Медицинские основы физической культуры и спорта

Отличительная особенность суставов состоит в подвижности костей по отношению друг к другу, что обеспечивает работу мышц (рис. 3). Действуя с большой силой, мышцы способны сообщать суставам значительные ускорения, а с ними и скорость. Поэтому упражнения содействуют и совершенствованию суставного аппарата.

Рис. 3. Пара антагонистов, расположенных по сторонам от поперечной оси одноосного сустава

Излишняя подвижность травмирует окружающие ткани (включая и мышцы), а укрепление мышц, окружающих суставы, с помощью правильно подобранных упражнений приводит их функциональное состояние к норме. Наибольшая подвижность осуществляется в следующих крупных суставах: височно-нижнечелюстном и коленном (рис. 4) (блоковидно-шаровидная форма), грудиноключичном (седловидная), акромиально-ключичном, запястно-пястном и головках ребер (плоская), плечевом, пястно-фаланговом, межфаланговом и тазобедренном (шаровидная) (рис. 5), локтевом и голеностопном (блоковидная), лучелоктевом дистальном (цилиндрическая), лучезапястном и атлантозатылочном (эллипсовидная).

Рис. 4. Пара сил, производящих разгибание в коленном суставе

Рис. 5. Тазобедренный сустав (вид спереди):

1 -- крестцово-остистая связка; 2 -- крестцово-бугорная связка; 3 -- за- пирательная мембрана; 4 -- лобково-бедренная связка; 5 -- вертлужная губа; 6 -- подвздошно-бедрениая связка.

Межпозвоночные диски служат своеобразным амортизатором нагрузок и ударов. Они несколько уплотняются во время тренировок с тяжестями, а после прекращения давления восстанавливают свою форму. Следует учитывать, что постоянные тренировки с тяжестями без включения в конце занятий специальных упражнений (акробатические, висы) могут привести к неблагоприятным последствиям, в частности к нарушению подвижности в различных отделах позвоночника.

Мышцы тела человека имеют самый разный вид и предназначение. К наиболее характерным из них, расположенным спереди, относятся: мышцы лица; подкожная мышца шеи (рис. 6); грудино- ключично-сосцевидная мышца; дельтовидная мышца; большая грудная мышца; межреберные мышцы; двуглавая мышца плеча; прямая мышца живота; поперечная мышца живота (рис. 7); лучевой сгибатель кисти; поверхностный сгибатель пальцев; четырехглавая мышца бедра; длинная приводящая мышца бедра; прямая мышца бедра; портняжная мышца; наружная и внутренняя широкая мышцы бедра; мышцы, разгибающие пальцы; икроножная мышца (рис. 8 и 9).

30 31 32 33

16 15 14

Рис. 6. Мышцы шеи:

1,3 -- двубрюшная; 2 -- челюстно-подъязычная; 4 -- тело подъязычной кости; 5 -- щитоподъязычная; 6 -- щитовидный хрящ; 7 -- лопаточно- подъязычная; 8 -- грудино-подъязычная; 9 -- перстнещитовидная; 10 -- щитовидная железа; 11--13 -- грудино-ключично-сосцевидная; 14 -- ключица; 15 -- большая грудная; 16 -- дельтовидная; 17 -- трапециевидная; 18 -- передняя лестничная; 19 -- средняя лестничная; 20 -- лопаточно- подъязычная; 21 -- задняя лестничная; 22 -- поднимающая лопату; 23 -- мышечная оболочка глотки; 24 -- ременная мышца головы; 25 -- полуостистая; 26 -- выйная фасция; 27 -- длинная мышца головы; 28 -- надчереп- ная; 29 -- задняя ушная; 30 -- двубрюшная; 31 -- шиловидный отросток; 32 -- шилоподъязычная; 33 -- подъязычно-язычная

К мышцам тела человека, расположенным спереди, показаны на рис. 10, а к мышцам, расположенным сзади, относятся: затылочная мышца; трапециевидная мышца; подостная мышца; дельтовидная мышца; малая и большая круглые мышцы; широкая мышца спины; передняя зубчатая мышца; трехглавая мышца плеча; разгибатель пальцев общий; большая ягодичная мышца; средняя ягодичная мышца; квадратная мышца бедра; двуглавая мышца бедра; полусухожильная мышца; полуперепончатая мышца; икроножная мышца; длинный сгибатель большого пальца; длинные сгибатели пальцев (рис. 11).

Мышцы представляют собой уникальный двигатель с очень высоким коэффициентом полезного действия и являются активной частью опорно-двигательного аппарата. У некоторых спортсменов мышцы составляют свыше 45% массы тела. Название скелетных мыши связано с их формой: ромбовидные, дельтовидные, квадратные.

Ь 5

Рис. 7. Мышцы живота:

1 -- сухожильная перемычка прямой м. живота; 2 -- прямая м. живота; 3 -- пупок; 4 -- внутренняя косая м. живота; 5 -- пирамидальная; 6,15 -- передняя пластика влагалища прямой м. живота; 7 -- бедренная верхняя; 8 -- задняя стенка пахового канала; 9 -- портняжная; 10 -- семенной канатик; 11 -- паховая связка; 12 -- широкая фасция; 13 -- верхняя подвздошная кость; 14 -- поперечная фасция; 16 -- дугообразная линия; 17 -- апоневроз поперечной м. живота; 18 -- место деления апоневроза внутренней косой м. живота на передний и задний листки; 19 -- поперечная м. живота; 20 -- задняя пластика влагалища прямой м. живота; 21 -- наружные межреберные; 22 -- внутренние межреберные; 23 -- передняя зубчатая; 24 -- прямая мышца живота

Различают два вида мышечной ткани -- поперечно-полосатую и гладкую. Основные их свойства -- возбудимость, сократимость и проводимость. Поперечно -полосатые, или скелетные, мышцы входят в состав скелетной мускулатуры и сердца. Это активные двигатели тела, выполняющие динамическую и статическую работу по перемещению тела в пространстве или частей тела относительно друг друга. Гладкие мышцы входят в состав внутренних органов (желудок, мочевой пузырь).

В динамическом режиме сила мышц может проявляться в уменьшении или увеличении их длины. При этом мышца выполняет преодолевающую или уступающую работу. Так, постепенно сокращаясь, мышца укорачивается, напряжение в ней возрастает; она как бы преодолевает тяжесть той части тела, к которой прикрепляется. При статической работе тонус мышц меняется, однако длина их не меняется.

1 2

Рис. Мышцы нижней конечности (вид спереди):

1 -- подвздошная; 2 -- большая поясничная; 3 -- малая поясничная; 4 -- паховая связка; 5 -- гребенчатая; 6 -- длинная приводящая; 7 -- тонкая; 8 -- большая приводящая; 9 -- портняжная; 10 -- медиальная широкая м. бедра; 11 -- икроножная; 12 -- камбалавидная; 13 -- верхний удерживатель сухожилий-разгибателей; 14 -- нижний удерживатель сухожилий-разгибателей; 15 -- длинный разгибатель большого пальца стопы; 16 -- короткий разгибатель большого пальца; 17 -- длинный разгибатель пальцев; 18 -- третья малоберцовая; 19 -- короткий разгибатель пальцев; 20 -- передняя больше- берцовая; 21 -- короткая малоберцовая; 22 -- длинная малоберцовая; 23 -- связка подколенника; 24 -- надколенник; 25 -- латеральная широкая м. бедра; 26 -- прямая м. бедра; 27 -- напрягатель широкой фасции

Сила мышц зависит от места их прикрепления, механических условий рычага, характера воздействия нервной системы, кровоснабжения, толщины и количества мышечных волокон. Не все мышцы человека развиты одинаково.

Несмотря на ярко выраженную специализацию мышц, в любом движении участвуют практически все мышцы тела. Одни из них находятся в работе (движении), другие -- в активном или пассивном напряжении.

Мышцы или группа мышц, участвующие в прямо противоположных движениях, условно называют антагонистами. Мышцы, выполняющие общую работу, участвуя в одном и том же движении, являются синергистами.

При проведении занятий по физической подготовке обязательно учитываются индивидуальные особенности обучаемых. Врачебный контроль позволяет правильно планировать физические нагрузки, выявлять отрицательные явления в организме, своевременно предупреждать травмы и другие негативные последствия.

Рис. 9. Мышцы нижней конечности (вид сзади):

1 -- большая ягодичная; 2 -- средняя ягодичная; 3 -- напрягатель широкой фасции; 4 -- подвздошно-большеберцовый тракт; 5 -- двуглавая м. бедра (длинная головка); 6 -- двуглавая м. бедра (короткая головка); 7 -- подошвенная; 8 -- икроножная; 9 -- камбалавидная; 10 -- длинная малоберцовая; 11 -- короткая малоберцовая; 12 -- пяточное (ахиллово) сухожилие; 13 -- отводящая мизинец стопы; 14 -- короткий сгибатель пальцев; 15 -- икроножная (медиальная головка); 16 -- подколенная ямка; 17 -- полусухожильная; 18 -- полуперепончатая; 19 -- тонкая; 20 -- большая приводящая

Рис. 10. Мышцы (общий вид спереди):

1 -- лобное брюшко надчерепной м.; 2 -- круговая м. глаза; 3 -- височная м.; 4 -- жевательная м.; 5 --щечная мышца; 6 -- круговая м. рта; 7 -- м. -- опускатель угла рта; 8 -- трапециевидная м.; 9 -- подключичная ямка, 10 -- дельтовидная м.; 11 -- большая грудная м.; 12 -- трехглавая м. плеча; 13 -- плечевая м.; 14 -- двуглавая м. плеча; 15 -- плечелучевая м.; 16 -- длинный лучевой разгибатель запястья; 17 -- короткий лучевой разгибатель запястья; 18 -- разгибатель пальцев; 19 -- длинная отводящая м. большого пальца кисти; 20 -- короткий разгибатель большого пальца; 21 -- длинный разгибатель большого пальца; 22 -- передняя зубчатая м.; 23 -- наружная косая м. живота; 24 -- прямая м. живота; 25 -- средняя ягодичная м.; 26 -- м. -- напрягатель широкой фасции; 27 -- портняжная м., 28 -- прямая м. бедра; 29 -- латеральная широкая м. бедра; 30 -- икроножная м.; 31 -- камбало- видная м.; 32 -- передняя большеберцовая м.; 33 -- длинный разгибатель большого пальца; 34 -- длинный разгибатель пальцев; 35 -- локтевой сгибатель запястья; 36 -- локтевой разгибатель запястья; 37 -- разгибатель пальцев; 38 -- грудино-ключично-сосцевидная м.; 39 -- большая и малая скуловые м.; 40 -- м., поднимающая верхнюю губу и крыло носа

