотеза В. П. Казначеева о «синдроме полярного напряжения», в основе которого лежат биофизические закономерности взаимодействия организма и среды и своеобразные механизмы биоэнергетики. На уровне целостного организма этот синдром проявляется перестройкой нейроэндокринной регуляции, многообразными изменениями функций, которые развиваются фазово и по своей биологической значимости варьируют от приспособительных до патологических [4].

Также не стоит забывать и о дефиците различных веществ в организме человека в связи с экстремальностью условий. Для понимания этой специфики, нужно обратиться к процессу адаптации.

Адаптация - одно из фундаментальных свойств живой материи. Оно присуще всем известным формам жизни и настолько всеобъемлюще, что нередко отождествляется с самим понятием жизни. Адаптацией называют все виды врожденной и приобретенной приспособительной деятельности организмов с процессами на клеточном, органном, системном и организменных уровнях; адаптация поддерживает постоянство гомеостаза [2].

Мерой соответствия адаптации организма к измененным условиям среды является оценка степени приспособления к ним его жизнедеятельности. Адаптация человека к неадекватным условиям среды обеспечивает ему воспроизведение здорового потомства, нормальный темп старения организма, максимальную продолжительность жизни, характерную для популяции, к которой относится индивидуум, высокую работоспособность.

Процесс адаптации обеспечивают компенсаторные механизмы - адаптивные реакции, направленные на устранение или ослабление функциональных сдвигов в организме, вызванных неадекватными факторами среды. Это динамические, быстро возникающие физиологические средства аварийного обеспечения организма. Они мобилизуются, как только организм попадает в неадекватные условия, и постепенно затухают по мере развития адаптационного процесса. Компенсаторные механизмы служат основной частью резервных сил организма. Обладая высокой эффективностью, они могут поддерживать относительно стабильный гомеостаз достаточно долго для развития устойчивых форм адаптационного процесса, приспособления строения и функций организма, его органов и систем к изменениям окружающей среды.

Имеются разнообразные классификации адаптаций, в зависимости от того, какие критерии положены в их основу. Выделяют биологическую, физиологическую, биохимическую, психологическую, социальную и прочие виды адаптаций.

Для экологии наибольшей интерес представляет физиологическая адаптация. Под ней понимают устойчивый уровень активности физиологических систем, органов и тканей, а также механизмов управления, которые обеспечивают возможность длительной активной жизнедеятельности организма человека в измененных условиях существования, а также способность к воспроизведению [2].

Активная адаптация – активное избирательное отношение вида к среде (высокая интенсивность роста, развития, размножения; повышение уровня обмена; локализация жизненного цикла). Она свойственна субарктическим популяциям млекопитающих и человека. Пассивная адаптация – замедление развития и энергетических процессов. Она свойственна высокогорным популяциям млекопитающих и человека (в условиях, близким к субарктическим) [1].

Акклиматизация - однотипные индивидуальные реакции, являющиеся первой и непосредственной приспособительной реакцией на изменяющиеся условия среды [5].

Адаптация оказывает влияние на общий облик человека. Выделяют несколько адаптивных типов человека.

Адаптивный тип - норма биологической реакции на комплекс условий окружающей среды, обеспечивающие состояние равновесия с этой средой и отражающийся в определенных морфофункциональных особенностях популяций, не зависящий от расовой и этнической принадлежности, конвергентно возникающий в одинаковых геоклиматических условиях у групп разного происхождения; совокупность людей с такими особенностями [2].

Для более яркого сравнения и контрастности я рассмотрю всего два типа:

- арктический адаптивный тип характеризуется усилением газообмена, высоким содержанием холестерина и иммунных белков в сыворотке крови, усиленной минерализацией скелета. Он представлен данными по описанию саамов, лесных ненцев, чукчей и эскимосов.

- континентальный адаптивный тип охарактеризован на основе описания морфофизиологических особенностей бурят. Отличается понижением удельного веса обезжиренной массы тела, значительным жироотложением, слабой минерализацией скелета, усилением белковых фракций сыворотки крови. Своеобразным признаком этого типа с морфофизиологической точки зрения является относительная коротконогость. В целом весь комплекс представляет собой сумму адаптаций к континентальному климату [2].

В заключении можно сказать о том, что на формирование мышц влияют большое количество факторов. Прежде всего, это специфика формирования самой мышечной ткани, и процессы, сопровождающие её формирование. Также большое влияние оказывают климатические факторы и процессы адаптации, факторы адаптивного типа. Другими словами, проблема формирования мышц человека в условиях Севера носит комплексный характер, и её нужно рассматривать, учитывая влияние всех факторов вместе, а не по отдельности. Эта проблема заслуживает подробного изучения, и носит более глобальный характер, чем может показаться на первый взгляд. Поняв специфику, можно будет не только улучшить уровень физического развития населения севера, но и сформировать более продуктивные и щадящие графики работы и учёбы, которые будут более удобными и продуктивными.

Список использованной литературы

1. Алексеева, Т. И. Адаптация человека в различных экологических нишах Земли [Текст] / Т.И. Алексеева. – М. : МНЭПУ, 1998. – 323 с.

2. Гора, Е. П. Экология человека [Текст] / Е. П. Гора. – М. : Дрофа, 2007. – 544 с.

3. Голубчиков, С. Н. Российский Север на переломе эпох [Текст] / С. Н. Голубчиков, С. В. Ерохин. – М. : Пасьва, 2003. – 240 с.

4. Тихоморов, И. И. Очерки по физиологии человека в экстремальных условиях [Текст] / И.И. Тихомиров. – М. : Медицина, 1965. – 192 с.

5. Данишевский, Г. М. Акклиматизация человека на Севере [Текст] / Г. М. Данишевский. – М.: Медгиз, 1955. – 358 с.

6. Шамаев, Н. К. Особенности методики физического воспитания в условиях севера [Текст] / Н. К. Шамаев. – Якутск : Изд-во Якутского госуниверситета, 1996. – 113 с.

7. Уфлянд, Ю. М. Физиология двигательного аппарата человека [Текст] / Ю. М. Уфлянд. – М.: Медицина, 1965. – 363 с.

8. Агаджанян, Н. А. Человек в условиях севера [Текст] / Н. А. Агаджанян, П. Г. Петрова. – М.: КРУК, 1996. – 206 с.

9. Бальк, А. Гимнастика для вашего здоровья: энциклопедия здоровья [Текст] / А. Бальк. – М.: Кристина и К, 1996. – 280 с.

10. Бернштеин, Н. А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности [Текст] / Н. А. Бернштеин. – М.: Медицина, 1966. – 349 с.

 

 

 

Код для цитирования: Скопировать