Библиографическая ссылка на статью:
Садртдинов А.А. Перестройка структуры мышечной ткани под влиянием интенсивных физических нагрузок // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 9 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2016/09/71838 (дата обращения: 27.01.2022).
Научный руководитель -Шарифуллина Светлана Рафаиловна
Интенсивные нагрузки, характерные для профессионального спорта, предъявляют высокие требования к системам организма. Изучение изменений в мышцах под действием физических нагрузок имеет не только теоретическое, но и практическое значение для понимания функциональных ресурсов мышц и правильного планирования максимальных нагрузок и восстановительных периодов. Зная механизм и динамику изменений под воздействием тренировок, легко составить оптимальный режим нагрузок, ведущий к высоким результатам.
Спортивная практика больших нагрузок, часто пограничных с предельными возможностями человеческого организма, показывает, что при интенсивной нагрузке происходит увеличение объёма мышц, их уплотнение и объективное увеличение производительности. Но все эти показатели нарастают только до определённого момента, когда превышается физиологический порог адаптивности мышечной ткани. После превышения этого барьера, несмотря на увеличение нагрузок, сила и производительность мышц начинает падать, следовательно, спортсмен уже не может повторить свои высокие результаты. В спортивной практике это явление называют перетренированностью.
Методы исследования мышечной системы
- Антропометрический. Степень развития мышц определяется на основе данных антропометрического измерения (обхватов).
- Функциональный. С помощью специальных приборов определяются силовые качества конкретных мышечных групп (тонометрия и динамометрия).
- Микроскопический. В основе метода лежит изучение волокон мышечной ткани под микроскопом. Для этого проводится биопсия ткани в процессе тренировки.
На морфологическом уровне признаки гипертрофии мышц заключаются в разветвлении капиллярной сети, увеличении массы, а также объёма (толщины и длины) клеточных элементов мышечной ткани, причём увеличение числа мышечных волокон не является обязательной характеристикой, хотя встречается довольно часто.
Согласно наблюдениям П.З. Гудзя, в результате систематических нагрузок происходит гипертрофия мышц в результате утолщения волокон (гипертрофии) и увеличения их количества (гиперплазии). Утолщение волокон происходит за счёт увеличения ядер и миофибрилл. Появление новых волокон происходит тремя способами: расщепление толстых гипертрофированных волокон на несколько тонких, вырастание новых волокон из почек, формирование волокон из клеточек-сателлитов.
Расщеплению разросшихся мышечных волокон предшествует стадия перестройки моторной иннервации, в результате которой на одном волокне формируются несколько нервных окончаний. Поэтому, после совершения расщепления каждое волокно уже имеет свою иннервацию. С этой же целью образуются новые капилляры, которые начинают питать мышечные волокна, проникая в щели деления.
Повышение интенсивности сокращения мышечных волокон закономерно приводит к активизации энергообразования, следовательно, повышение синтеза белка и потребления кислорода. Также, растёт интенсивность окислительного фосфорилирования (или аэробного ресинтеза АТФ). Энергия начинает усиленно использоваться не только для питания мышечной ткани, но и для интенсивного синтеза белков. Кроме того, происходит активизация анаэробного способа ресинтеза АТФ, который происходит за счёт распада креатин-фосфата и гликогена в миоцитах.
Эти изменения фиксируются с помощью гистохимических методик исследований и являются показателем функциональной активности мышц. Вслед за активацией энергообразующих структур (митохондрий) сильно увеличивается синтез белка и возрастает количество миофибрилл. Морфологически этот процесс и выражается в увеличении размеров волокон мышц. Таким образом, увеличение массы мышц уравновешивает интенсивность работы со структурой мышечной ткани.
Механизм перетренированности
После нагрузок обязательно должен быть период отдыха. Если интенсивность и продолжительность физических нагрузок превышают определённый физиологический порог, то начинаются предпатологические и патологические изменения в структуре ткани мышц. По наблюдениям, которые проводил П.З. Гудзь, выяснилось, что изменения идут в двух направлениях:
• продолжение всех процессов рабочей гипертрофии.
