Фитнес New life. Том 1. Анатомия и физиология

Понимание строения и функций сухожилий, связок, фасций и хрящевых структур позволяет тренеру глубже анализировать работу опорно-двигательного аппарата.

Сухожилия обеспечивают передачу мышечных усилий, поэтому их состояние имеет значение при выполнении силовых и скоростно-силовых упражнений. Связки участвуют в стабилизации суставов, а фасции обеспечивают пространственную организацию и взаимосвязь тканей. Хрящевые структуры помогают распределять механическую нагрузку и обеспечивают нормальную работу суставных поверхностей.

При составлении тренировочных программ важно учитывать, что соединительные ткани адаптируются к физической нагрузке постепенно. Поэтому увеличение рабочего веса, тренировочного объёма и интенсивности должно быть последовательным.

Тренер должен понимать основные признаки возможной перегрузки соединительных структур, но не должен самостоятельно диагностировать тендинопатию, повреждение связок, дегенеративные изменения хряща или другие заболевания.

Главная профессиональная задача заключается в создании условий для постепенной адаптации организма к физической активности, грамотном распределении нагрузки и своевременном направлении занимающегося к медицинскому специалисту при появлении тревожных симптомов.

Итоги главы

Сухожилия, связки, фасции и хрящевые структуры являются важнейшими компонентами опорно-двигательного аппарата. Они обеспечивают передачу механических усилий, стабилизацию суставов, организацию соединительнотканных структур и распределение нагрузки.

Сухожилия соединяют мышцы с костями и передают усилие, возникающее при мышечном сокращении. Их прочность во многом определяется организацией коллагеновых волокон.

Связки преимущественно соединяют кости между собой, ограничивают чрезмерные перемещения и участвуют в стабилизации суставов.

Фасции образуют оболочки и перегородки, окружающие мышцы и другие структуры. Они обеспечивают пространственную организацию тканей, их взаимосвязь и условия для скольжения.

Хрящевая ткань отличается упругими механическими свойствами. Суставной хрящ покрывает поверхности костей, уменьшает сопротивление при движении и помогает распределять нагрузку. Межпозвоночные диски, мениски и суставные губы также выполняют важные механические функции.

Соединительные ткани адаптируются к физическим нагрузкам, однако их восстановление и структурная перестройка могут происходить медленнее, чем изменения мышечной ткани. Поэтому постепенное увеличение нагрузки и достаточное время для восстановления имеют большое значение.

Для фитнес-тренера эти знания необходимы при составлении тренировочных программ, выборе упражнений, контроле нагрузки и соблюдении профессиональных границ.

Контрольные вопросы

Какие основные функции выполняют соединительные ткани опорно-двигательного аппарата?

Какую роль сухожилия играют в передаче мышечного усилия?

Какие компоненты входят в состав сухожильной ткани?

Почему сухожилия обладают высокой прочностью на растяжение?

Какую функцию выполняет ахиллово сухожилие?

Чем сухожилия отличаются от связок?

Какую роль связки играют в стабилизации суставов?

Какие основные виды фасциальных структур выделяют?

Как фасции участвуют в организации мышечных групп?

Какие разновидности хрящевой ткани существуют?

Чем гиалиновый хрящ отличается от волокнистого и эластического?

Почему суставной хрящ не имеет собственного кровоснабжения?

Какую функцию выполняет синовиальная жидкость?

Из каких основных частей состоит межпозвоночный диск?

Какую роль играют мениски коленного сустава?

Каким образом сухожилия адаптируются к силовым нагрузкам?

Почему соединительным тканям требуется постепенное увеличение нагрузки?

Какие факторы могут влиять на восстановление сухожилий и связок?

Почему тренер не должен самостоятельно диагностировать повреждения соединительных тканей?

Как знания о соединительных структурах помогают обеспечивать безопасность тренировочного процесса?

Практическое задание

Выберите три упражнения: подъём на носки стоя, приседание со штангой и жим штанги лёжа.

Для каждого упражнения определите основные сухожилия, связки и хрящевые структуры, участвующие в работе соответствующих суставов. Объясните, какую механическую функцию они выполняют и каким образом передаётся нагрузка.

Затем рассмотрите пример постепенного увеличения тренировочной нагрузки в одном из выбранных упражнений. Объясните, почему повышение рабочего веса и объёма занятий должно происходить последовательно, а адаптация соединительных тканей требует времени.

В завершение составьте краткий алгоритм действий тренера при появлении у занимающегося стойкой боли или отёка в области сустава.