Рис. 11. Мышцы (общий вид сзади):

1 -- грудно-ключично-сосцевидная м.; 2 -- трапециевидная м.; 3 -- дельтовидная м.; 4 -- малая круглая м.; 5 -- подостная м.; 6 -- большая круглая м.; 7 -- трехглавая м. плеча; 8 -- широчайшая м. спины; 9 -- наружная косая м. живота; 10 -- поясничный треугольник; 11 -- средняя ягодичная м.; 12 -- м. -- напрягатель широкой фасции; 13 -- большая ягодичная м.; 14 -- латеральная широкая м. бедра; 15 -- двуглавая м. бедра; 16 -- полусухожильная м.; 17 -- полуперепончатая м.; 18 -- икроножная м.; 19 -- камбаловидная м.; 20 -- пяточное (ахиллово) сухожилие; 21 -- длинная малоберцовая м.; 22 -- короткий сгибатель пальцев; 23 -- плечелучевая м.; 24 -- лучевой сгибатель запястья; 25 -- длинная ладонная м.; 26 -- локтевой сгибатель запястья

2. Физиологические и биохимические аспекты физической подготовки курсантов и слушателей

Для физической подготовки и спорта особый смысл имеют физиология и биохимия. Слушатели и курсанты должны знать о деятельности сердца, протекающих в организме биохимических процессах, о тканях и органах, под воздействием раздражителей, переходящих в деятельное возбудимое состояние, которое связано и сопровождается электрическими, тепловыми и другими явлениями. Внешним выражением возбуждения в мышце служит ее сокращение, в железе -- выделение сока, в нерве -- возникновение и распространение нервных импульсов, что влияет на изменение интенсивности обмена веществ.

Основная регуляторная деятельность органов и тканей организма осуществляется за счет гуморального и нервно-рефлекторного механизмов. Регуляция гуморальным путем, связанная с жизнедеятельностью организма, происходит в результате изменения химического состава жидкостей, которые омывают те или иные органы и ткани. В этом участвует эндокринная система, т.е. железы внутренней секреции (щитовидная, надпочечные, половые), которые выделяют химические вещества -- гормоны (их несколько десятков), обладающие высокой активностью. Они поступают в кровь и разносятся по всему организму.

Нервная система разделяется на центральную нервную систему, в которую входят спинной и головной мозг, и периферическую нервную систему, состоящую из нервов, отходящих от спинного и головного мозга, и нервных клеток. ЦНС состоит из серого вещества (кора больших полушарий) и белого вещества (отростки нервных клеток, образующие проводящие пути и связывающие различные отделы друг с другом и с периферией организма).

Нервная система построена из нейронов, т.е. нервных клеток со своими отростками (длинные -- аксон и короткие -- дендриты). Отростки нервных клеток вступают с телами нервных клеток в соединения посредством синапсов, что обеспечивает взаимосвязь всех областей ЦНС.

Нервно-рефлекторная регуляция осуществляется за счет ЦНС и обеспечивает проведение импульсов от центра к нейронам (центробежные нервы) и от периферии к центру (центростремительные нервы). В составе центробежных (эфферентных) нервов различают двигательные нервы, обеспечивающие сокращение мышц, и вегетативные (симпатические и парасимпатические). Они осуществляют регуляцию деятельности внутренних органов и изменение химических процессов в мышцах.

Чувствительные (центробежные или афферентные) нервные пути связаны с органами и тканями и начинаются с чувствительных нервных окончаний -- рецепторов, которые возбуждаются при действии раздражителей. Ответная реакция организма на действие раздражителя, протекающая при участии ЦНС, называется рефлексом. Путь, по которому движется возбуждение при осуществлении рефлекса, представляет собой рефлекторную дугу. Рефлексы разделяются на безусловные (врожденные) и условные (приобретенные организмом в течение жизни в результате индивидуального опыта).

Курсантам и слушателям следует знать о формировании в коре больших полушарий динамического стереотипа. В основе спортивных, военно-прикладных и других упражнений лежит динамический стереотип, т.е. система закрепленных, взаимосвязанных и последовательно действующих условных рефлексов, каждый из которых выступает условным раздражителем, подготавливающим организм к следующему за ним рефлекторному компоненту сложного двигательного акта.

Анализаторы органов чувств (зрительный, слуховой, вестибулярный, двигательный и суставно-мышечный), внутренних органов (тактильный, температурный, болевой, обонятельный и вкусовой) играют важную роль при выполнении физических упражнений. На организм извне воздействуют свет, звук. В самом организме при этом, например, возникает изменение давления крови. Работа анализаторов, как правило, проявляется комплексно в виде «чувства воды» у пловцов, «чувства снега» у лыжников. Следует отметить, что активная физкультурно-спортивная деятельность совершенствует функцию анализаторов.

Система кровообращения предназначена для взаимосвязи органов и систем друг с другом, а также для ответных реакций при действии извне или внутри организма различных раздражителей, для приспособительных реакций организма, которые совершенствуются в физкультурно-спортивной деятельности. Одна из функций этой системы -- перенос (транспортировка) питательных веществ (белков, жиров, углеводов и витаминов) и продуктов обмена (органических веществ), выделяемых почками с мочой. При переносе газов (кислорода и углекислого газа) кровь насыщается кислородом и отдает углекислый газ по малому кругу кровообращения через легкие. В тканях происходит обратный процесс, т.е. кровь отдает кислород и насыщается углекислым газом.

Система кровообращения обеспечивает выравнивание температуры частей тела, а также перенос защитных веществ, которые предотвращают распространение болезнетворных микроорганизмов, в частности вирусов и бактерий. Развитию болезней препятствуют белые кровяные тельца, или лейкоциты. Кровеносные сосуды -- связующее звено между органами, тканями и железами внутренней секреции.

Движение крови по сосудам происходит по большому и малому кругам. В состав обоих кругов кровообращения, которые начинаются и заканчиваются в сердце, входят: аорта, делящаяся на артерии, вены и капилляры. Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке сердца и заканчивается в правом предсердии. Малый круг начинается в правом желудочке, продолжается по легочной артерии и заканчивается в левом предсердии.

Сердце расположено в левой половине грудной клетки и занимает по вертикали пространство от второго до пятого межреберья, а по горизонтали -- от правого края грудины до левого соска. Сердце -- это мышечный мешок, разделенный глухой перегородкой на две половины -- левую и правую, каждая из которых, в свою очередь, разделена на предсердие и желудочек. Предсердия отделены от желудочков связующими клапанами, которые открываются только в сторону желудочков. У выхода из сердца, в устье легочной артерии и аорты, помещаются полулунные клапаны, имеющие вид карманов. Они обеспечивают ток крови только в направлении от сердца. В этом их главная физиологическая функция.

В деятельности сердца наблюдается три фазы: 1) сокращение предсердий и желудочков (систола); 2) расслабление предсердий и желудочков (диастола); 3) пауза, т.е. переход, в котором предсердия и желудочки находятся в состоянии покоя. Работа сердца характеризуется автоматизмом, координированностью и ритмичностью. Под автоматизмом понимается способность сердца постоянно сокращаться благодаря импульсам, возникающим в нем самом, под координированностью -- порядок в сокращении его частей, под ритмичностью -- способность осуществлять сокращения через равные промежутки времени.

Под ударным объемом сердца понимают количество крови, которое выбрасывается им за одно сокращение (систола). В покое оно составляет 60--70 см³, при выполнении физических упражнений достигает 150 см³ и более.

Минутный объем крови дает полное представление о деятельности сердца и характеризуется количеством крови, выбрасываемой сердцем за одну минуту. В покое величина минутного объема крови равна 4--6 литрам, а в процессе учебно-тренировочных занятий может достигать 30--40 литров.

Деятельность сердца регулируется ЦНС по механизму безусловных и уловных рефлексов. Импульсы, поступающие по симпатическим нервам, увеличивают силу и частоту сердечных сокращений, а через парасимпатические нервы -- уменьшают.

В организме человека насчитываются миллиарды капилляров общей протяженностью до 100 000 км, вмещающие до 7 литров крови. Капилляры сливаются в вены, которые собираются в нижнюю полую вену, а в верхней части туловища -- в верхнюю полую вену. Обе вены впадают в правое предсердие, где и заканчивается большой круг кровообращения.

Во время занятий физическими упражнениями увеличивается мышечная работа, деятельность сердца и сосудов подвергается изменениям, т.е. максимальное давление крови увеличивается, а минимальное -- уменьшается. По этим изменениям можно судить о степени физической нагрузки занимающихся. В покое частота пульса составляет 50--60 ударов в минуту. При увеличении нагрузки (ускоренная ходьба или бег) пульс может меняться. При выполнении весьма интенсивных упражнений пульс у нетренированных лиц учащается до 220--250 ударов в минуту, а у тренированных это учащение может достигнуть 180--200 ударов в минуту.

Под влиянием занятий физической подготовкой и спортом ударный и минутный объем крови, скорость и направление ее движения, а также величина просвета сосудов изменяются и обеспечивают максимально экономную функцию органов кровообращения.

Лимфатическая система выполняет защитную роль в организме в борьбе с болезнетворными микроорганизмами, что очень важно при заживлении полученных травм. Кровь не соприкасается с клетками, так как они отделены от стенки кровеносного капилляра узкой щелью, наполненной межтканевой жидкостью. Межклеточные щели, соединяясь вместе, образуют лимфатические капилляры. Из них начинаются более крупные лимфатические сосуды, имеющие клапаны, пропускающие лимфу в одном направлении. Сосуды подходят к лимфатическим узлам (лимфатическим железам), расположенным на шее, в подмышечных впадинах, в паху, у локтевых и коленных сгибов. Крупные лимфатические сосуды впадают в вену, расположенную у сердца.

Дыхание -- одна из главных функций в осуществлении обмена газов (кислорода и углекислоты) между организмом и окружающей средой. Организм через органы дыхания непрерывно потребляет кислород и выделяет углекислый газ.

Органы дыхания состоят из легких и дыхательных путей. Легкие человека расположены в грудной полости и состоят из эластичной ткани. Воздухоносные пути начинаются в носовой и гортанной полостях, затем идет гортань, переходящая в трахею, которая делится на левый и правый бронхи, а они -- на бронхиолы. Конечный пункт воздухоносных путей -- альвеолы (тонкостенные пузырьки, охваченные кровеносными капиллярами).

Процесс дыхания организма делится: на внешнее дыхание, перенос газов кровью и тканевое дыхание. Сущность внешнего дыхания заключается в обмене газов между воздухом, наполняющим альвеолы, и венозной кровью. Перенос газов кровью обеспечивает доставку кислорода из легких в ткани, а углекислоты -- из тканей в легкие. Кислород участвует в окислительных реакциях организма при обмене веществ. Образующийся углекислый газ из тканей поступает в кровь, переносится к легким и удаляется из организма в процессе дыхания.

При тканевом дыхании осуществляется обмен газов между кровью и тканями, а тончайшая стенка кровеносного капилляра служит «воротами», через которые происходит этот обмен.

Занятия физическими упражнениями приводят к значительным изменениям в газообмене при дыхании. В покое только 30% кислорода, приносимого кровью, поглощается тканями. При физических нагрузках этот процент увеличивается до 60--80, что обеспечивает лучшее снабжение организма кислородом и удаление углекислоты, повышает работоспособность занимающихся.

Одна из характеристик функционального состояния организма человека -- жизненная емкость легких (ЖЕЛ) -- объем воздуха, который человек в состоянии выдохнуть после максимального вдоха. Измеряется он спирометром. В норме ЖЕЛ у мужчин составляет 4000--4500 см³, у женщин -- 2500--3000 см³.

Легочная вентиляция -- важный показатель функции дыхательной системы. Она характеризуется объемом воздуха, проходящего через легкие за одну минуту. В покое объем воздуха, выдохнутого человеком за один раз, в среднем равен 500 см³, а количество дыханий -- около 12--16 в минуту. Следовательно, легочная вентиляция в покое равна 6--8 литрам в минуту. У хорошо тренированных людей обмен легочной вентиляции может достигать 100 литров в минуту.

Дыхание регулируется рефлекторным и гуморальным механизмами. Гуморальная регуляция дыхания обусловлена воздействием через кровь ряда химических веществ непосредственно на дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге.

«Мертвая точка» и «второе дыхание». При выполнении интенсивных упражнений в течение 1,5--2 мин и более (бег на 3 км, лыжная гонка на 15 км и др.) может наступить ухудшение состояния, которое может сопровождаться утомлением и тягостными ощущениями «удушья» и «стеснения в груди». Это состояние, получившее название «мертвой точки», связано с временными расстройствами нервной системы, кровообращения, дыхания и т.п.

При этом функция дыхания и обмен веществ не обеспечивают в должной мере работу мышц, так как накапливаются продукты обмена, которые и угнетают деятельность ЦНС.

В дальнейшем, при продолжении мышечной работы в том же темпе, самочувствие человека улучшается и работоспособность восстанавливается. Это происходит в связи с тем, что организм приспосабливается к новым условиям и переходит на новый, более высокий уровень. Наступает «второе дыхание», которое сопровождается обильным потоотделением и углублением дыхания. При длительной мышечной работе значительной интенсивности «мертвая точка» и «второе дыхание» могут наступать несколько раз. Курсанты или слушатели, у которых при быстрых передвижениях может возникнуть состояние «мертвой точки», должны знать о ее симптомах и мерах предупреждения. Это избавит некоторых от растерянности и неверия в свои силы.

Пищеварение. Пищевые вещества, вводимые в организм (белки, жиры, углеводы, соли и вода), участвуют в построении новых клеток и тканей, дают энергию для всех его функций. Ферменты (химические вещества) ускоряют течение связанных с пищеварением химических реакций, способствуют распаду пищевых продуктов до состояния, в котором они могут всасываться в кровь. Нормальное пищеварение способствует эффективной функции всего организма человека в процессе физкультурно-спортивной деятельности.

Во всех клетках и тканях организма протекают тесно взаимосвязанные процессы -- ассимиляция (усвоение) и диссимиляция (распад веществ), в которых участвуют белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные соли и вода. Большое значение для деятельности ЦНС имеет глюкоза. При резком понижении ее содержания в крови могут наступить судороги, потеря сознания и даже смерть.

Обмен энергии идет непрерывно, неразрывно связан с обменом веществ и протекает между отдельными частями и клетками организма, между организмом и окружающей средой.

Единицей измерения количества тепловой энергии служит калория. Большой калорией, или килокалорией, называется то количество тепла, которое необходимо для того, чтобы нагреть 1 литр воды на 1°С.

Основным обменом называется количество энергии, которое затрачивает организм при полном покое через 12--16 часов после еды при температуре окружающей среды 16--20°С. Основной обмен у взрослого человека составляет в среднем 1 ккал на 1 кг веса в 1 час и достигает 1300--1800 калорий в сутки.

При физических упражнениях величина энергетических затрат тем выше, чем интенсивнее и продолжительнее работа. Так, затраты энергии при ходьбе на лыжах на 10 км составляют около 900 калорий, а преодоление полосы препятствий -- до 20 ккал. Полноценное питание предполагает в пищевом пайке 50--60 г жиров, около 80--100 г белков, 500--600 г углеводов и достаточное количество витаминов в оптимальном количественном их соотношении.

Обмен веществ. Удаление из организма различных шлаков, образовавшихся в результате энергетического распада, осуществляется через органы выделения: почки, потовые железы, легкие и отчасти кишечник.

Почки -- основной орган, через который уходит из организма вода, а также минеральные соли в случае их избыточного потребления. Моча выделяется в почках из крови. Через почки протекает за сутки около 800--900 литров крови, т.е. в среднем столько же, сколько через сосуды нижних конечностей, что обеспечивает возможность очищения всей массы крови от ненужных и вредных для организма веществ. За сутки человек выделяет до 1,5--2 литров мочи.

Потоотделение обеспечивает удаление из организма через потовые железы продуктов обмена веществ и воды, а также регулирует температуру тела. При длительной физической работе (бег на длинные дистанции, спортивные игры и др.) количество мочи уменьшается, а удельный вес ее увеличивается, так как в это время кровеносные сосуды сужаются и кровоснабжение почек уменьшается. Одновременно увеличивается интенсивность потоотделения.

Эндокринная система. Железы внутренней секреции играют важную роль в регуляции жизнедеятельности человека. Щитовидная железа расположена на шее у щитовидного хряща, гипофиз (нижний придаток мозга) -- у основания черепа, надпочечники -- на верхнем полюсе почки, поджелудочная железа -- под желудком. Половые железы у мужчин находятся в мошонке, а у женщин -- в брюшной полости. Непосредственно в кровь, лимфу и мозговую жидкость железы выделяют секреты -- гормоны.

Во время выполнения упражнений железы внутренней секреции мобилизуют функции организма, увеличивают обмен веществ, участвуют в восстановительных процессах. Так, гормоны надпочечников выделяют адреналин, который увеличивает распад гликогена в печени и способствует поступлению в кровь углеводов, повышает возбудимость тканей, усиливает деятельность сердца.

Занятия физическими упражнениями влияют на биохимические процессы в организме человека. Слушателям и курсантам нужно знать общие закономерности обмена веществ в ходе обучения физическим упражнениям, механизмы преобразования энергии в организме человека при мышечной деятельности, приспособления нервной и гормональной регуляции обмена веществ, закономерности биохимической адаптации к систематической мышечной деятельности.

Преподаватели кафедры информируют обучаемых о биохимических факторах, лимитирующих уровень военно-прикладных движений, приемов и действий, чтобы они знали, как происходят биохимические сдвиги у спортсменов в ходе тренировок, как осуществляются восстановительные процессы после соревнований или интенсивных длительных физических нагрузок учебно-боевой и боевой деятельности. Они разъясняют, как целесообразно действовать после принятия специфических средств, направленных на повышение работоспособности и ускорение восстановительных процессов.

Не менее важно, чтобы преподаватели могли дать квалифицированные консультации своим подопечным о влиянии воды, углеводов, липидов, белков, нуклеиновых кислот, ферментов, витаминов и гормонов на функции организма человека, регуляцию биохимических процессов.

Тем, кто занимается физической подготовкой и спортом, нужно иметь представление о биохимии мышц и мышечного сокращения, биоэнергетических процессах и их динамике при мышечной деятельности, а также о биохимических изменениях в организме при утомлении и в период отдыха после тренировки или выполнения других учебно-боевых задач.

3. Понятие о биомеханике физических упражнений

Биомеханика -- наука, изучающая движение человека и частей его тела в пространстве и во времени; особенности опорно-двигательного аппарата человека как биомеханической системы, его двигательные действия; рассматривающая состав и структуру движений в физических упражнениях.

Биомеханический анализ положений и движений обучаемого и его частей тела осуществляется в целях выявления эффективности и целесообразности действий. Он включает определение характеристик, по которым происходит выполнение движений и установление двигательного режима, его элементов (суставные движения звеньев и систем звеньев), фаз и структуры движений (форма и характер движений, кинематическая структура, связанная с динамикой и механизмом движений). С помощью биомеханического анализа можно оценить различные движения, определить, насколько успешно решены двигательные задачи, рационально ли были достигнуты цели.

Курсанты и слушатели на занятиях по физической подготовке постоянно находятся в динамике: меняются положение тел и их звеньев в пространстве, скорость движения. Сложное движение можно разделить на составные части, заметить, как они влияют одна на другую, как способствуют достижению цели.

Физические упражнения с точки зрения биомеханики рассматриваются как системы движений, объединяющие множество частных движений, представляющих собой единство целенаправленных проявлений активности. Их называют двигательными действиями. Совершенство выполнения физических упражнений зависит от того, насколько правильны все частные детали и как они объединены. Важно понимать, как построены системы движений в физических упражнениях, как обучаемый управляет системами движений, исследуя их структуру.

В системе движений различают пространственные и временной элементы.

Пространственные элементы системы движений -- это движения в разных местах тела, изменение взаимных положений звеньев тела в разных суставах. Их еще называют суставными движениями или элементарными действиями. В физических упражнениях простые суставные движения объединены в группы одновременных движений и в ряды последовательных движений.

Временной элемент системы движений выделяется во времени в той же системе движений. Основное внимание уделяется тому, когда начинается движение, как долго оно длится, когда заканчивается, как согласуется по времени с другими движениями. Эти особенности называются характеристиками, а сами различающиеся части системы движений -- фазами.

Фаза -- наименьший элемент (временной), полностью решающий определенную задачу. Фазы объединяются в периоды (например, период опоры и период полета в беге). Из периодов складываются циклы (бег, ходьба, плавание) или однократные акты (метание диска или гранаты, прыжок в длину). Каждая фаза, отличаясь от предыдущей и последующей, отделена от соседних определенным моментом движений.

Структура системы движений -- наиболее сложившиеся и определяющие закономерности взаимодействий подсистем. Она определяет собой качество самой системы, ее взаимодействие с внешним окружением, возникновение новых свойств системы и возможности ее развития. В физических упражнениях системные свойства проявляются в наращивании скорости в суставных движениях, в сложном складывании отдельных усилий, в становлении нового общего ритма движений и во многих других показателях технического мастерства. В системе движений выделяют структуры:

* кинематическую -- основные и устойчивые закономерности взаимосвязи движений в пространстве и во времени;

• динамическую -- основные и устойчивые закономерности силового взаимодействия частей тела человека между собой и с внешними телами (среда, опора, снаряды, партнеры или противники);

• информационные -- основные и устойчивые закономерности взаимосвязей между элементами информации (сообщениями об условиях в ходе действия, о командах, без чего невозможно управление движениями);

• обобщенные -- закономерности взаимосвязей разных сторон действия, включающие ритмичные, фазовые и координационные строения.

Координация движений человека -- процесс согласования движений, приводящий к достижению цели. Различают нервную, мышечную и двигательную координацию.

Овладение физическими упражнениями с точки зрения биомеханики представляет собой формирование новой системы движений. При этом происходят первоначальное построение системы движений (овладение упражнением) и дальнейшая ее перестройка (совершенствование выполнения упражнения).

При обучении новым упражнениям используются соответствующие, ранее сформированные подсистемы движений; затормаживаются подсистемы, непригодные для решения данной задачи; создаются новые подсистемы, необходимые для решения новой двигательной задачи; формируется структура вновь создаваемой системы движений.

Построение системы движений при первоначальном овладении физическим упражнением опирается на постановку ряда задач. Сначала происходит ознакомление с новым упражнением (рассказ, показ), затем создание модели упражнения, установление требований к его выполнению.

Ознакомление включает в себя теоретическое понимание внешней картины (описание) и механизма (объяснение) движений; создание зрительного образа при наблюдении за показом; получение двигательных ощущений при первых попытках выполнения упражнения в целом или подводящих к нему движений.

Освоение разучиваемого упражнения продолжается до тех пор, пока обучаемый не сможет в основном правильно и уверенно его выполнить.

Построение системы возможно аналитическим путем: с помощью подводящих упражнений сначала формируются элементы будущей системы, затем из них складывается целое упражнение. Для некоторых упражнений пригоден синтетический путь: сначала в общем виде создается целое, затем происходит совершенствование его деталей. Оба пути тесно связаны, применяются в зависимости от особенностей разучиваемого упражнения и могут чередоваться по ходу обучения.

Конечный результат освоения упражнения должен обеспечиваться повышением эффективности и надежности его выполнения. Все это необходимо знать для совершенствования техники упражнений.

При обучении и совершенствовании упражнения обязательно устраняются ошибки и недостатки. Ошибки (основные и частные) -- отклонения от выполнения требований, предъявляемых к движениям, от механизма движений. В отличие от ошибок недостатки имеют место тогда, когда упражнение выполняется качественно, однако количественно не вполне соответствует требованиям. Для устранения ошибок следует разрушить неправильные движения и их структуру. Для устранения недостатков не надо разрушать созданное, надо лишь определенным образом сменить количественную меру, сохраняя сложившийся механизм.

К биомеханической системе физических упражнений относятся:

• силы тяжести (центр тяжести звеньев и общий центр тяжести тела -- ОЦТ), которые могут либо опрокидывать, либо уравновешивать другие возмущения (отклоняющие или опрокидывающие силы);

• вес звеньев тела (контактные силы) -- приложение к соседним звеньям как следствие земного тяготения, действия сил тяжести;

• опорные реакции -- противодействие опоры действию на нее тела, которое совместно с другими силами уравновешивает опорные звенья, закрепляет их неподвижно;

• силы мышечной тяги, которые при сохранении положения обычно уравновешивают своими моментами моменты силы тяжести соответствующих звеньев и веса, связанных с ними других звеньев, которые могут изменять положение тела, восстанавливать его, а силы мышц -- сохранять позы, фиксируя положения звеньев в суставах.

Биодинамика осанки -- сложившаяся привычная поза человека, сохраняемая при определенных условиях. Понятие «осанка» относится к вертикальной позе человека в положении стоя. В положении сидя характерны позы велосипедиста, лыжника, всадника, которые принято называть посадкой, стойкой.

Осанку, сохраняемую при неизменных условиях, называют статической, а сохраняемую при переменных условиях (изменение ориентации в пространстве) -- динамической.

Каждый вид упражнений имеет свои характерные биодинамические особенности, например скорость, длину, частоту и ритм, фазу, общий центр тяжести, движение, вектор, силу трения, силу давления, последовательность.

Антропометрия (от греч. anthropos -- человек, metreo -- измеряю) -- методика и техника измерений человеческого тела. Применяется для оценки физического развития и телосложения. Замеры проводятся специальными инструментами, как правило, в утренние часы, в обнаженном виде: длина тела стоя и сидя, ширина плеч, масса тела и окружность грудной клетки.

4. Факторы поддержания здорового образа жизни

Важное средство в укреплении здоровья -- закаливание организма. Под закаливанием понимают систему мероприятий, направленных на повышение устойчивости организма к действию неблагоприятных факторов внешней среды. Наиболее приемлемы для закаливания воздух, вода и солнечные лучи. Для каждого обучаемого процедуры закаливания строго индивидуальны. Общее правило закаливания -- систематичность и непрерывность, разнообразие средств, постепенное возрастание дозирования, учет погодных условий, времени года и дня.

Личная гигиена -- постоянный уход за телом, полостью рта, создание нормальных условий сна, которые необходимо соблюдать систематически. Гигиенические навыки прививаются каждодневно: утром и вечером моют лицо и шею, следят за волосами. Особое внимание уделяют рукам, их постоянно моют после посещения туалета, аккуратно стригут ногти, очищают с помощью щетки подногтевые пространства. Ноги также требуют повседневного ухода, особенно при значительной потливости. Тело моют регулярно, используя личное мыло, рекомендованное врачом.

Полость рта прополаскивают водой после каждого приема пищи. Зубы чистят утром при умывании и вечером не очень жесткой щеткой и зубной пастой. По этим вопросам желательно консультироваться у врача-стоматолога.

Для взрослого человека сон длится не менее 7--8 часов в сутки, что обеспечивает полноценный отдых организма, особенно ЦНС. Перед сном обязательна прогулка на свежем воздухе. Постель должна быть всегда чистой, не очень мягкой, но теплой, чтобы обеспечить согревание тела и расслабление мышц. Ночную одежду желательно иметь из хлопка. Спать рекомендуется на правом боку, согнув ноги в коленях.

Пища -- фактор жизнедеятельности человека. Важны рацион и режим питания. Критерием хорошего питания служит энергетическая ценность пищи. Калорийность еды должна полностью покрывать суточный расход энергии, который зависит от массы тела и размера его поверхности: у мужчин он выше, чем у женщин.

Пищевые рационы, режим питания для каждого слушателя и курсанта индивидуальны. Интервал между приемом пищи и началом занятий по физической подготовке -- 1--2 часа и 3 часа до выступления в соревнованиях. После окончания тренировки или соревнования принимать пищу можно спустя полчаса, чтобы обеспечить нормальные условия для секреции пищеварительных желез, которая при мышечной работе тормозится.

Спортивная одежда предназначена только для занятий по физической подготовке и спорту. По возможности она должна быть легкой и мягкой, свободного покроя, чтобы не затрудняла дыхание, кровообращение и движения. Хорошо подобранная одежда обеспечивает оптимальный тепловой баланс, легко очищается от загрязнения, ее можно быстро одеть и снять.

Важны гигиенические свойства одежды: теплопроводность, воздухопроницаемость, гигроскопичность и эластичность. Одежда, белье, носки содержатся всегда сухими и чистыми. Грубые швы и сужения в отдельных местах могут способствовать возникновению потертостей. При сильном ветре желательно надевать защитную куртку из плотной ткани. Трусы, майки, плавки, купальный костюм после тренировок и состязаний, посещения бассейна надо обязательно выстирать.

Спортивную обувь подбирают так, чтобы она соответствовала тому или иному виду спорта, от особенностей которого зависят гигиенические и специфические требования к ее конструкции. Неподогнанная обувь может стать причиной травм, снижения результатов на тренировках или соревнованиях. Лучше использовать уже разношенную обувь, не стесняющую ногу. Слишком просторная обувь также непригодна. Ноги в ней неустойчивы, носки сбиваются, образуя складки, что может вызвать потертости. Грязную и мокрую обувь чистят и приводят в порядок.

В спортивных сооружениях, где проходят занятия по физической подготовке и спорту, имеются раздевалки, душевые и массажные, мастерские, кладовые и административные помещения, а также места для зрителей. Их надо постоянно содержать в чистоте и порядке.

В закрытых помещениях пол должен быть прочным, гладким, нескользким, упругим, бесшумным и теплым. Натирать полы мастикой не рекомендуется. В настоящее время полы спортивных залов покрывают пластиковыми материалами, которые легко мыть и убирать. Стены должны быть гладкими, отопление -- паровое, водяное или воздушное. Температуру воздуха в спортивном зале поддерживают в пределах +16--+18°С. Спортивный зал должен быть хорошо проветриваемым. Освещение оборудуют в соответствии с требованиями гигиенических норм и правил. Недостаточное освещение увеличивает утомление, снижает интерес к занятиям, уменьшает их эффективность, повышает возможность спортивного травматизма. Окна и светильники закрывают сетками, чтобы в случае попадания в них спортивными предметами осколки стекла не разметались.

Открытые спортивные сооружения (стадион, игровые площадки и беговые дорожки) содержатся в чистоте. Их надо оборудовать дренажом для быстрого просыхания после дождя, а на поверхности не должно быть рытвин или бугров. Чтобы не было пыли, беговые дорожки систематически поливают водой, очищают от камней, палок и стекла. Ямы для прыжков заполняют чистым песком. Брусок для отталкивания при прыжках в длину устанавливают вровень с поверхностью дорожки. Перед занятиями, а также во время тренировок и соревнований необходимо систематически рыхлить и выравнивать места для приземления.

Площадки для игры в баскетбол, волейбол и бадминтон покрывают специальными смесями, но не жесткими. Их поливают водой, чтобы не было пыли, очищают поверхность от посторонних предметов, способных вызвать травмы при падении.

Для поддержания гигиенического состояния бассейна устанавливают примерную схему движения занимающихся: вход, гардероб, помещение для ожидания, регистратура, контроль, раздевальни, зал «сухого плавания», душевая и ванна для плавания. Выход из бассейна осуществляется через те же помещения, но в обратном порядке. В период проведения занятий и соревнований в бассейне необходимо строго соблюдать правила поведения и установки преподавателя.

Наиболее распространенными вспомогательными гигиеническими средствами, применяемыми в спортивной практике, являются душ, массаж, суховоздушные и парные бани, реже -- ультрафиолетовые облучения, ионизированный воздух и кислород.