Caratteristica sistemi funzionali organismo e il loro miglioramento sotto l'influenza di mirati allenamento fisico. La divisione degli organi nel corpo umano in sistemi è condizionata, poiché sono funzionalmente interconnessi.

Si distinguono i seguenti sistemi: corpo umano muscolo-scheletrico, cardiovascolare, respiratorio, nervoso, endocrino, escretore, digestivo, linfatico, ecc. 2.3.1. Sistema muscolo-scheletrico Gli esecutori diretti di tutti i movimenti sono i muscoli.

Tuttavia, da soli non possono svolgere la funzione di movimento. Lavoro meccanico i muscoli vengono eseguiti tramite leve ossee. Il sistema muscolo-scheletrico comprende tre sistemi relativamente indipendenti: il sistema scheletrico, le articolazioni legamentoso-articolari delle ossa e i muscoli scheletrici muscolari. Le ossa e le loro articolazioni insieme formano lo scheletro, che svolge funzioni vitali. funzioni importanti protettivo, molla e propulsione.

Le ossa scheletriche prendono parte al metabolismo e all'ematopoiesi. La classificazione delle ossa, che nell'adulto sono più di 200, si basa sulla forma, struttura e funzione delle ossa. Nella forma, le ossa sono classificate come lunghe, corte, piatte o rotonde, ma la loro struttura è tubolare, spugnosa e aerata. Nel processo dell'evoluzione umana, la lunghezza e lo spessore delle ossa aumentano e diventano più durevoli. Questa forza ossea è dovuta a Composizione chimica osso, cioè il contenuto di sostanze organiche e minerali in essi e la sua struttura meccanica. I sali di calcio e fosforo conferiscono durezza alle ossa, mentre i suoi componenti organici conferiscono fermezza ed elasticità.

Con l'età, il contenuto di minerali, principalmente carbonato di calcio, aumenta, il che porta ad una diminuzione dell'elasticità e dell'elasticità delle ossa, facendole diventare fragili e fragili. All'esterno, l'osso è ricoperto da un guscio sottile: il periostio, che è strettamente collegato alla sostanza dell'osso.

Il periostio ha due strati: lo strato denso esterno è pieno di vasi sanguigni e linfatici e nervi, e lo strato interno che forma l'osso contiene cellule speciali che contribuiscono alla crescita dello spessore dell'osso. Grazie a queste cellule, la guarigione dell'osso avviene quando è fratturato. Il periostio ricopre l'osso quasi per tutta la sua lunghezza, ad eccezione delle superfici articolari. La crescita delle ossa in lunghezza avviene a causa delle parti cartilaginee situate ai bordi. Le articolazioni forniscono mobilità alle ossa articolari dello scheletro. Le superfici articolari sono ricoperte da un sottile strato di cartilagine, che consente alle superfici articolari di scivolare con poco attrito.

Ogni giunto è completamente racchiuso Capsula articolare. Le pareti di questa borsa secernono liquido articolare, che agisce come lubrificante. L'apparato legamentoso-capsulare e i muscoli che circondano l'articolazione la rafforzano e la fissano. Le principali direzioni di movimento fornite dalle articolazioni sono flessione - estensione, abduzione - adduzione, rotazione e movimenti circolari. Lo scheletro umano è diviso nello scheletro della testa, del busto e degli arti.

Lo scheletro della testa è chiamato cranio, che ha una struttura complessa. Il cranio contiene il cervello e alcuni sistemi sensoriali visivo, uditivo, olfattivo. Durante le lezioni esercizio fisico Grande importanza ha la presenza di punti di appoggio del cranio - contrafforti, che attenuano gli urti e gli shock durante la corsa e il salto. Il cranio è collegato direttamente al corpo tramite le prime due vertebre cervicali. Lo scheletro del corpo è costituito da colonna vertebrale e petto.

La colonna vertebrale è costituita da 33-34 vertebre e ha cinque sezioni: cervicale 7 vertebre, toracica 12, lombare 5, sacrale 5 vertebre fuse e coccigea fusa 4-5 vertebre. Le vertebre sono collegate mediante cartilagineo, elastico dischi intervertebrali e processi articolari. Dischi intervertebrali aumentare la mobilità della colonna vertebrale. Maggiore è il loro spessore, maggiore è la flessibilità. Se le curvature della colonna vertebrale sono molto pronunciate e con la scoliosi, la mobilità del torace diminuisce.

Una schiena gobba piatta o arrotondata indica debolezza dei muscoli della schiena. La correzione della postura viene effettuata con esercizi generali di sviluppo, forza e stretching. Inserisci lo scheletro principale e gabbia toracica, che svolge una funzione protettiva per organi interni ed è costituito dallo sterno, da 12 paia di costole e dalle loro connessioni. Le costole sono ossa lunghe piatte, arcuate, attaccate in modo mobile allo sterno mediante estremità cartilaginee flessibili.

Tutte le connessioni costali sono molto elastiche, il che è importante per la respirazione. Lo scheletro dell'arto superiore è formato dal cingolo scapolare, costituito da due scapole e due clavicole, e dall'arto superiore libero, comprendente la spalla, l'avambraccio e la mano. Lo scheletro dell'arto inferiore è formato dalla cintura pelvica, costituita da due ossa pelviche e dall'osso sacro, e dallo scheletro dell'arto inferiore libero, comprendente la coscia, la parte inferiore della gamba e il piede. Le lezioni di educazione fisica adeguatamente organizzate non danneggiano lo sviluppo dello scheletro, diventa più forte a causa dell'ispessimento dello strato corticale delle ossa.

Questo è importante quando si eseguono esercizi fisici che richiedono un'elevata resistenza meccanica: corsa, salto, ecc. Una costruzione impropria delle sessioni di allenamento può portare a un sovraccarico dell'apparato di supporto. Anche l'unilateralità nella scelta degli esercizi può causare deformazioni scheletriche. Nelle persone con attività motoria limitata, il cui lavoro è caratterizzato dal mantenimento di una determinata postura per lungo tempo, si verificano cambiamenti significativi nel tessuto osseo e cartilagineo, che influiscono in modo particolarmente negativo sulla condizione della colonna vertebrale e dei dischi intervertebrali. L'esercizio fisico rafforza la colonna vertebrale e, grazie allo sviluppo del corsetto muscolare, elimina varie curvature, contribuendo allo sviluppo postura corretta ed espansione del torace.

Qualsiasi attività motoria, compresa quella sportiva, viene svolta con l'ausilio dei muscoli, grazie alla loro contrazione.

Pertanto, la struttura e la funzionalità dei muscoli devono essere conosciute da chiunque, ma soprattutto da chi pratica attività fisica e sportiva. I muscoli rappresentano una parte significativa della massa secca del corpo umano. Nelle donne, i muscoli rappresentano rispettivamente fino a 35 del peso corporeo totale e negli uomini fino a 50. Un allenamento speciale per la forza può aumentare significativamente la massa muscolare. L'inattività fisica porta ad una diminuzione massa muscolare e spesso - ad un aumento della massa grassa.

Nel corpo umano esistono diversi tipi di muscoli: muscoli scheletrici striati, lisci e cardiaci. L'attività muscolare è regolata dal sistema nervoso centrale. I muscoli scheletrici mantengono il corpo umano in equilibrio ed eseguono tutti i movimenti. Quando i muscoli si contraggono, si accorciano e, attraverso i loro elementi elastici - tendini, eseguono movimenti di parti dello scheletro. Lavoro muscoli scheletrici possono essere controllati arbitrariamente, tuttavia, con un lavoro intenso si stancano molto rapidamente.

I muscoli lisci fanno parte degli organi interni umani. Le cellule muscolari lisce si accorciano a causa della contrazione degli elementi contrattili, ma la velocità della loro contrazione è centinaia di volte inferiore a quella dei muscoli scheletrici. Grazie a ciò, la muscolatura liscia è ben adattata alla contrazione prolungata e sostenuta senza affaticamento e con un basso consumo di energia. Ogni muscolo contiene un nervo che si divide in rami sottili e sottili. Le terminazioni nervose raggiungono le singole fibre muscolari, trasmettendo loro gli impulsi di eccitazione che le fanno contrarre.

I muscoli alle loro estremità passano nei tendini, attraverso i quali trasmettono le forze alle leve ossee. I tendini hanno anche proprietà elastiche e sono un elemento elastico coerente del muscolo. I tendini hanno una maggiore resistenza alla trazione rispetto al tessuto muscolare. Le zone del muscolo più deboli e quindi spesso ferite sono le transizioni tra muscolo e tendine. Pertanto, prima di ogni seduta di allenamento, è necessario un buon riscaldamento preliminare. I muscoli del corpo umano formano gruppi di lavoro e lavorano, di regola, in modo coordinato nelle relazioni spazio-temporali e dinamico-temporali.

Questa interazione è chiamata coordinazione muscolare. Maggiore è il numero di muscoli o gruppi coinvolti in un movimento, più complesso è il movimento, maggiore è il consumo di energia e maggiore è il ruolo svolto dalla coordinazione intermuscolare nell'aumentare l'efficienza del movimento. Una migliore coordinazione intermuscolare porta ad un aumento di forza, velocità, resistenza e flessibilità.