Распад мышечных волокон характеризуется уменьшением двигательных бляшек, следовательно, уменьшаются основные контактирующие поверхности мышечных волокон и нервных окончаний. В результате поступление нервных стимулирующих импульсов в мышцу неуклонно понижается, следовательно, ухудшаются функциональные возможности мышечной ткани. Капиллярная питающая сеть в мышечной ткани тоже суживается, в ней прогрессируют патологические изменения. В самих волокнах мышц происходят следующие патологические изменения: понижается их поперечная и продольная исчерченность, некоторые волокна подвергаются патологической дистрофии, в отдельных из них отмечаются вздутия и сужения. Иногда происходит полная фрагментация мышечных волокон, на месте которых позднее развивается соединительная ткань.
Читайте также: Технические ткани это определение
Изменения мышц при статических нагрузках
Именно нагрузки статистического типа ведут к быстрому и значительному росту объема и веса мышечной ткани. Увеличивается плоскость прикрепления мышц на костях, параллельно укорачивается мышечная часть этого прикрепления и удлиняется сухожильная. Мышечные волокна перестраиваются в сторону более перистой структуры. Двигательные бляшки поперечнополосатых мышц увеличиваются преимущественно в поперечных размерах.
Дополнительная соединительная ткань между пунктами мышц увеличивается и даёт хорошую опору. Помимо этого, соединительная ткань сильно противостоит растягиванию, что закономерно уменьшает мышечное напряжение. Поэтому, побочным эффектом статических силовых нагрузок является ухудшение показателей гибкости тела, что немаловажно учитывать в некоторых видах спорта для соблюдения необходимого баланса.
Усиливается также трофический аппарат волокна мышцы: ядра, митохондрии, саркоплазма. Миофибриллы (важнейший сократительный аппарат) в составе волокна мышцы располагаются рыхло, а продолжительное по времени сокращение мышц затрудняет кровообращение. В противовес этому усиленно образуется развитая капиллярная сеть.
Изменения мышц при динамической работе
При динамических нагрузках показатели объёма и веса мышц тоже увеличиваются, но немного. В противоположность ситуации при статических нагрузках, происходит увеличение длины мышечной части и одновременное уменьшение длины сухожильной. Мышечные волокна имеют веретенообразную форму и располагаются более параллельно друг другу. Растёт число миофибрилл, а количество саркоплазмы уменьшается.
Так как динамичное чередование сокращений и отдыха мышечной ткани не приводит к нарушению кровообращения в ней, число капилляров только немного увеличивается, а их прохождение остаётся более прямолинейным. Число нервных проводящих окончаний в мышечной ткани при динамических нагрузках в 4 – 5 раз выше, чем при статических. Двигательные бляшки заметно вытягиваются вдоль мышечного волокна, контакт их увеличивается, что улучшает поступление нервных импульсов.
Хорошее знание процессов, проявляющихся в мышцах во время нагрузок разного типа, а также регулярные исследования во время процесса тренировок позволяют составить для спортсмена такой режим мышечной работы, при котором спортивные результаты будут действительно максимально высокими для его организма.
Библиографический список
- Анатомия спортивной морфологии (практикум). М.: ФиС, 1989.
- Лысов П.К., Никитюк Б.Д., Сапин М.Р. Анатомия (с основами спортивной морфологии). – М.: Медицина, 2003.
- Дорохов Р. Н., Губа В. П. Спортивная морфология. – М., 2002.
- Морфология человека / Под ред. Б.А. Никитюка, В.П. Чтецова. М.: Изд-во МГУ, 1990.
- Глухих Ю.Н., Серебряков Г.Н. Основы динамической морфологии. Омск, СибГАФК, 1998.
- Никитюк Б. А., Гладышева А. А. Анатомия и спортивная морфология. М., 1989.
- Иваницкий М. Ф. Анатомия человека с основами динамической и спортивной морфологии. М.: ФиС, 1985.
- Мартисов Э. Г. Методы исследования в спортивной антропологии. М.: ФиС, 1983.
Количество просмотров публикации: Please wait
Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)
Оставить комментарий
Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.
Влияние физических нагрузок на организм спортсмена. Гормоны и физическая нагрузка.
Гормоны играют крайне важную роль в работе человеческого организма. Эти вещества стимулируют работу определенных клеток и систем организма. Гормоны производятся эндокринными железами и определенными тканями.
Из широкого спектра гормонов особую важность имеют анаболические и катаболические гормоны. Катаболизм – это процесс метаболического распада клеток и тканей, а также разложения сложных структур с выделением энергии в виде тепла или в виде аденозинтрифосфата. Катаболические процессы обеспечивают высвобождение большого количества энергии.