Цель задания — научиться учитывать роль соединительных тканей при анализе упражнений и планировании тренировочной нагрузки.

Основные термины главы

Сухожилие — плотная соединительная ткань, преимущественно соединяющая мышцу с костью и передающая механическое усилие.

Тендоциты — специализированные клетки сухожильной ткани, поддерживающие её структуру и внеклеточный матрикс.

Коллаген — структурный белок, обеспечивающий прочность соединительных тканей.

Апоневроз — широкая уплощённая сухожильная пластинка.

Связка — соединительнотканная структура, преимущественно соединяющая кости и участвующая в стабилизации суставов.

Фасция — соединительнотканная оболочка или пластинка, окружающая мышцы и другие анатомические структуры.

Межмышечная перегородка — фасциальная структура, разделяющая соседние мышечные группы.

Хрящевая ткань — разновидность соединительной ткани с упругими механическими свойствами.

Хондроциты — клетки хрящевой ткани, поддерживающие состав и структуру её матрикса.

Гиалиновый хрящ — разновидность хрящевой ткани, покрывающая суставные поверхности костей и встречающаяся в других анатомических структурах.

Эластический хрящ — разновидность хрящевой ткани с большим количеством эластических волокон.

Волокнистый хрящ — разновидность хрящевой ткани с высоким содержанием плотных коллагеновых волокон.

Суставной хрящ — слой гиалинового хряща, покрывающий суставные поверхности костей.

Синовиальная жидкость — вязкая жидкость внутри синовиального сустава, участвующая в смазывании суставных поверхностей и обмене веществ.

Мениск — внутрисуставная структура из волокнистого хряща, участвующая в распределении нагрузки.

Межпозвоночный диск — хрящевое образование между телами соседних позвонков.

Фиброзное кольцо — наружная часть межпозвоночного диска, образованная слоями волокнистой ткани.

Пульпозное ядро — центральная часть межпозвоночного диска с высоким содержанием воды.

Внеклеточный матрикс — комплекс веществ, окружающий клетки и определяющий механические и структурные свойства ткани.

Ремоделирование — процесс обновления и структурной перестройки ткани в ответ на внутренние и внешние воздействия.

Мышечно-сухожильный комплекс — функциональное соединение мышечной и сухожильной частей, участвующее в создании и передаче усилия.

Часть

III

. МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА ЧЕЛОВЕКА

Изучение строения скелетных мышц, их функций, особенностей сокращения и участия в основных двигательных действиях.

Глава 11. Общая организация мышечной системы

11.1. Значение мышечной системы в организме человека

Мышечная система является одним из основных компонентов опорно-двигательного аппарата и играет важнейшую роль в обеспечении двигательной деятельности человека. Благодаря работе мышц организм способен перемещаться в пространстве, поддерживать положение тела, выполнять целенаправленные движения и противодействовать внешним механическим воздействиям.

Мышцы участвуют не только в движении конечностей и туловища. Они обеспечивают стабилизацию суставов, поддержание равновесия, формирование мимики, работу органов дыхания и выполнение ряда других физиологических процессов.

В организме человека выделяют три основных типа мышечной ткани: скелетную, гладкую и сердечную. Они различаются строением, расположением, механизмами управления и функциональным назначением.

Скелетная мышечная ткань образует мышцы, которые преимущественно прикрепляются к костям посредством сухожилий. Она обеспечивает произвольные движения, поддержание позы и выполнение физических упражнений. Именно скелетные мышцы являются главным объектом изучения в профессиональной подготовке фитнес-тренера.

Гладкая мышечная ткань располагается в стенках внутренних органов и кровеносных сосудов. Она участвует в перемещении содержимого пищеварительного тракта, изменении диаметра сосудов и выполнении других непроизвольных процессов.

Сердечная мышечная ткань образует миокард — основную мышечную оболочку сердца. Благодаря её ритмическим сокращениям обеспечивается движение крови по кровеносной системе.

В рамках данной книги основное внимание будет уделено скелетной мускулатуре, поскольку именно она непосредственно участвует в выполнении силовых, аэробных, скоростных и координационных упражнений.

Для фитнес-тренера важно понимать, что мышца не работает изолированно. Любое движение является результатом взаимодействия нескольких мышц, нервной системы, суставов и соединительных структур. Поэтому изучение мышечной системы требует не только знания расположения отдельных мышц, но и понимания принципов их совместной работы.

11.2. Основные функции мышечной системы

Мышечная система выполняет несколько взаимосвязанных функций, которые обеспечивают нормальную двигательную активность и поддержание жизнедеятельности организма.

Двигательная функция заключается в создании усилия, необходимого для перемещения частей тела относительно друг друга и изменения положения всего организма в пространстве. Сокращаясь, скелетные мышцы передают усилие через сухожилия на кости, вызывая движение в суставах.

Например, при сгибании локтевого сустава активно участвуют мышцы передней поверхности плеча, прежде всего двуглавая мышца плеча и плечевая мышца. При разгибании локтя основную работу выполняет трёхглавая мышца плеча.

Постуральная функция связана с поддержанием положения тела и сохранением равновесия. Даже когда человек неподвижно стоит, его мышцы продолжают работать. Они постоянно корректируют положение отдельных частей тела и помогают противодействовать силе тяжести.

Особенно важна эта функция для мышц туловища, спины, живота и нижних конечностей. Их согласованная деятельность позволяет поддерживать устойчивое положение тела во время стояния, ходьбы и выполнения упражнений.

Стабилизирующая функция заключается в обеспечении необходимой устойчивости суставов и отдельных сегментов тела во время движения. Мышцы могут одновременно создавать движение в одном суставе и ограничивать нежелательные перемещения в другом.

Например, во время приседания мышцы туловища участвуют в поддержании положения позвоночника, а мышцы тазовой области и нижних конечностей обеспечивают контроль положения таза, коленных и тазобедренных суставов.

Терморегуляторная функция связана с образованием тепла во время мышечной деятельности. Значительная часть энергии, выделяемой при сокращении мышц, преобразуется в тепло. При физической активности теплопродукция увеличивается, поэтому организму необходимо активнее регулировать теплоотдачу.

Защитная и поддерживающая функции проявляются в участии мышц в защите внутренних органов, формировании стенок полостей тела и поддержании нормального положения анатомических структур.

Таким образом, мышечная система обеспечивает не только выполнение движений, но и поддержание устойчивости, координации и внутреннего постоянства организма.

11.3. Организация скелетной мускулатуры

Скелетная мускулатура представляет собой совокупность мышц, расположенных в различных областях тела. Каждая мышца имеет определённое анатомическое положение, форму, направление волокон и функциональное назначение.

В зависимости от расположения выделяют мышцы головы, шеи, туловища, верхних и нижних конечностей.

Мышцы головы участвуют в мимических движениях и жевании. Мышцы шеи обеспечивают движения головы, участвуют в поддержании её положения и взаимодействуют с мышцами туловища.

Мышцы туловища формируют мышечный каркас грудной клетки, живота и спины. Они участвуют в движениях позвоночника, поддержании позы, дыхании и стабилизации корпуса.

Мышцы верхних конечностей обеспечивают движения плечевого пояса, плеча, предплечья и кисти. Благодаря их работе человек может выполнять захваты, удерживать предметы, поднимать и перемещать различные объекты.

Мышцы нижних конечностей приспособлены к поддержанию массы тела, перемещению в пространстве и созданию значительных усилий. Они активно участвуют в ходьбе, беге, прыжках, приседаниях и других двигательных действиях.

Количество скелетных мышц зависит от принятой анатомической классификации и способа подсчёта отдельных мышечных образований. В учебной литературе обычно указывается, что в организме человека насчитывается более 600 скелетных мышц.

При этом размеры и форма мышц существенно различаются. Одни имеют небольшую длину и выполняют локальные движения, другие представляют собой крупные мышечные образования, способные развивать значительные усилия.

11.4. Строение скелетной мышцы на общем уровне

Скелетная мышца представляет собой сложное анатомическое образование, состоящее из мышечной ткани, соединительнотканных оболочек, кровеносных сосудов и нервных структур.

Основная функциональная часть мышцы — мышечные волокна. Они представляют собой специализированные вытянутые клетки, способные сокращаться под воздействием нервных импульсов.

Мышечные волокна объединяются в пучки. Пучки, в свою очередь, формируют мышечное брюшко — основную сократительную часть мышцы.

Каждая мышца окружена соединительнотканными оболочками. Наружная оболочка называется эпимизием. Она покрывает мышцу целиком. Отдельные пучки мышечных волокон окружены перимизием, а каждое мышечное волокно — эндомизием.

Эти оболочки не только обеспечивают структурную организацию мышечной ткани, но и участвуют в передаче механического напряжения. Они связаны с сухожильными структурами, через которые мышечное усилие передаётся на кости.

Мышца также содержит кровеносные сосуды, обеспечивающие доставку кислорода и питательных веществ, а также удаление продуктов обмена. Нервные волокна обеспечивают передачу сигналов, необходимых для управления мышечными сокращениями.

Важно понимать, что мышца представляет собой единую функциональную систему. Её работа зависит от взаимодействия сократительных элементов, соединительной ткани, нервной регуляции и кровоснабжения.

Подробное изучение микроскопического строения мышечного волокна, саркомеров и механизмов сокращения будет рассмотрено в следующей главе.

11.5. Анатомические особенности мышц

Скелетные мышцы отличаются по форме, длине, толщине, направлению волокон и количеству суставов, через которые они проходят.

По внешней форме можно выделить длинные, короткие, широкие, веретенообразные, треугольные, круговые и другие мышцы.

Длинные мышцы чаще встречаются в области конечностей. Они способны обеспечивать значительную амплитуду движения и участвуют в перемещении отдельных сегментов тела.

Короткие мышцы располагаются преимущественно в областях, где необходимы точные и контролируемые движения. Например, небольшие мышцы кисти обеспечивают сложную двигательную деятельность пальцев.

Широкие мышцы характерны для областей туловища. Они могут выполнять двигательные и стабилизирующие функции, а также участвовать в формировании стенок полостей тела.

Круговые мышцы располагаются вокруг естественных отверстий и участвуют в их закрытии и открытии.

Важной анатомической характеристикой является направление мышечных волокон относительно сухожилия и продольной оси мышцы.

У одних мышц волокна располагаются преимущественно параллельно продольной оси. У других они направлены под углом к сухожилию, формируя перистое строение.

Эти особенности влияют на функциональные возможности мышцы, включая её способность развивать усилие и обеспечивать определённую амплитуду сокращения.

Для фитнес-тренера форма мышцы имеет значение при анализе её расположения и функции, однако внешний вид мышцы сам по себе не позволяет точно определить её силу, выносливость или тренировочный потенциал.

11.6. Мышцы как элементы двигательных цепей

В реальных движениях мышцы работают согласованно. Даже относительно простое упражнение может включать большое количество мышечных групп, каждая из которых выполняет определённую задачу.

Для описания совместной деятельности мышц используют понятия агониста, антагониста, синергиста и стабилизатора.

Агонист — мышца или группа мышц, которая создаёт основное усилие для выполнения определённого движения.

Антагонист — мышца, выполняющая противоположное движение относительно действия агониста. Она может контролировать скорость движения, участвовать в его торможении и обеспечивать суставную координацию.

Синергисты — мышцы, которые помогают агонисту выполнять движение. Они могут усиливать основное действие или ограничивать нежелательные сопутствующие движения.

Стабилизаторы — мышцы, которые обеспечивают устойчивость отдельных частей тела во время движения. Их работа помогает сохранять необходимое положение суставов и сегментов тела.

Например, при сгибании локтя двуглавая мышца плеча и плечевая мышца участвуют в создании сгибающего усилия. Трёхглавая мышца плеча выступает антагонистом, поскольку выполняет разгибание локтевого сустава. Мышцы плечевого пояса и туловища помогают стабилизировать положение тела.

При выполнении приседания одновременно работают мышцы тазобедренных суставов, коленей и голеностопных суставов. При этом мышцы живота и спины участвуют в стабилизации туловища, а мышцы нижних конечностей обеспечивают создание усилия и контроль движения.

Распределение ролей между мышцами может изменяться в зависимости от положения тела, направления движения, внешней нагрузки и выбранной техники упражнения.

Именно поэтому нельзя рассматривать мышцу исключительно как отдельный анатомический объект. Для практической работы тренеру необходимо понимать её участие в комплексных двигательных действиях.

11.7. Основные виды мышечной деятельности

Работа скелетных мышц может проявляться в различных режимах, которые отличаются характером изменения длины мышцы и способом создания усилия.

При концентрическом режиме мышца развивает напряжение и укорачивается. Например, во время подъёма гантели при сгибании локтя двуглавая мышца плеча сокращается концентрически.

При эксцентрическом режиме мышца продолжает развивать напряжение, но её длина увеличивается под действием внешней силы. Например, при контролируемом опускании гантели в исходное положение сгибатели локтя выполняют эксцентрическую работу.

При изометрическом режиме мышца развивает напряжение без заметного изменения своей общей длины и без выраженного движения в соответствующем суставе. Примером может служить удержание гантели в определённом положении или сохранение статической позиции при выполнении планки.

В реальных упражнениях эти режимы часто сочетаются. Во время приседания мышцы нижних конечностей последовательно выполняют концентрическую и эксцентрическую работу, а мышцы туловища в значительной степени обеспечивают изометрическую стабилизацию.

Для тренера понимание режимов мышечной деятельности важно при выборе упражнений, регулировании темпа выполнения и определении характера тренировочной нагрузки.

Подробные механизмы мышечного сокращения и особенности различных типов мышечной работы будут рассмотрены в последующих главах.

11.8. Нервная регуляция мышечной деятельности

Скелетные мышцы находятся под контролем нервной системы. Именно нервные импульсы обеспечивают запуск и координацию мышечных сокращений, позволяя организму выполнять как простые, так и сложные двигательные действия.

Управление скелетной мускулатурой осуществляется с участием центральной и периферической нервной системы.

Центральная нервная система включает головной и спинной мозг. Она участвует в формировании двигательных команд, координации движений и обработке информации, поступающей от органов чувств и рецепторов.

Периферическая нервная система обеспечивает связь центральной нервной системы с мышцами и другими тканями. Двигательные нервные волокна передают сигналы к мышечным волокнам, вызывая их активацию.

Важным функциональным элементом является двигательная единица. Она состоит из одного двигательного нейрона и всех мышечных волокон, которые он иннервирует.

Количество мышечных волокон в одной двигательной единице различается в зависимости от мышцы и её функции. В мышцах, обеспечивающих точные движения, двигательные единицы обычно включают относительно небольшое количество волокон. В мышцах, создающих значительные усилия, одна двигательная единица может управлять большим количеством мышечных волокон.

Нервная система регулирует мышечное усилие посредством изменения количества активируемых двигательных единиц и частоты поступления нервных импульсов.

Для фитнес-тренера это имеет принципиальное значение. Развитие силы зависит не только от увеличения размеров мышц, но и от совершенствования нервно-мышечной координации.

Более подробно организация двигательных единиц, нервно-мышечная передача и механизмы управления движениями будут изучаться в соответствующих главах книги.

11.9. Кровоснабжение и энергетическое обеспечение мышц

Для выполнения работы скелетным мышцам необходима энергия. Она используется для поддержания и осуществления мышечного сокращения, восстановления исходного состояния сократительных структур и обеспечения клеточных процессов.

Основным непосредственным источником энергии для мышечного сокращения является аденозинтрифосфат — АТФ.

Запасы АТФ непосредственно в мышечных клетках ограничены, поэтому организм должен постоянно восстанавливать его в процессе обмена веществ. Для этого используются различные механизмы энергообеспечения, включая фосфагенную систему, гликолитические процессы и аэробное окисление питательных веществ.

Кровеносная система обеспечивает доставку кислорода и питательных веществ к мышцам. Во время физической активности кровоснабжение работающих мышц увеличивается в соответствии с потребностями организма.

При этом энергетические потребности мышц зависят от интенсивности, продолжительности и характера физической нагрузки. Кратковременные высокоинтенсивные усилия и продолжительная циклическая работа предъявляют разные требования к системам энергообеспечения.

Подробное изучение энергетических механизмов будет представлено в части книги, посвящённой обмену веществ и физиологии тренировок.

11.10. Значение мышечной системы в тренировочном процессе

Для фитнес-тренера знание общей организации мышечной системы является основой профессионального анализа физических упражнений.

При составлении тренировочной программы необходимо понимать, какие мышечные группы участвуют в конкретном движении, какую функцию они выполняют и каким образом взаимодействуют между собой.

Например, при выполнении жима лёжа основную двигательную работу выполняют большая грудная мышца, трёхглавая мышца плеча и передняя часть дельтовидной мышцы. При этом мышцы плечевого пояса и туловища обеспечивают необходимую стабилизацию.

Во время тяговых упражнений активно работают мышцы спины, плечевого пояса и рук. Их взаимодействие позволяет перемещать внешнее сопротивление и контролировать положение верхних конечностей.

В упражнениях для нижней части тела значительную роль играют ягодичные мышцы, мышцы бедра и голени. Они обеспечивают создание усилия, необходимого для ходьбы, приседаний, выпадов и других двигательных действий.

Однако одинаковое упражнение может предъявлять различные требования к мышечной системе в зависимости от техники выполнения, амплитуды движения, положения тела, величины сопротивления и индивидуальных особенностей занимающегося.