Tutti i muscoli sono penetrati da un sistema complesso vasi sanguigni. Il sangue che scorre attraverso di loro fornisce loro sostanze nutritive e ossigeno. La forza di contrazione muscolare dipende dall'area della sezione trasversale del muscolo, dalla dimensione dell'area del suo attacco all'osso, nonché dalla direzione della forza sviluppata dal muscolo e dalla lunghezza del muscolo. il braccio di applicazione della forza. Ad esempio, il flessore del bicipite può creare forze fino a 150 kg e il flessore del polpaccio fino a 480 kg. Durante il processo di contrazione muscolare, solo una parte delle fibre muscolari è coinvolta contemporaneamente, il resto in questo momento svolge una funzione passiva.

Pertanto, i muscoli possono esibirsi a lungo lavoro, tuttavia, perdono gradualmente le loro prestazioni e si verifica un affaticamento muscolare. Come risultato dell'allenamento fisico, il volume e la forza del muscolo aumentano significativamente di 1,5-3 volte e la velocità di contrazione e resistenza ai fattori avversi aumenta di 1,2-2 volte, il che porta ad un aumento della forza dei tendini sotto l'influenza degli sforzi muscolari.

I principali gruppi muscolari sono presentati chiaramente nella Figura 2.1 Muscoli delle braccia 1. Muscolo deltoide. Copre l'articolazione della spalla. È costituito da tre fasci: anteriore, medio e posteriore. Ogni fascio muove una mano nella direzione del suo nome. 2. Bicipite o bicipite brachiale. Situato sulla superficie anteriore della mano. Piega il braccio all'altezza dell'articolazione del gomito. 3. Muscolo tricipite o tricipite brachiale. Situato su superficie posteriore mani. Estende il braccio all'altezza dell'articolazione del gomito. 4. Flessori ed estensori delle dita.

Alcuni si trovano sulla superficie interna dell'avambraccio, altri sul lato esterno. Controllano i movimenti delle dita. Muscoli cintura scapolare 5. Muscolo sternocleidomastoideo. Ruota e piega la testa e partecipa al sollevamento del torace verso l'alto. 6. I muscoli scaleni del collo si trovano in profondità nel collo. Partecipa al movimento della colonna vertebrale. 7. Muscolo trapezio. Situato sulla parte posteriore del collo e del petto.

Alza e abbassa le scapole, tira indietro la testa. Muscoli del torace 8. Muscolo grande pettorale. Situato sulla superficie anteriore del torace. Avvicina il braccio al corpo e lo ruota verso l'interno. 9. Muscolo serrato anteriore. Situato sulla superficie laterale del torace. Ruota la scapola e la allontana dalla colonna vertebrale. 10. Muscoli intercostali. Trovato sulle costole. Partecipare all'atto della respirazione. Muscoli addominali. 11. Muscolo retto. Situato lungo la superficie anteriore della stampa addominale. Piega il busto in avanti. 12. Muscolo obliquo esterno.

Situato sul lato della stampa addominale. Con la contrazione unilaterale piega e ruota il busto, con la contrazione bilaterale lo inclina in avanti. Muscoli della schiena 13. Muscolo latissimus. Situato sul retro del torace. Porta la spalla verso il corpo, ruota il braccio verso l'interno e lo tira indietro. 14. Muscoli lunghi. Situato lungo la colonna vertebrale. Distenditi, inclinati e ruota il busto di lato. 7. Muscolo trapezio, si riferisce anche ai muscoli della schiena. Muscoli delle gambe 15. Muscoli glutei.

Muovi la gamba dentro articolazione dell'anca, rapire, estendere, ruotare la coscia dentro e fuori. Raddrizzare il busto piegato in avanti. 16. Muscolo quadricipite. Situato sulla parte anteriore della coscia. Estende la gamba all'altezza del ginocchio, flette la coscia all'altezza dell'articolazione dell'anca e la ruota. 17. Muscolo bicipite. Situato sul retro della coscia. Piega la gamba verso l'interno articolazione del ginocchio e si estende all'articolazione dell'anca. 18. Muscolo del polpaccio. Situato sul retro della parte inferiore della gamba.

Flette il piede, partecipa alla flessione della gamba nell'articolazione del ginocchio. 19. Muscolo soleo. Situato in profondità nella parte inferiore della gamba. Flette il piede. 2.3.2.

Fine del lavoro -

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2.3.1. Sistema scheletrico e sue funzioni

Panoramica generale dello scheletro Lo scheletro (greco sceleton - umano essiccato, essiccato) è un complesso di ossa, diverse per forma e dimensione. Una persona ha più di 200 ossa (85 pari e 36 spaiate), che, a seconda della loro forma e

le funzioni si dividono in: tubulari (ossa degli arti); spugnoso (svolgono principalmente funzioni protettive e di supporto - costole, sterno, vertebre, ecc.); piatto (ossa del cranio, bacino, cingoli degli arti); misto (base del cranio).

Ogni osso contiene tutti i tipi di tessuto, ma predomina l'osso, che è un tipo di tessuto connettivo. La composizione delle ossa comprende organici e non organici materia organica. La sostanza inorganica (65-70\% massa ossea secca) è costituita principalmente da fosforo e calcio. Organiche (30-35\%) sono cellule ossee, fibre di collagene. L'elasticità e l'elasticità delle ossa dipendono dalla presenza di sostanze organiche in esse e la durezza è fornita dai sali minerali. La combinazione di sostanze organiche e sali minerali nell'osso vivo gli conferisce una resistenza ed elasticità straordinarie, paragonabili alla durezza ed elasticità della ghisa, del bronzo o del rame. Le ossa dei bambini sono più elastiche e resistenti - in esse predominano le sostanze organiche, mentre le ossa degli anziani sono più fragili - contengono un gran numero di composti inorganici.

La crescita e la formazione delle ossa sono significativamente influenzate da fattori socio-ecologici: alimentazione, ambiente, ecc. La carenza di nutrienti, sali o disturbi nei processi metabolici associati alla sintesi proteica influenzano immediatamente la crescita ossea. La carenza di vitamine C, D, calcio o fosforo interrompe il naturale processo di calcificazione e sintesi proteica nelle ossa, rendendole più fragili. L’attività fisica influisce anche sui cambiamenti ossei. Quando si eseguono sistematicamente esercizi statici e dinamici di volume e intensità significativi, le ossa diventano più massicce e si formano ispessimenti ben definiti nei punti di attacco muscolare: sporgenze ossee, tubercoli e creste. Si verifica una ristrutturazione interna della sostanza ossea compatta, il numero e la dimensione delle cellule ossee aumentano e le ossa diventano molto più forti. Un'attività fisica adeguatamente organizzata durante l'esecuzione di esercizi di forza e forza veloce aiuta a rallentare il processo di invecchiamento delle ossa.

Lo scheletro umano (Fig. 2.1) è costituito dalla colonna vertebrale, dal cranio, dal torace, dai cingoli degli arti e dallo scheletro degli arti liberi.

Riso. 2.1. Scheletro umano.

Vista frontale:

1 - cranio, 2 - colonna vertebrale, 3 - clavicola, 4 - costola, 5 - sterno, b - osso brachiale, 7 - osso del radio, 8 - osso dell'ulna, 9 - ossa del carpo, 10 - ossa metacarpali, 11 - falangi delle dita, 12 - ilio, 13 - osso sacro, 14 - osso pubico, 15 - ischio, 16 - femore, 17 - rotula, 18 - tibia, 19 - perone. 20 - ossa tarsali, 21 - ossa metatarsali, 22 - falangi delle dita

La colonna vertebrale, composta da 33-34 vertebre, ha cinque sezioni: cervicale (7 vertebre), toracica (12), lombare (5), sacrale (5), coccigea (4-5). La colonna vertebrale consente piegamenti in avanti e indietro, lateralmente e movimenti di rotazione attorno ad un asse verticale. Normalmente presenta due piegamenti in avanti (lordosi cervicale e lombare) e due piegamenti all'indietro (cifosi toracica e sacrale). Le curve nominate hanno valore funzionale durante l'esecuzione di vari movimenti (camminare, correre, saltare, capriole, ecc.), indeboliscono gli urti, gli impatti, ecc., fungendo da ammortizzatore.

Il torace è formato da 12 vertebre toraciche, 12 paia di costole e sterno(sterno), protegge il cuore; polmoni, fegato e parte tratto digerente; Il volume del torace può cambiare durante la respirazione con la contrazione dei muscoli intercostali e del diaframma.

Il cranio protegge il cervello e i centri sensoriali dalle influenze esterne. È costituito da 20 ossa accoppiate e spaiate, collegate tra loro senza movimento, ad eccezione della mascella inferiore. Il cranio è collegato alla colonna vertebrale da due condili dell'osso occipitale con la vertebra cervicale superiore avente superfici articolari corrispondenti.

Lo scheletro dell'arto superiore è formato dal cingolo scapolare, costituito da due scapole e due clavicole, e dall'arto superiore libero, comprendente la spalla, l'avambraccio e la mano. La spalla è un osso tubolare dell'omero;

l'avambraccio è formato dalle ossa del radio e dell'ulna; lo scheletro della mano è suddiviso in polso (8 ossa disposte su due file), metacarpo (5 ossa tubolari corte) e falangi delle dita (14 falangi).

Lo scheletro dell'arto inferiore è formato dalla cintura pelvica (2 ossa pelviche e sacro) e lo scheletro dell'arto inferiore libero, che consiste di tre sezioni principali: il femore (un femore), la tibia (tibia e piccolo tibia) e piedi (tarso - 7 ossa, metatarso - 5 ossa e 14 falangi).

Riso. 2.2. Schema della struttura congiunta:

1 - periostio, 2 - osso, 3 - Capsula articolare, 4 - cartilagine articolare, 5 - cavità articolare

Tutte le ossa dello scheletro sono collegate tramite articolazioni, legamenti e tendini. Le articolazioni (Fig. 2.2) sono articolazioni mobili, la cui area di contatto delle ossa è ricoperta da una capsula articolare costituita da tessuto connettivo denso che si fonde con il periostio delle ossa articolari. La cavità dei giunti è chiusa ermeticamente; ha un volume ridotto, a seconda della forma e delle dimensioni del giunto. Il fluido articolare riduce l'attrito tra le superfici durante il movimento, la stessa funzione è svolta dal rivestimento liscio della cartilagine superfici articolari. Le articolazioni possono subire flessione, estensione, adduzione, abduzione e rotazione.

Quindi, il sistema muscolo-scheletrico è costituito da ossa, legamenti, muscoli e tendini muscolari. La maggior parte delle ossa articolari sono collegate da legamenti e tendini muscolari, formando le articolazioni degli arti, della colonna vertebrale, ecc. Le funzioni principali sono il supporto e il movimento del corpo e delle sue parti nello spazio.

La funzione principale delle articolazioni è quella di partecipare ai movimenti. Fungono anche come ammortizzatori, smorzando l'inerzia del movimento e consentendoti di fermarti istantaneamente mentre ti muovi. Con l'esercizio sistematico e lo sport, le articolazioni si sviluppano e si rafforzano, l'elasticità dei legamenti e dei tendini muscolari aumenta e la flessibilità aumenta. E viceversa, in assenza di movimento, la cartilagine articolare si allenta e le superfici articolari cambiano, appaiono le ossa articolari sensazioni dolorose, si verificano processi infiammatori.

In condizioni di normale attività fisiologica e attività motoria le articolazioni mantengono la loro libertà di movimento per lungo tempo e subiscono lentamente l'invecchiamento. Ma un’attività fisica eccessiva ha un effetto dannoso sulla struttura e sulla funzione delle articolazioni:

la cartilagine articolare può assottigliarsi, la capsula articolare e i legamenti diventare sclerotici, si formano protuberanze ossee lungo la periferia, ecc. In altre parole, i cambiamenti morfologici nelle articolazioni portano a restrizioni funzionali sulla mobilità articolare e ad una diminuzione dell’ampiezza del movimento.

2.3.2. Sistema muscolare e le sue funzioni

(struttura, fisiologia e biochimica del muscolo

abbreviazioni, revisione generale muscoli scheletrici)

Esistono due tipi di muscoli: lisci (involontari) e striati (volontari). I muscoli lisci si trovano nelle pareti dei vasi sanguigni e in alcuni organi interni. Restringono o dilatano i vasi sanguigni e spostano il cibo tratto gastrointestinale, contraggono le pareti della vescica. I muscoli striati sono tutti muscoli scheletrici che forniscono una varietà di movimenti del corpo. Tra i muscoli striati rientra anche il muscolo cardiaco, che garantisce automaticamente il funzionamento ritmico del cuore per tutta la vita. La base dei muscoli sono le proteine, che ne costituiscono l'80-85\% tessuto muscolare(acqua esclusa). La proprietà principale del tessuto muscolare è la contrattilità, assicurata dalle proteine ​​muscolari contrattili: actina e miosina.

Il tessuto muscolare è molto complesso. Un muscolo ha una struttura fibrosa, ogni fibra è un muscolo in miniatura, l'insieme di queste fibre forma il muscolo nel suo insieme. La fibra muscolare, a sua volta, è costituita da miofibrille. Ogni miofibrilla è divisa in aree chiare e scure alternate. Aree scure: le protofibrille sono costituite da lunghe catene di molecole di miosina, le aree chiare sono formate da filamenti proteici di actina più sottili. Quando il muscolo è in uno stato non contratto (rilassato), i filamenti di actina e di miosina sono avanzati solo parzialmente l'uno rispetto all'altro, e a ciascun filamento di miosina si oppongono, circondandolo, diversi filamenti di actina. Un avanzamento più profondo l'uno rispetto all'altro causa un accorciamento ( contrazione) delle miofibrille delle singole fibre muscolari e dell'intero muscolo nel suo insieme (Fig. 2.3).

Si avvicinano al muscolo e se ne allontanano (principio arco riflesso) numerose fibre nervose (Fig. 2.4). Le fibre nervose motorie (efferenti) trasmettono impulsi dal cervello e midollo spinale, portando i muscoli in condizioni di lavoro; le fibre sensoriali trasmettono gli impulsi nella direzione opposta, informando il sistema nervoso centrale sull'attività muscolare. Attraverso le fibre nervose simpatiche vengono regolati i processi metabolici nei muscoli, per cui la loro attività si adatta alle mutate condizioni di lavoro e ai diversi carichi muscolari. Ogni muscolo è penetrato da una vasta rete di capillari, attraverso i quali entrano le sostanze necessarie al funzionamento dei muscoli e vengono eliminati i prodotti metabolici.

Muscoli scheletrici. I muscoli scheletrici fanno parte della struttura del sistema muscolo-scheletrico, sono attaccati alle ossa dello scheletro e, quando contratti, muovono le singole parti dello scheletro e le leve. Sono coinvolti nel mantenimento della posizione del corpo e delle sue parti nello spazio, forniscono movimenti quando si cammina, si corre, si mastica, si deglutisce, si respira, ecc., Generando calore. I muscoli scheletrici hanno la capacità di essere eccitati sotto l'influenza degli impulsi nervosi. L'eccitazione viene effettuata sulle strutture contrattili (miofibrille) che, contraendosi, eseguono un determinato atto motorio: movimento o tensione.

Riso. 2.3. Rappresentazione schematica del muscolo.

Il muscolo (L) è costituito da fibre muscolari (B), ciascuna di esse è costituita da miofibrille (C). La miofibrilla (D) è composta da miofilamenti spessi e sottili (D). La figura mostra un sarcomero, delimitato su entrambi i lati da linee: 1 - disco isotropo, 2 - disco anisotropo, 3 - area con minore anisotropia. Sezione trasversale di una multifibrilla (4), che dà un'idea della distribuzione esagonale dei multifilamenti spessi e sottili

Riso. 2.4. Diagramma dell'arco riflesso più semplice:

1 - neurone afferente (sensibile), 2 - nodo spinale, 3 - interneurone, 4. - materia grigia del midollo spinale, 5 - neurone efferente (motore), 6 - terminazione nervosa motoria nei muscoli; 7 - terminazione nervosa sensibile nella pelle

Ricordiamo che tutto il muscolo scheletrico è costituito da muscoli striati. Nell'uomo ce ne sono circa 600 e la maggior parte sono accoppiati. Il loro peso è pari al 35-40% del peso corporeo totale di un adulto. I muscoli scheletrici sono ricoperti esternamente da una densa membrana di tessuto connettivo. In ogni muscolo ce ne sono diversi parte attiva(corpo muscolare) e passivo (tendine). I muscoli si dividono in lunghi, corti e larghi.

I muscoli la cui azione è diretta nella direzione opposta sono detti antagonisti, mentre i muscoli che agiscono nella stessa direzione sono detti sinergici. Gli stessi muscoli in situazioni diverse possono agire in una o nell'altra capacità. Negli esseri umani, sono più comuni la forma a fuso e quella a nastro. I muscoli fusiformi si trovano e funzionano nella zona delle formazioni ossee lunghe degli arti; possono avere due ventri (muscoli digastrici) e più teste (muscoli bicipiti, tricipiti, quadricipiti). I muscoli nastriformi hanno larghezze diverse e sono solitamente coinvolti nella formazione del corsetto delle pareti del busto. Muscoli con struttura piumata, di grande diametro fisiologico dovuto a grande quantità strutture muscolari corte, molto più robuste di quei muscoli in cui il decorso delle fibre ha andamento rettilineo (longitudinale). I primi sono chiamati muscoli forti che eseguono movimenti di piccola ampiezza, i secondi sono chiamati muscoli abili che partecipano a movimenti di grande ampiezza. In base allo scopo funzionale e alla direzione dei movimenti delle articolazioni, i muscoli si distinguono in flessori ed estensori, adduttori e abduttori, sfinteri (compressori) e dilatatori.

La forza di un muscolo è determinata dal peso del carico che può sollevare ad una certa altezza (o che è in grado di sostenere alla massima eccitazione) senza modificare la sua lunghezza. La forza di un muscolo dipende dalla somma delle forze delle fibre muscolari e dalla loro contrattilità; sul numero di fibre muscolari nel muscolo e sul numero di unità funzionali simultaneamente eccitate durante lo sviluppo della tensione; dalla lunghezza iniziale del muscolo (un muscolo prestirato sviluppa una forza maggiore); sulle condizioni di interazione con le ossa dello scheletro.

La contrattilità di un muscolo è caratterizzata dalla sua forza assoluta, cioè forza per 1 cm2 di sezione trasversale delle fibre muscolari. Per calcolare questo indicatore, la forza muscolare viene divisa per l'area del suo diametro fisiologico (cioè la somma delle aree di tutte le fibre muscolari che compongono il muscolo). Ad esempio: una persona media ha la forza (per 1 cm2 di sezione muscolare) del muscolo gastrocnemio. - 6,24; estensori del collo - 9.0; muscolo tricipite brachiale - 16,8 kg.

Il sistema nervoso centrale regola la forza di contrazione muscolare modificando il numero di unità funzionali coinvolte contemporaneamente nella contrazione, nonché la frequenza degli impulsi ad esse inviati. L'aumento della frequenza degli impulsi porta ad un aumento della tensione.

Lavoro muscolare. Durante il processo di contrazione muscolare, l'energia potenziale chimica viene convertita in energia potenziale di tensione meccanica e energia cinetica movimenti. Esiste una distinzione tra lavoro interno ed esterno. Lavoro interiore associato all'attrito nella fibra muscolare durante la sua contrazione. Il lavoro esterno si manifesta quando si sposta il proprio corpo, il carico o singole parti del corpo (lavoro dinamico) nello spazio. È caratterizzato dal fattore di efficienza (efficienza) del sistema muscolare, cioè. il rapporto tra il lavoro svolto e il dispendio energetico totale (per i muscoli umani l'efficienza è del 15-20\%; per le persone fisicamente sviluppate e allenate questa cifra è leggermente superiore).

Con sforzi statici (senza movimento), non possiamo parlare di lavoro in quanto tale dal punto di vista fisico, ma di lavoro, che dovrebbe essere valutato in base ai costi energetici fisiologici del corpo.

Il muscolo come organo. In generale, il muscolo come organo è una formazione strutturale complessa che svolge determinate funzioni ed è composta per il 72-80% da acqua e per il 16-20% da materia densa. Le fibre muscolari sono costituite da miofibrille con nuclei cellulari, ribosomi, mitocondri, reticolo sarcoplasmatico, organi sensoriali formazioni nervose- Propriocettori e altri elementi funzionali che forniscono la sintesi proteica, la fosforilazione ossidativa e la risintesi dell'acido adenosina trifosforico, il trasporto di sostanze all'interno della cellula muscolare, ecc. durante il funzionamento delle fibre muscolari. Un'importante formazione strutturale e funzionale di un muscolo è un'unità motoria, o neuromotoria, costituita da un motoneurone e dalle fibre muscolari da esso innervate. Esistono unità motorie piccole, medie e grandi a seconda del numero di fibre muscolari coinvolte nell'atto di contrazione.

Il sistema di strati e membrane di tessuto connettivo si connette fibre muscolari in un unico sistema di lavoro che, con l'ausilio dei tendini, trasmette la trazione che avviene durante la contrazione muscolare alle ossa dello scheletro.

L'intero muscolo è penetrato da una vasta rete di vasi sanguigni e rami di ventose linfatiche. Le fibre muscolari rosse hanno una rete di vasi sanguigni più densa di quelle bianche. Hanno un grande apporto di glicogeno e lipidi, sono caratterizzati da una significativa attività tonica, dalla capacità di sopportare stress prolungato e svolgere un lavoro dinamico prolungato. Ogni fibra rossa ha più mitocondri delle fibre bianche - generatori e fornitori di energia, circondati da 3-5 capillari, e questo crea le condizioni per un afflusso di sangue più intenso alle fibre rosse e un alto livello di processi metabolici.

Le fibre muscolari bianche hanno miofibrille più spesse e più forti delle miofibrille delle fibre rosse; si contraggono rapidamente, ma non sono capaci di una tensione prolungata. I mitocondri della sostanza bianca hanno un solo capillare. La maggior parte dei muscoli contiene fibre rosse e bianche in proporzioni variabili. Esistono anche fibre muscolari toniche (capaci di eccitazione locale senza diffusione); fasico, capace di rispondere a un'ondata di eccitazione diffusa sia con contrazione che con rilassamento; transitorio, combinando entrambe le proprietà.

La pompa muscolare è un concetto fisiologico associato alla funzione muscolare e al suo effetto sul proprio apporto sanguigno. La sua azione principale si manifesta come segue: durante la contrazione dei muscoli scheletrici, l'afflusso del sangue arterioso verso di essi rallenta e il suo deflusso attraverso le vene accelera; durante il periodo di rilassamento, il deflusso venoso diminuisce e l'afflusso arterioso raggiunge il suo massimo. Lo scambio di sostanze tra sangue e fluido tissutale avviene attraverso la parete dei capillari.

Riso. 2.5. Rappresentazione schematica dei processi che si verificano in

sinapsi dopo l'eccitazione:

1 - vescicole sinaptiche, 2 - membrana presinaptica, 3 - trasmettitore, 4 - membrana post-sinaptica, 5 - fessura sinaptica

Meccanismi muscolari Le funzioni muscolari sono regolate da varie contrazioni del sistema nervoso centrale (SNC), che determinano in gran parte la natura della loro versatile attività

(fasi del movimento, tensione tonica, ecc.). Recettori Sistema locomotore danno origine alle fibre afferenti dell'analizzatore motorio, che costituiscono il 30-50% delle fibre dei nervi misti (afferenti-efferenti) diretti al midollo spinale. La contrazione muscolare Provoca impulsi che sono la fonte della sensazione muscolare: cinestesia.

Il trasferimento dell'eccitazione da una fibra nervosa a una fibra muscolare viene effettuato attraverso la sinapsi neuromuscolare (Fig. 2.5), che consiste di due membrane separate da una fessura: presinaptica (origine nervosa) e postsinaptica (origine muscolare). Quando esposti a un impulso nervoso, vengono rilasciati quanti di acetilcolina, che portano alla comparsa di un potenziale elettrico in grado di eccitare la fibra muscolare. La velocità di trasmissione dell'impulso nervoso attraverso una sinapsi è migliaia di volte inferiore a quella di fibra nervosa. Conduce l'eccitazione solo nella direzione del muscolo. Normalmente, fino a 150 impulsi possono passare attraverso la giunzione neuromuscolare dei mammiferi in un secondo. Con l'affaticamento (o la patologia), la mobilità delle terminazioni neuromuscolari diminuisce e la natura degli impulsi può cambiare.

Chimica ed energia della contrazione muscolare. La contrazione e la tensione del muscolo vengono effettuate a causa dell'energia rilasciata durante le trasformazioni chimiche che si verificano quando si entra nel

muscolo con un impulso nervoso o applicandogli un'irritazione diretta. Le trasformazioni chimiche nel muscolo avvengono sia in presenza di ossigeno (in condizioni aerobiche) che in sua assenza (in condizioni anaerobiche).

Scissione e risintesi dell'acido adenosina trifosforico (ATP). La fonte primaria di energia per la contrazione muscolare è la scomposizione dell'ATP (presente nella membrana cellulare, nel reticolo e nei filamenti di miosina) in acido adenosina difosforico (ADP) e acidi fosforici. In questo caso da ogni grammo molecola di ATP vengono rilasciate 10.000 calorie:

ATP = ADP + H3PO4 + 10.000 cal.

Durante ulteriori trasformazioni, l'ADP viene defosforilato in acido adenilico. La degradazione dell'ATP è stimolata dall'enzima proteico actomiosina (adenosina trifosfatasi). Non è attivo a riposo; si attiva quando la fibra muscolare è eccitata. A sua volta, l’ATP agisce sui filamenti di miosina, aumentandone l’estensibilità. L'attività dell'actomiosina aumenta sotto l'influenza degli ioni Ca, che, a riposo, si trovano nel reticolo sarcoplasmatico.

Le riserve di ATP nei muscoli sono insignificanti e, per mantenerne l'attività, è necessaria una risintesi continua di ATP. Si verifica a causa dell'energia ottenuta dalla scomposizione della creatina fosfato (CrP) in creatina (Cr) e acido fosforico (fase anaerobica). Con l'aiuto degli enzimi, il gruppo fosfato del KrP viene rapidamente trasferito all'ADP (entro millesimi di secondo). In questo caso per ogni mole di CrP vengono liberati 46 kJ:

Pertanto, il processo finale che fornisce tutto il dispendio energetico del muscolo è il processo di ossidazione. Nel frattempo, l'attività muscolare a lungo termine è possibile solo se vi è un apporto sufficiente di ossigeno, poiché in condizioni anaerobiche il contenuto di sostanze in grado di rilasciare energia diminuisce gradualmente. Inoltre, si accumula acido lattico; uno spostamento della reazione verso il lato acido interrompe le reazioni enzimatiche e può portare all'inibizione e alla disorganizzazione del metabolismo e ad una diminuzione delle prestazioni muscolari. Condizioni simili si verificano nel corpo umano durante il lavoro di massima, submassimale e alta intensità (potenza), ad esempio, quando si percorrono distanze brevi e medie. A causa dell'ipossia sviluppata (mancanza di ossigeno), l'ATP non viene completamente ripristinato, si verifica un cosiddetto debito di ossigeno e si accumula acido lattico.

La risintesi aerobica dell'ATP (sinonimi: fosforilazione ossidativa, respirazione dei tessuti) è 20 volte più efficace della generazione di energia anaerobica. La parte di acido lattico accumulata durante l'attività anaerobica e nel processo di lavoro a lungo termine viene ossidata in anidride carbonica e acqua (1/4-1/6 di essa), l'energia risultante viene utilizzata per ripristinare le restanti parti di acido lattico in glucosio e glicogeno, garantendo la risintesi di ATP e KrF. L'energia dei processi ossidativi viene utilizzata anche per la risintesi dei carboidrati necessari al muscolo per la sua attività immediata.

In generale, i carboidrati forniscono la maggiore quantità di energia per il lavoro muscolare. Ad esempio, durante l'ossidazione aerobica del glucosio si formano 38 molecole di ATP (per confronto: durante la scomposizione anaerobica dei carboidrati si formano solo 2 molecole di ATP).

Il tempo di dispiegamento del percorso aerobico di formazione dell'ATP è di 3-4 minuti (per persone allenate - fino a 1 minuto), la potenza massima è di 350-450 cal/min/kg, il tempo per mantenere la massima potenza è di decine di minuti. Se a riposo la velocità di risintesi aerobica dell'ATP è bassa, allora a attività fisica la sua potenza diventa massima e allo stesso tempo il percorso aerobico può lavorare per ore. Inoltre è molto economico: durante questo processo avviene una profonda decomposizione delle sostanze di partenza prodotti finali COg e NaO. Inoltre, la via aerobica della risintesi dell'ATP si distingue per la sua versatilità nell'uso dei substrati: tutte le sostanze organiche dell'organismo vengono ossidate (amminoacidi, proteine, carboidrati, acidi grassi, corpi chetonici, ecc.).

Tuttavia, il metodo aerobico di risintesi dell'ATP presenta anche degli svantaggi: 1) richiede il consumo di ossigeno, il cui apporto al tessuto muscolare è assicurato dai sistemi respiratorio e cardiovascolare, che è naturalmente associato alla loro tensione; 2) qualsiasi fattore che influenza lo stato e le proprietà delle membrane mitocondriali interrompe la formazione di ATP; 3) lo sviluppo della formazione aerobica di ATP è lungo nel tempo e di bassa potenza.

L'attività muscolare svolta nella maggior parte degli sport non può essere completamente garantita dal processo aerobico di risintesi di ATP, e il corpo è costretto a includere inoltre metodi anaerobici di formazione di ATP, che hanno un tempo di dispiegamento più breve e una maggiore potenza massima del processo ( cioè la più grande quantità di ATP, "formata per unità di tempo) - 1 mole di ATP corrisponde a 7,3 cal, o 40 J (1 cal == 4,19 J).

Tornando ai processi anaerobici di formazione dell'energia, è opportuno chiarire che essi si verificano in almeno due tipi di reazioni: 1. Creatina fosfochinasi - quando viene scomposto il CrP, i gruppi fosforici vengono trasferiti all'ADP, risintetizzando così l'ATP. Ma le riserve di creatina fosfato nei muscoli sono piccole e questo provoca una rapida (entro 2-4 s) estinzione di questo tipo di reazione. 2. Glicolitico (glicolisi) - si sviluppa più lentamente, entro 2-3 minuti di lavoro intenso. La glicolisi inizia con la fosforilazione delle riserve di glicogeno muscolare e del glucosio nel sangue. L'energia di questo processo è sufficiente per diversi minuti di duro lavoro. In questa fase viene completata la prima fase della fosforilazione del glicogeno e avviene la preparazione al processo ossidativo. Poi arriva il secondo stadio della reazione glicolitica - la deidrogenazione e il terzo - la riduzione dell'ADP in ATP. La reazione glicolitica termina con la formazione di due molecole di acido lattico, dopo di che si svolgono i processi respiratori (in 3-5 minuti di lavoro), quando l'acido lattico (lattato), formato durante le reazioni anaerobiche, inizia a ossidarsi.

Gli indicatori biochimici per valutare la via anaerobica della creatinfosfato della risintesi dell'ATP sono il coefficiente di creatinina e il debito di ossigeno alattattico (senza acido lattico). Il rapporto di creatinina è l'escrezione di creatinina nelle urine al giorno per 1 kg di peso corporeo. Negli uomini, l'escrezione di creatinina varia da 18 a 32 mg/giorno x kg, e nelle donne da 10 a 25 mg/giorno x kg. Esiste una relazione lineare tra il contenuto di creatina fosfato e la formazione di creatinina. Pertanto, utilizzando il coefficiente di creatinina, è possibile valutare le potenziali capacità di questa via di risintesi dell'ATP.

Cambiamenti biochimici nel corpo causati dall'accumulo di acido lattico a seguito della glicolisi. Se a riposo prima dell'inizio dell'attività muscolare la concentrazione di lattato nel sangue è 1-2 mmol/l, dopo un esercizio intenso e di breve durata per 2-3 minuti questo valore può raggiungere 18-20 mmol/l. Un altro indicatore che riflette l'accumulo di acido lattico nel sangue è il valore del sangue (pH): a riposo 7,36, dopo l'esercizio diminuisce a 7,0 o più. L'accumulo di lattato nel sangue determina anche la sua riserva alcalina - i componenti alcalini di tutti i sistemi tampone del sangue.

La fine dell'attività muscolare intensa è accompagnata da una diminuzione del consumo di ossigeno, inizialmente bruscamente, poi più gradualmente. A questo proposito si distinguono due componenti del debito di ossigeno: veloce (alattato) e lento (lattato). Il lattato è la quantità di ossigeno che viene utilizzata dopo aver terminato il lavoro per eliminare l'acido lattico: una parte minore viene ossidata a J-bO e COa, la maggioranza viene convertita in glicogeno. Questa trasformazione richiede una quantità significativa di ATP, che si forma aerobicamente a scapito dell'ossigeno, che costituisce il debito di lattato. Il metabolismo del lattato avviene nelle cellule del fegato e del miocardio.

La quantità di ossigeno necessaria per garantire pienamente il lavoro svolto è chiamata domanda di ossigeno. Ad esempio, in una corsa di 400 m, la richiesta di ossigeno è di circa 27 litri. Il tempo per percorrere la distanza a livello di record mondiale è di circa 40 secondi. Gli studi hanno dimostrato che durante questo periodo l'atleta assorbe 3-4 litri di 02. Di conseguenza, 24 litri sono il debito totale di ossigeno (circa il 90\% della domanda di ossigeno), che viene eliminato dopo la gara.

Nella corsa dei 100 metri il debito di ossigeno può arrivare fino al 96% del fabbisogno. Nella corsa di 800 m la percentuale di reazioni anaerobiche diminuisce leggermente - al 77%, mentre nella corsa di 10.000 m - al 10%, cioè la parte predominante dell'energia viene fornita attraverso reazioni respiratorie (aerobiche).

Il meccanismo del rilassamento muscolare. Non appena gli impulsi nervosi smettono di entrare nella fibra muscolare, gli ioni Ca2, sotto l'azione della cosiddetta pompa del calcio dovuta all'energia dell'ATP, entrano nei serbatoi del reticolo sarcoplasmatico e la loro concentrazione nel sarcoplasma diminuisce a linea di base. Ciò provoca cambiamenti nella conformazione della troponina che, fissando la tropomiosina in una certa area dei filamenti di actina, rende impossibile la formazione di ponti trasversali tra i filamenti spessi e sottili. A causa delle forze elastiche che si creano durante la contrazione muscolare nei fili di collagene che circondano la fibra muscolare, questa ritorna al suo stato originale dopo il rilassamento. Pertanto, il processo di rilassamento muscolare, o rilassamento, nonché il processo di contrazione muscolare, viene effettuato utilizzando l'energia dell'idrolisi dell'ATP.

Durante l'attività muscolare, nei muscoli si verificano alternativamente processi di contrazione e rilassamento e, quindi, le qualità di forza-velocità dei muscoli dipendono equamente dalla velocità di contrazione muscolare e dalla capacità dei muscoli di rilassarsi.

Brevi caratteristiche delle fibre muscolari lisce. Le fibre muscolari lisce sono prive di miofibrille. I filamenti sottili (actina) sono collegati al sarcolemma, i filamenti spessi (miosina) si trovano all'interno delle cellule muscolari. Anche le fibre muscolari lisce mancano di cisterne con ioni Ca. Sotto l'influenza di un impulso nervoso, gli ioni Ca entrano lentamente nel sarcoplasma dal fluido extracellulare e se ne vanno lentamente anche dopo che gli impulsi nervosi smettono di arrivare. Pertanto, le fibre muscolari lisce si contraggono lentamente e si rilassano lentamente.

Panoramica generale dei muscoli scheletrici umani. I muscoli del tronco (Fig. 2.6 e 2.7) comprendono i muscoli del torace, della schiena e dell'addome. I muscoli del torace sono coinvolti nei movimenti degli arti superiori e forniscono anche movimenti respiratori volontari e involontari. I muscoli respiratori del torace sono chiamati muscoli intercostali esterni ed interni. I muscoli respiratori comprendono anche il diaframma. I muscoli della schiena sono costituiti da muscoli superficiali e profondi. Le superfici forniscono un po' di movimento arti superiori, testa e collo. I profondi ("raddrizzatori del tronco") sono attaccati a processi spinosi vertebre e si allungano lungo la colonna vertebrale. I muscoli della schiena sono coinvolti nel mantenimento della posizione verticale del corpo; con forte tensione (contrazione), fanno piegare il corpo all'indietro. I muscoli addominali mantengono la pressione all'interno della cavità addominale (addominali), partecipano ad alcuni movimenti del corpo (piegare il busto in avanti, piegarsi e girare lateralmente) e durante il processo di respirazione.

I muscoli della testa e del collo sono facciali, masticano e muovono la testa e il collo. I muscoli facciali sono attaccati da un lato all'osso, dall'altro alla pelle del viso, alcuni possono iniziare e finire nella pelle. I muscoli facciali forniscono i movimenti della pelle del viso, riflettono i vari stati mentali di una persona, accompagnano il discorso e sono importanti nella comunicazione. Quando i muscoli masticatori si contraggono, fanno sì che la mascella inferiore si muova in avanti e lateralmente. I muscoli del collo sono coinvolti nei movimenti della testa. Il gruppo muscolare posteriore, compresi i muscoli della parte posteriore della testa, con contrazione tonica (dalla parola “tono”) mantiene la testa in posizione eretta.

Riso. 2.6. Muscoli della metà anteriore del corpo (secondo Sylvanovich):

1 - muscolo temporale, 2 - muscolo massetere, 3 - muscolo sternocleidomastoideo, 4 - muscolo grande pettorale, 5 - muscolo scaleno medio, b - muscolo obliquo esterno dell'addome, 7 - muscolo vasto mediale, 8 - muscolo vasto laterale, 9 - muscolo retto femorale, 10 - muscolo sartorio, 11 - muscolo tenero, 12 - muscolo addominale obliquo interno, 13 - muscolo retto dell'addome, 14 - muscolo bicipite brachiale, 15 ~ muscoli intercostali esterni, 16 - muscolo orbicularis oris, 17 - muscolo orbicularis oculi, 18 - muscolo frontale

I muscoli degli arti superiori forniscono il movimento del cingolo scapolare, della spalla, dell'avambraccio e muovono la mano e le dita. I principali muscoli antagonisti sono i muscoli bicipiti (flessori) e tricipiti (estensori) della spalla. I movimenti dell'arto superiore e, soprattutto, della mano sono estremamente diversi. Ciò è dovuto al fatto che la mano funge da organo umano del lavoro.

Riso. 2.7. Muscoli della metà posteriore del corpo (secondo Sylvanovich):

1 - muscolo romboidale, 2 - muscolo erettore del torso, 3 - muscoli profondi del muscolo gluteo, 4 - muscolo bicipite femorale, 5 - muscolo gastrocnemio, 6 - tendine di Achille, 7 - muscolo gluteo massimo, 8 - muscolo latissimus del salto, 9 - muscolo deltoide, 10 - muscolo trapezio

I muscoli degli arti inferiori forniscono il movimento della coscia, della parte inferiore della gamba e del piede. I muscoli della coscia svolgono un ruolo importante nel mantenere la posizione eretta del corpo, ma nell'uomo sono più sviluppati che negli altri vertebrati. I muscoli che eseguono i movimenti della parte inferiore della gamba si trovano sulla coscia (ad esempio, il muscolo quadricipite, la cui funzione è quella di estendere la parte inferiore della gamba all'altezza dell'articolazione del ginocchio; l'antagonista di questo muscolo è il muscolo bicipite femorale). Il piede e le dita dei piedi sono guidati dai muscoli situati nella parte inferiore della gamba e nel piede. La flessione delle dita viene effettuata mediante contrazione dei muscoli situati sulla pianta e estensione dei muscoli della superficie anteriore della gamba e del piede. Molti muscoli della coscia, della gamba e del piede sono coinvolti nel mantenimento del corpo umano in posizione eretta.

2.3.3. Sistemi fisiologici del corpo

È consuetudine distinguere i seguenti sistemi fisiologici del corpo: scheletrico (scheletro umano), muscolare, circolatorio, respiratorio, digestivo, nervoso, sistema sanguigno, ghiandole endocrine, analizzatori, ecc.

Il sangue come fisiologico Il sangue è un tessuto liquido che circola nel sistema, tessuto liquido nel sistema circolatorio e garantisce l'attività vitale delle cellule e dei tessuti del corpo come organo e sistema fisiologico. È costituito da plasma (55-60\%) e da elementi formati in esso sospesi: globuli rossi, leucociti, piastrine ed altre sostanze (40-45\%) (Fig. 2.8); ha una reazione leggermente alcalina (7,36 pH).

Eritrociti - globuli rossi, a forma di piastra rotonda concava con un diametro di 8 e uno spessore di 2-3 micron, sono riempiti con una proteina speciale - l'emoglobina, che è in grado di formare un composto con l'ossigeno (ossiemoglobina) e trasportarla dai polmoni ai tessuti, e dai tessuti trasferire l'anidride carbonica ai polmoni, svolgendo così la funzione respiratoria. La durata della vita di un eritrocita nel corpo è di 100-120 giorni. Rosso Midollo osseo produce fino a 300 miliardi di globuli rossi giovani, fornendoli quotidianamente al sangue. 1 ml di sangue umano contiene normalmente 4,5-5 milioni di globuli rossi. Per le persone attivamente coinvolte nell’attività fisica, questo numero può aumentare in modo significativo (6 milioni o più). Leucociti: globuli bianchi, svolgono una funzione protettiva distruggendo corpi stranieri e microbi patogeni (fagocitosi). 1 ml di sangue contiene 6-8 mila leucociti. Le piastrine (e ce ne sono da 100 a 300mila in 1 ml) svolgono un ruolo importante nel complesso processo di coagulazione del sangue. Il plasma sanguigno dissolve ormoni, sali minerali, sostanze nutritive e altre sostanze con cui fornisce i tessuti e contiene anche prodotti di decomposizione rimossi dai tessuti.

Riso. 2.8. Composizione del sangue umano

Costanti fondamentali del sangue umano

Quantità di sangue............................ 7\% del peso corporeo

Acqua............................ 90-91\%

Densità............................ 1.056-1.060 g/cm3

Viscosità.............. 4-5 arb. unità (relativo all'acqua)

pH.................................... ...7,35-7,45

Proteine ​​totali (albumina, globuline, fibrinogeno). . . 65-85 g/l

Na*................................ 1,8-2,2 g/l"

K*.............................. 1,5-2,2 g/l

Ca*............................ 0,04-0,08 g/l

Pressione osmotica........ 7,6-8,1 atm (768,2-818,7 kPa)

Pressione oncotica..... 25-30 mm Hg. Arte. (3,325-3,99 kPa)

Indice di depressione................. -0,56 "C

Il plasma sanguigno contiene anche anticorpi che creano l'immunità (immunità) del corpo contro sostanze tossiche di origine infettiva o di altra origine, microrganismi e virus. Il plasma sanguigno partecipa al trasporto dell'anidride carbonica ai polmoni.

La costanza della composizione del sangue viene mantenuta come meccanismi chimici il sangue stesso e speciali meccanismi regolatori del sistema nervoso.

Mentre il sangue si muove attraverso i capillari che penetrano in tutti i tessuti, parte del plasma sanguigno fuoriesce costantemente attraverso le loro pareti nello spazio interstiziale, che forma il fluido interstiziale che circonda tutte le cellule del corpo. Le cellule assorbono da questo fluido nutrienti e ossigeno e rilasciano in esso anidride carbonica e altri prodotti di degradazione formati durante il processo metabolico. Pertanto, il sangue rilascia continuamente le sostanze nutritive utilizzate dalle cellule nel liquido interstiziale e assorbe le sostanze da esse secrete. Qui si trovano anche i vasi linfatici più piccoli. Alcune sostanze del liquido interstiziale penetrano in essi e formano la linfa, che svolge le seguenti funzioni: restituisce le proteine ​​dallo spazio interstiziale al sangue, partecipa alla ridistribuzione dei liquidi nel corpo, fornisce i grassi alle cellule dei tessuti, mantiene il normale corso del flusso sanguigno. processi metabolici nei tessuti, distrugge e rimuove i microrganismi patogeni del corpo. Linfa da vasi linfatici ritorna nel sangue, nella parte venosa del sistema vascolare.

La quantità totale di sangue corrisponde al 7-8\% del peso corporeo di una persona. A riposo, il 40-50% del sangue è escluso dalla circolazione e si trova nei “depositi sanguigni”: fegato, milza, vasi sanguigni della pelle, muscoli e polmoni. Se necessario (ad esempio durante il lavoro muscolare), il volume di riserva del sangue viene incluso nella circolazione sanguigna e diretto riflessivamente all'organo funzionante. Il rilascio del sangue dal “deposito” e la sua ridistribuzione in tutto il corpo è regolata dal sistema nervoso centrale.

La perdita di più di 1/3 della quantità di sangue da parte di una persona è pericolosa per la vita. Allo stesso tempo, ridurre la quantità di sangue di 200-400 ml (donazione) è innocuo per le persone sane e stimola addirittura i processi di emopoiesi. Esistono quattro gruppi sanguigni (I, II, III, IV) Per salvare la vita di persone che hanno perso molto sangue o per alcune malattie, le trasfusioni di sangue vengono effettuate tenendo conto del gruppo. Ogni persona dovrebbe conoscere il proprio gruppo sanguigno.

Il sistema cardiovascolare. Il sistema circolatorio è costituito dal cuore e dai vasi sanguigni. Il cuore è l'organo principale sistema circolatorio- è un organo muscolare cavo che esegue contrazioni ritmiche, grazie alle quali avviene il processo di circolazione sanguigna nel corpo. Il cuore è un dispositivo autonomo e automatico. Tuttavia, il suo lavoro è regolato da numerose connessioni dirette e di feedback provenienti da vari organi e sistemi del corpo. Il cuore è collegato al sistema nervoso centrale, che ha un effetto regolatore sul suo funzionamento.

Il sistema cardiovascolare è costituito dalla circolazione sistemica e polmonare (Fig. 2.9). La metà sinistra del cuore serve grande cerchio

circolazione sanguigna, giusto - piccola. La circolazione sistemica inizia dal ventricolo sinistro del cuore, attraversa i tessuti di tutti gli organi e ritorna a atrio destro. Dall'atrio destro il sangue passa nel ventricolo destro, da dove inizia la circolazione polmonare, che passa attraverso i polmoni, dove il sangue venoso, cedendo anidride carbonica ed essendo saturo di ossigeno, si trasforma in sangue arterioso e viene inviato al atrio sinistro. Dall'atrio sinistro il sangue fluisce nel ventricolo sinistro e da lì nuovamente nella circolazione sistemica.

Riso. 2.9. Diagramma della circolazione del sangue umano:

1 - aorta, 2 - arteria epatica, J? - arteria del tubo digerente, 4 - capillari intestinali, 4" - capillari degli organi del corpo; 5 - vena porta fegato; b - vena epatica; 7 - in basso vena cava; 8 - vena cava superiore; 9 - atrio destro; 10 - ventricolo destro; 11 - arteria polmonare comune; 12 - capillari dei polmoni; 13 - vene polmonari; 14 - atrio sinistro; 15 - ventricolo sinistro; 16 - vasi linfatici

L'attività del cuore consiste in un cambiamento ritmico dei cicli cardiaci, costituito da tre fasi: contrazione degli atri, contrazione dei ventricoli e rilassamento generale del cuore.

La pulsazione è un'onda di oscillazioni propagata lungo le pareti elastiche delle arterie in seguito allo shock idrodinamico di una porzione di sangue espulsa nell'aorta ad alta pressione durante la contrazione del ventricolo sinistro. La frequenza del polso corrisponde alla frequenza cardiaca. La frequenza cardiaca a riposo (al mattino, sdraiati, a stomaco vuoto) è inferiore a causa dell'aumento della potenza di ogni contrazione. Una diminuzione della frequenza cardiaca aumenta il tempo di pausa assoluto necessario al riposo del cuore e ai processi di recupero nel muscolo cardiaco. A riposo, il polso di una persona sana è di 60-70 battiti/min.

Fig.2.10. Tratto respiratorio superiore:

1 - cavità nasale, 2 - cavità orale, 3 - laringe, 4 - trachea, 5 - esofago.

La pressione sanguigna è creata dalla forza di contrazione dei ventricoli del cuore e dall'elasticità delle pareti dei vasi sanguigni. Si misura nell'arteria brachiale. Viene fatta una distinzione tra la pressione massima (o sistolica), che si crea durante la contrazione del ventricolo sinistro (sistole), e la pressione minima (o diastolica), che si osserva durante il rilassamento del ventricolo sinistro (diastole). La pressione viene mantenuta grazie all'elasticità delle pareti dell'aorta distesa e di altre grandi arterie. Normalmente una persona sana di età compresa tra 18 e 40 anni ha una pressione arteriosa a riposo di 120/70 mmHg. Arte. (pressione sistolica 120 mm, diastolica 70 mm). La pressione sanguigna più alta si osserva nell'aorta.

Man mano che ti allontani dal cuore, la pressione sanguigna diminuisce sempre di più. La pressione più bassa si osserva nelle vene quando fluiscono nell'atrio destro. Una differenza di pressione costante garantisce un flusso sanguigno continuo attraverso i vasi sanguigni (nella direzione della bassa pressione).

Apparato respiratorio L'apparato respiratorio comprende narice, laringe, trachea, bronchi e polmoni. Nel processo di respirazione, l'ossigeno entra costantemente nel corpo dall'aria atmosferica attraverso gli alveoli dei polmoni e l'anidride carbonica viene rilasciata dal corpo (Fig. 2.10 e 2.11).

La trachea nella sua parte inferiore è divisa in due bronchi, ciascuno dei quali, entrando nei polmoni, si ramifica come un albero. Gli ultimi rami più piccoli dei bronchi (bronchioli) passano in anni alveolari chiusi, nelle cui pareti è presente un gran numero di formazioni sferiche - vescicole polmonari (alveoli). Ogni alveolo è circondato da una fitta rete di capillari. La superficie totale di tutte le vescicole polmonari è molto grande, è 50 volte più grande della superficie della pelle umana e ammonta a più di 100 m2.

Riso. 2.11. Struttura degli organi respiratori:

1 - laringe, 2 - trachea, 3 - bronchi,

4 alveoli, 5 polmoni

I polmoni si trovano in una cavità toracica ermeticamente chiusa. Sono ricoperti da una membrana sottile e liscia - la pleura; la stessa membrana riveste l'interno della cavità toracica. Lo spazio formato tra questi fogli di pleura è chiamato cavità pleurica. Pressione dentro cavità pleurica sempre al di sotto del livello atmosferico durante l'espirazione di 3-4 mm Hg. Art., durante l'inalazione - entro 7-9.

Il processo di respirazione è un intero complesso di processi fisiologici e biochimici, nella cui attuazione è coinvolto non solo l'apparato respiratorio, ma anche il sistema circolatorio.

Il meccanismo respiratorio è di natura riflessa (automatica). A riposo, lo scambio d'aria nei polmoni avviene a seguito dei movimenti respiratori ritmici del torace. Quando la pressione nella cavità toracica diminuisce, una parte dell'aria viene aspirata passivamente nei polmoni in misura sufficiente a causa della differenza di pressione: avviene l'inalazione. Quindi la cavità toracica diminuisce e l'aria viene espulsa dai polmoni: avviene l'espirazione. L'espansione della cavità toracica avviene a seguito dell'attività dei muscoli respiratori. A riposo, durante l'inspirazione, la cavità toracica viene espansa da uno speciale muscolo respiratorio: il diaframma, così come i muscoli intercostali esterni; con intenso lavoro fisico sono inclusi anche altri muscoli (scheletrici). L'espirazione a riposo viene eseguita passivamente, con rilassamento dei muscoli che hanno effettuato l'inspirazione, del torace sotto l'influenza della gravità e pressione atmosferica diminuisce. Durante il lavoro fisico intenso, l'espirazione coinvolge i muscoli addominali, i muscoli intercostali interni e altri muscoli scheletrici. L'esercizio sistematico e lo sport rafforzano i muscoli respiratori e aiutano ad aumentare il volume e la mobilità (escursione) del torace.

Lo stadio della respirazione in cui l'ossigeno dell'aria atmosferica passa nel sangue e l'anidride carbonica dal sangue nell'aria atmosferica è chiamato respirazione esterna; il trasferimento dei gas attraverso il sangue è lo stadio successivo e, infine, la respirazione tissutale (o interna) - il consumo di ossigeno da parte delle cellule e il rilascio di anidride carbonica da parte loro a seguito di reazioni biochimiche associate alla formazione di energia per garantire il processi vitali del corpo.

La respirazione esterna (polmonare) avviene negli alveoli dei polmoni. Qui, attraverso le pareti semipermeabili degli alveoli e dei capillari, l'ossigeno passa dall'aria alveolare riempiendo le cavità degli alveoli. Le molecole di ossigeno e anidride carbonica effettuano questa transizione in centesimi di secondo. Dopo che l'ossigeno è stato trasferito dal sangue ai tessuti, avviene la respirazione tissutale (intracellulare). L'ossigeno passa dal sangue al liquido interstiziale e da lì alle cellule dei tessuti, dove viene utilizzato per garantire i processi metabolici. L'anidride carbonica, prodotta intensamente nelle cellule, passa nel liquido interstiziale e poi nel sangue. Con l'aiuto del sangue viene trasportato ai polmoni e poi eliminato dal corpo. La transizione dell'ossigeno e dell'anidride carbonica attraverso le pareti semipermeabili degli alveoli, dei capillari e delle membrane dei globuli rossi mediante diffusione (transizione) è dovuta alla differenza nella pressione parziale di ciascuno di questi gas. Quindi, ad esempio, ad una pressione atmosferica di 760 mm Hg. Arte. la pressione parziale dell'ossigeno (p0a) al suo interno è 159 mm Hg. Art., e nel sangue alveolare - 102, nel sangue arterioso - 100, nel sangue venoso - 40 mm Hg. Arte. Nel tessuto muscolare in attività, p0a può diminuire fino a zero. A causa della differenza nella pressione parziale dell'ossigeno, la sua transizione graduale avviene nei polmoni, quindi attraverso le pareti dei capillari nel sangue e dal sangue nelle cellule dei tessuti.

L'anidride carbonica dalle cellule dei tessuti entra nel sangue, dal sangue - nei polmoni, dai polmoni - nell'aria atmosferica, poiché il gradiente di pressione parziale dell'anidride carbonica (CO2) è diretto nella direzione opposta rispetto a p0a (nelle cellule CO2 - 50-60, nel sangue - 47, nell'aria alveolare - 40, nell'aria atmosferica - 0,2 mm Hg).

Apparato digerente ed escretore. Apparato digerenteè costituito da cavità orale, ghiandole salivari, faringe, esofago, stomaco, intestino tenue e crasso, fegato e pancreas. In questi organi, il cibo viene lavorato meccanicamente e chimicamente, le sostanze alimentari che entrano nel corpo vengono digerite e i prodotti digestivi vengono assorbiti.

Il sistema escretore è costituito da reni, ureteri e vescia, che garantiscono l'escrezione dal corpo nelle urine prodotti nocivi metabolismo (fino al 75%). Inoltre, alcuni prodotti metabolici vengono escreti attraverso la pelle (con le secrezioni delle ghiandole sudoripare e sebacee), i polmoni (con l'aria espirata) e attraverso il tratto gastrointestinale. Con l'aiuto dei reni, il corpo mantiene stabile l'equilibrio acido-base (pH), il volume richiesto di acqua e sali pressione osmotica(cioè l'omeostasi).

Sistema nervoso Il sistema nervoso è costituito da una parte centrale (cervello e midollo spinale) w. parti periferiche (nervi provenienti dal cervello e dal midollo spinale e situati su

periferia dei gangli nervosi). Il sistema nervoso centrale coordina le attività di vari organi e sistemi del corpo e regola questa attività in un ambiente esterno mutevole utilizzando il meccanismo riflesso. Alla base di tutto ci sono i processi che si verificano nel sistema nervoso centrale attività mentale persona.

Sulla struttura del sistema nervoso centrale. Il midollo spinale si trova nel canale spinale formato dagli archi vertebrali. La prima vertebra cervicale è il confine superiore del midollo spinale, mentre il confine inferiore è la seconda vertebra lombare. Il midollo spinale è diviso in cinque sezioni con un certo numero di segmenti: cervicale, toracico, lombare, sacrale e coccigeo. Al centro del midollo spinale c'è un canale pieno di liquido cerebrospinale. In una sezione trasversale di un campione di laboratorio, si distinguono facilmente la materia grigia e quella bianca del cervello. materia grigia il cervello è formato da un ammasso di corpi cellule nervose(neuroni), di cui sono composti i processi periferici nervi spinali raggiungere vari recettori della pelle, dei muscoli, dei tendini, delle mucose. materia bianca, che circonda il grigio, è costituito da processi che collegano le cellule nervose del midollo spinale; sensoriale ascendente (afferente), che collega tutti gli organi e i tessuti (eccetto la testa) con il cervello; Vie motorie discendenti (efferenti) che vanno dal cervello alle cellule motorie del midollo spinale. Quindi, il midollo spinale svolge una funzione riflessa e di conduttore per gli impulsi nervosi. IN vari dipartimenti il midollo spinale contiene motoneuroni (cellule nervose motorie) che innervano i muscoli degli arti superiori, della schiena, del torace, dell'addome, arti inferiori. I centri per la defecazione, la minzione e l'attività sessuale si trovano nella regione sacrale. Una funzione importante dei motoneuroni è quella di fornire costantemente il tono muscolare necessario, grazie al quale tutti gli atti motori riflessi vengono eseguiti dolcemente e senza intoppi. Il tono dei centri del midollo spinale è regolato dalle parti superiori del sistema nervoso centrale. Le lesioni del midollo spinale comportano vari disturbi associati al fallimento della funzione di conduzione. Tutti i tipi di lesioni e malattie del midollo spinale possono portare a disturbi del dolore e della sensibilità alla temperatura, all'interruzione della struttura dei movimenti volontari complessi e al tono muscolare.

Il cervello è una raccolta di un numero enorme di cellule nervose. È costituito da anteriore, intermedio, medio e sezioni posteriori. La struttura del cervello è incomparabilmente più complessa della struttura di qualsiasi organo del corpo umano.

La corteccia cerebrale è la parte più giovane del cervello in termini filogenetici (la filogenesi è il processo di sviluppo di organismi vegetali e animali durante l'esistenza della vita sulla Terra). Durante l'evoluzione della corteccia emisferi cerebraliè diventato il dipartimento più alto del sistema nervoso centrale, modellando l'attività del corpo nel suo insieme nel suo rapporto con l'ambiente. Il cervello è attivo non solo durante la veglia, ma anche durante il sonno. Il tessuto cerebrale consuma 5 volte più ossigeno del cuore e 20 volte più dei muscoli. Costituendo solo circa il 2% del peso corporeo umano, il cervello assorbe il 18-25% dell'ossigeno consumato dall'intero corpo. Il cervello è significativamente superiore agli altri organi nel consumo di glucosio. Utilizza il 60-70% del glucosio prodotto dal fegato, nonostante il cervello contenga meno sangue rispetto ad altri organi. Il deterioramento dell’afflusso di sangue al cervello può essere associato all’inattività fisica. In questo caso, c'è mal di testa compaiono varie localizzazioni, intensità e durata, vertigini, debolezza, diminuzione delle prestazioni mentali, deterioramento della memoria, irritabilità. Per caratterizzare i cambiamenti nelle prestazioni mentali, viene utilizzata una serie di tecniche che valutano le sue varie componenti (attenzione, memoria e percezione, pensiero logico).

Il sistema nervoso autonomo è un reparto specializzato del sistema nervoso, regolato dalla corteccia cerebrale. A differenza del sistema nervoso somatico, che innerva i muscoli volontari (scheletrici) e fornisce la sensibilità generale del corpo e degli altri organi di senso, il sistema nervoso autonomo regola il attività degli organi interni: respirazione, circolazione sanguigna, secrezione, riproduzione, ghiandole endocrine. Il sistema nervoso autonomo è diviso in simpatico e sistema parasimpatico(Fig. 2.12).

Riso. 2.12. Schema della struttura del sistema nervoso autonomo:

/ - mesencefalo, II - midollo,III- regione cervicale midollo spinale, IV - midollo spinale toracico, V-lombare midollo spinale, VI - parte sacrale del midollo spinale, 1 - occhio, 2 - ghiandola lacrimale, 3 - ghiandole salivari, 4 - cuore, 5 - polmoni, 6 - stomaco, 7 - intestino, 8 - vescica, 9 - nervo vago, 10 - nervo pelvico, 11 - tronco simpatico con gangli naravertebrali, 12 - plesso solare, 13 - nervo oculomotore, 14 - nervo lacrimale, 15 - corda del timpano, 16 - nervo linguale

L'attività del cuore, dei vasi sanguigni, degli organi digestivi, dell'escrezione, degli organi riproduttivi e di altri organi, la regolazione del metabolismo, la termoformazione, la partecipazione alla formazione di reazioni emotive (paura, rabbia, gioia) - tutto questo è sotto la giurisdizione del simpatico e sistema nervoso parasimpatico e sotto il controllo della parte superiore del sistema nervoso centrale.

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