Анаболические процессы противоположны катаболическим. Под анаболическими процессами подразумевают процессы создания клеток и тканей, а также веществ, необходимых для работы организма. Течение регенеративных процессов и анаболизм мышечной ткани во многом зависят от уровня гормона роста, инсулина и тестостерона в плазме крови.
Читайте также: Дизайн изделий из ткани
Физическая активность существенно повышает концентрацию множества гормонов в плазме крови и не только непосредственно в момент нагрузки. С начала выполнения упражнения (напр. около максимальной мощности), за первые 4-10 минут концентрация различных гормонов и продуктов метаболизма меняется самопроизвольно. Так с началом упражнения растет концентрация молочной кислоты в крови. А концентрация глюкозы начинает меняться обратно пропорционально концентрации молочной кислоты. При увеличении времени нагрузки в крови растет уровень соматотропина.
Другие исследования продемонстрировали, что у людей преклонного возраста (65-75 лет) после занятий на велотренажере уровень тестостерона увеличивался на 40%. Специалисты геронтологии полагают, что именно сохранение нормальной концентрации тестостерона обеспечивает бодрое, энергичное состояние в преклонные годы и, вероятно, увеличивает продолжительность жизни.
Секрецию гормонов и их попадание в кровь при физических упражнениях можно представить в виде каскада реакций. Физическое напряжение как стресс провоцирует выделение в структурах мозга либеринов, которые, в свою очередь, запускают производство тропинов гипофизом. Через кровь тропины проникают в эндокринные железы, где и осуществляется секреция гормонов.
Катаболизм обусловлен наличием в крови множества факторов, участвующих в высвобождении энергии. Один из этих факторов – кортизол. Этот гормон помогает при стрессах. Однако слишком высокий уровень кортизола нежелателен: начинается расщепление клеток мышц, нарушается доставка в них аминокислот. Совершенно ясно, что в таких условиях при попадании в организм протеинов они не смогут принять участие в анаболизме, а будут либо интенсивно выбрасываться с мочой, либо превращаться печенью в глюкозу. Еще одна отрицательная роль кортизола проявляется в его воздействии на сахаридный метаболизм в период отдыха после упражнения, когда спортсмен желает скорее восстановить силы. Кортизол ингибирует скопление гликогена в мышечной ткани. Увы, кортизол производится в человеческом организме во время тяжелых тренировок. Интенсивные тренировки, высокая физическая нагрузка – это всё стресс. Кортизол выполняет одну из главных ролей при стрессах.
Устранить катаболический эффект кортизола можно с применением анаболических стероидов. Но этот метод – крайне вреден для здоровья. Побочные явления столь опасны, что спортсмену следует найти другие эффективные анаболики, легальные и не вызывающие побочных эффектов. Получение организмом большого количества сахаридов в результате анаболической активности инсулина также благоприятствует быстрому восстановлению. Выяснилось, что и в данном случае эффект достигается ингибированием активности кортизола. Концентрация инсулина обратно пропорциональна концентрации кортизола в крови. Инсулин является полипептидным гормоном и необходим в объединении путей энергоснабжения. Анаболизм инсулина затрагивает мышечную, жировую ткань и печень. Инсулин стимулирует образование гликогена, алифатических кислот и протеинов. Также инсулин ускоряет гликолиз.
Сам механизм анаболизма инсулина состоит в ускорении попадания глюкозы и свободных аминокислот в клетки. Однако процессы образования гликогена, активируемые инсулином, провоцируют уменьшение концентрации глюкозы в крови (основной симптом гипогликемии). Инсулин замедляет катаболизм в организме, в т.ч. разложение гликогена и нейтрального жира. Ускорение анаболизма в организме, то, чего хотят большинство культуристов, возможно и без применения допинг-средств типа анаболических стероидов.
Одним из важнейших агентов, активирующих производство протеина, является прогормон – соматомедин С. Специалисты утверждают, что образование этого вещества стимулируется соматотропином и осуществляется в печени и мышечной ткани. Производство соматомедина С в определенной степени зависит от объёма аминокислот, получаемых организмом. Гормоны с анаболическим эффектом после физических упражнений выполняют еще одну задачу. В результате исследований было выяснено, что при физических нагрузках волокна мышц повреждаются. Под микроскопом на специально подготовленных образцах мышечной ткани можно увидеть частые надрывы и полные разрывы волокон мышц. Факторов столь деструктивного эффекта нагрузки несколько. Первые гипотезы специалистов были связаны с деструктивным эффектом катаболических гормонов. Позже также было обосновано деструктивное воздействие свободных окислителей.
Читайте также: Водоотталкивающая ткань для ветровки
Эндокринная система управляет всеми видами метаболизма и, в зависимости от ситуации, может активировать резервные силы организма. Она же контролирует восстановление после тяжелых физических упражнений. Причем реакции гормональных систем сильно отличаются в соответствии со степенью нагрузки (большой или умеренной мощности).
При нагрузке умеренной мощности и долгой тренировке увеличивается уровень гормона роста и кортизола, падает уровень инсулина и увеличивается уровень трииодтиронина.
Нагрузке большой мощности сопутствует увеличение концентрации гормона роста, кортизола, инсулина и Т3. Гормон роста и кортизол обуславливают развитие специальной работоспособности, и поэтому увеличение их концентрации во время разных тренировочных циклов сопровождается улучшением спортивных показателей спортсмена.
В результате многих исследований специалистов было выяснено, что у профессиональных бегунов на сверхдальние дистанции в спокойном состоянии обнаруживается низкая или нормальная концентрация гормона роста. Однако при марафоновском забеге уровень гормона роста в крови сильно увеличивается, что обеспечивает высокую работоспособность на продолжительный срок. Гормон роста (соматотропин) – гормон, отвечающий за анаболизм в организме (рост, развитие, увеличение веса тела и различных органов). В организме взрослого человека воздействие гормона роста на функции роста в большей степени теряется, а на анаболические функции (образование протеина, сахаридный и жировой обмены) остается. Это и является причиной запрета соматотропного гормона как допинга.
Другим немаловажным гормоном адаптации служит кортизол, который отвечает за сахаридный и протеиновый метаболизм. Кортизол контролирует работоспособность путем катаболического процесса, при котором печень снабжается гликогеном и кетогенными аминокислотами. Вместе с катаболическим процессом (остановка производства протеина в лимфоидной и соединительной тканях) осуществляется сохранение концентрации глюкозы в плазме крови спортсмена на достаточном уровне. Данный гормон также запрещен в качестве допинга. Инсулин управляет концентрацией глюкозы и ее перемещением через мембраны мышечных и других клеток. Уровень инсулина в норме – 5-20 мкед/мл. Нехватка инсулина снижает работоспособность вследствие уменьшения количества глюкозы, доставляемой в клетки.
Выделение инсулина стимулируется при упражнениях большой мощности, что обеспечивает высокую проницаемость клеточных мембран для глюкозы (стимулируется гликолиз). Работоспособность достигается благодаря сахаридному обмену. При умеренной мощности упражнений уровень инсулина падает, что приводит к переходу с сахаридного метаболизма на липидный, что столь востребовано при продолжительной физической активности, когда резервы гликогена частично израсходованы.
Тиреоидные гормоны тироксин и трииодтиронин управляют основным метаболизмом, расходом кислорода и окислительным фосфорилированием. Изменение уровня тиреоидных гормонов определяет предел работоспособности и выносливости человека (возникает дисбаланс между получением кислорода и фосфорилированием, замедляется окислительное фосфорилирование в митохондриях мышечных клеток, замедляется ресинтез аденозинтрифосфата). Обследования бегунов на сверхдальние дистанции продемонстрировали связь между работоспособностью и соотношением гормона роста и кортизола.
Обследование эндокринной системы определенного спортсмена позволяет определить его возможности и готовность выдержать физическую нагрузку с лучшими показателями. Другим существенным аспектом предсказания специальной работоспособности служит выявление способностей коры надпочечников производить кортизол в ответ на раздражение адренокортикотропным гормоном. Повышенное производство кортизола говорит о способности спортсмена работать в оптимальном режиме.
Спортивная работоспособность разных полов существенно зависит от тестостерона. Этот гормон обуславливает агрессию, темперамент и целеустремленность при исполнении задания. Гормональные средства (тестостерон и его вариации, анаболические стероиды, гормон роста, кортикотропин, гонадотропный гормон, эритропоэтин) искусственно увеличивают работоспособность человека, и поэтому считаются допингом и запрещены к употреблению в соревнованиях и на тренировках.
Зачастую употребление препаратов гормонов идет вразрез со здоровым образом жизни и в конечном счете может привести к тяжелым патологиям.
Статья подготовлена главным врачом ГУЗ «ОВФД»
Николаевой И.В.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом