Учебное пособие «Биомеханика мышц»

ЛФК при повреждениях опорно-двигательного аппарата

Лечебная физкультура после травм является приоритетным направлением реабилитации. Потому что важно не только восстановить целостность костей и суставов. Но и вернуть полноценную двигательную активность

Открыть содержание

1. Восстановление после травм опорно-двигательного аппарата с помощью лечебной физкультуры
2. Терапевтический эффект ЛФК
3. Задачи 1-го периода
4. Задачи 2-го периода
5. Задачи 3-го периода
6. Формы ЛФК при повреждениях ОДА:
7. Противопоказания
8. ЛФК в 1 периоде
9. ЛФК во 2 периоде
10. ЛФК в 3 периоде
11. Занятие ЛФК состоит из трех частей: вводной, основной и заключительной.
12. Вводная часть
13. Основная часть
14. Заключительная часть
15. Механотерапия
16. Упражнения в воде (гидрокинезотерапия)
17. Получению стойкого результата ЛФК помогают факторы:
18. После перелома нижних конечностей главная задача — восстановление опорной функции.
19. В позднем восстановительном периоде полезны спортивные игры.

Восстановление после травм опорно-двигательного аппарата с помощью лечебной физкультуры

В результате травм страдает и даже утрачивается функция опорно-двигательного аппарата. Часто у пациентов приводит к потере работы, инвалидности. А также нарушения опорно-двигательного аппарата возникают из-за долгой иммобилизации конечности. Происходит из-за длительного постельного режима.

ЛФК при повреждениях опорно-двигательного аппарата — часть комплекса лечебных мероприятий. В составе терапии также используются медикаментозное лечение, массаж, бальнеотерапию, трудотерапию. Направлены на восстановление нормальной амплитуды движений в суставах, силы мышц, опорно-локомоторной функции поврежденной конечности. ЛФК включают в комплекс реабилитации при санаторно-курортном лечении.

Терапевтический эффект ЛФК

ЛФК препятствует образованию очагов торможения в коре больших полушарий. Останавливает развитие патологических условно-рефлекторных связей. Улучшает процессы торможения и возбуждения. Нормализует соматические и вегетативные функции организма. В результате работы мышц увеличивается кровоток и улучшается лимфообращение. Поврежденные ткани быстрее и лучше восстанавливаются. Усиливается трофика, работоспособность. И также это действенная профилактика осложнений.

ЛФК упреждает появление контрактур и тугоподвижности в суставах, развивает компенсаторные способности организма. Кроме того, регулярная физическая нагрузка способствует позитивному настрою, что в разы ускоряет реабилитацию после повреждения ОДА.

Процедуры ЛФК при механических травмах ОДА применяют в соответствии с периодами:

иммобилизационный
постиммобилизационный
восстановительный

Задачи 1-го периода

Повышение тонуса организма, совершенствование работы сердечно-сосудистой и дыхательной систем, процессов восстановления и формирование временных компенсаторных движений.

Задачи 2-го периода

Восстановление подвижности в суставах поврежденной конечности, адаптация к увеличению физических нагрузок.

Задачи 3-го периода

Закрепляет результаты реабилитации, помогает восстановить амплитуду движений, силу мышц и координацию движений, опорности конечности. В результате исчезают дефекты — осложнения травм.

Формы ЛФК при повреждениях ОДА:

• утренняя гигиеническая гимнастика;
• лечебная гимнастика;
• тренировка в ходьбе;
• механотерапия;
• спортивно-прикладные упражнения.

Лечебная гимнастика назначается врачом, который оценивает риски для организма и выявляет возможные противопоказания для занятия ЛФК.

Противопоказания

• повышение температуры тела выше 37,5 °С;
• острый гнойный или воспалительный процесс;
• острое кровотечение или опасность возникновения;
• угроза тромбоэмболии;
• сильные боли связанные с движением и самопроизвольные;
• психические нарушения.

ЛФК в 1 периоде

Общеразвивающие упражнения. Придают тонус организму, активизируют регенерацию. И также делают изометрическую гимнастику для травмированной конечности, сначала ритмические 1–3 сек., а позже длительные напряжения до 5-7 секунд. Нельзя допускать переутомления сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Для этого пациентам рекомендовано пройти инструктаж как совмещать изометрические упражнения с дыханием.

ЛФК во 2 периоде

Использование специальных упражнений самостоятельно или с помощью на фоне максимальной общей нагрузки. Чередуют дыхательные и общеукрепляющие. Нагрузку увеличивают постепенно, учитывая состояние мышечного тонуса и прочности сращения. Избыточная чревата осложнениями и развитием болевого синдрома. В дистальном отделе конечности движения должны прорабатываться после упражнений для мышц проксимального сегмента. Необходим такой порядок, поскольку выполнение последних требует сильного мышечного напряжения. Активные движения совершают одновременно в симметричных здоровых мышцах и суставах.

ЛФК в 3 периоде

Задача — адаптировать поврежденную конечность к возрастающим нагрузкам, отработать двигательные навыки с участием поврежденных мышц. Следовательно, помимо дыхательных и общетонизирующих делают специальные упражнения, увеличивая нагрузку на поврежденный сегмент конечности. Стойкий результат появляется при многократном повторении физических упражнений.

Рекомендованы занятия ЛФК в группах. Сначала в индивидуальном порядке инструктор обучает движениям, самомассажу, уточняет методические приемы, оценивает функциональные возможности больного. Групповые занятия проводят для пациентов с однотипными повреждениями, одинаковым возрастом и схожей степенью тренированности. Оптимально 12-15 человек в группе. До занятия нужно расслабить мягкие повязки, проверить насколько удобна одежда.

Занятие ЛФК состоит из трех частей: вводной, основной и заключительной.

Вводная часть

Укрепление организма, подготовка к выполнению специальных упражнений. Это общегигиенические упражнения, которые задействуют в работу не поврежденные части тела. В 1 и 2 периодах направлены на общеукрепляющее действие на мышечную систему. В 3 периоде такие упражнения общетренировочные. Вводная часть длится 5–15 минут, зависит от периода реабилитации.

Основная часть

Вовлечение в работу мышц поврежденного сегмента конечности. Активные упражнения соответствуют особенностям нарушения функции и задачам периода. Инструктор подбирает индивидуально темп, амплитуду и число повторений.

Программа ЛФК включает активные движения, с само- и взаимопомощью, с сопротивлением, со снарядами. Упражнения для мышц поврежденного сегмента чередуют с движениями на все группы мышц, паузами для отдыха, дыхательными упражнениями. Продолжительность 10-30 минут.

Заключительная часть

Состоит из упражнений дыхательных, на расслабление. Длится 3-5 минут. Заниматься нужно не менее 2 раз в день.

Дополнительно для реабилитации на 3 этапе реабилитации врач может назначить средства механотерапии, гидрокинезотерапии и трудотерапии.

Механотерапия

Форма ЛФК с использованием специальных аппаратов. Принцип действия основан на биофизических особенностях движения в суставах: блоковая система (аппарат Тило), маятникообразная система (аппарат Каро-Степанова), система рычага (аппарат Цандера). С их помощью можно уменьшить проявление ригидности в пораженном суставе, ускорить восстановление, снять отеки. В результате увеличивается амплитуда движений в суставах, укрепляются мышцы.

Рекомендована при функциональной недостаточности суставов, мышечных контрактурах, гипотрофии мышц, рубцовых сращениях мягких тканей, состояниях после переломов и повреждений сухожилий. Так же специалист учитывает самочувствие больного, возраст, физическую форму, локализацию повреждения, фазу процесса.

Нельзя применять механотерапию:

• при недостаточной консолидации отломков костей;
• грубых анатомических изменениях в мышцах, сухожилиях и суставных сумках, т. к. препятствуют восстановлению движений в суставах;
• остром гнойном или воспалительном процессе;
• обострении сопутствующих заболеваний;
• местном ухудшении под влиянием механотерапии.

Сеансы механотерапии проводят под руководством инструктора ЛФК. Основной период после восстановления подвижности пораженного сустава на 40–50% от нормальной анатомической. Длится период 3-4 недели. Интенсивность процедур плавно увеличивают. Если поражены несколько суставов, то упражнения выполняют поочередно. Оптимально — 60 качаний маятника за минуту. Максимально возможная амплитуда движения до появления легкой болезненности.

Упражнения в воде (гидрокинезотерапия)

Дают выраженный эффект при реабилитации больных с повреждениями опорно-двигательного аппарата. Проводятся в бассейнах, естественных водоемах, ваннах. Помогают восстановить двигательные функции суставов, расслабить мышцы, снять болевой синдром, укрепить ослабленные мышцы. Тренируют опорную функцию, формируют положительный настрой у пациентов.

Показания:

• стойкие двигательные нарушения посттравматического характера;
• контрактуры;
• деформации суставов в сроки от 5 до 8 недель после травмы.
• Противопоказана при остром воспалительном процессе, незакрытых ранах, язвах, инфекционных, психических и кожных болезнях.

Получению стойкого результата ЛФК помогают факторы:

• снижение веса тела в воде;
• гидростатическое давление на тело;
• воздействие температуры среды;
• влияние на психоэмоциональный настрой во время водных процедур.

Кроме этого, легче восстанавливаются локомоторные функции, совершенствуется процессы крово- и лимфоробращения, уменьшается посттравматическая отечность. В воде затрачивается меньше усилий, отчего увеличивается амплитуда движений в суставах, проще преодолевается регидность мягких тканей.

Чтобы усилить нагрузку, темп ускоряют, меняют направление движений. Так, уплотнение столба воды при возникновении вихревых потоков создает противодействие движению. Упражнения делают в воде, а затем вне — прием «силовой контраст».

Помогают усилить нагрузку также специальные приспособления, которые увеличивают поверхность — ручные и ножные ласты. Для снижения нагрузки конечность поддерживают с помощью поплавка из пенопласта, используют облегченные исходные положения. Важно дозировать воздействие тепла, температура воды не выше 35–37 С. Врач определяет длительность и число занятий на курс индивидуально для каждого пациента.

После перелома нижних конечностей главная задача — восстановление опорной функции.

Это осуществляется в 3 периоде в положении лежа на наклонной плоскости, а затем сидя. Занятия в бассейне также помогают восстановить опорную функцию. Нагрузка на поврежденную конечность допускается после 3-6 (8) месяцев в зависимости от вида перелома. Так как стоять на обеих ногах без помощи костылей можно при опорности в 50%, ходить без костылей — 120%, передвигаться в ускоренном темпе — 200%. При обучении ходьбе используют специальные устройства для дозирования нагрузки.

В позднем восстановительном периоде полезны спортивные игры.

Цель — стимуляция жизненно важных органов и систем.Потому что важно преодолеть страх перед новыми двигательными задачами. Это проще сделать в игровой форме.

Игры выбирают исходя из того, какие элементы физической состоятельности нужно развивать: силы рук, чувства равновесия, опорной функции, физической ловкости и скорости реакции.

Рекомендуемые занятия:

• элементы тренировки поднятия тяжестей (также в положении лежа);
• настольный теннис (также сидя);
• плавание.

При проведении ЛФК важен контроль частоты дыхания, пульса, артериального давления, показателей ЭКГ. Если возникают отклонения от допустимых значений, занятия немедленно прекращают. Приступить к дальнейшим тренировкам разрешено только по показаниям. Допустима нагрузка, вызывающая местные усилия. Чтобы определить величину физической нагрузки, адекватность гемодинамического обеспечения, проводят ЭКГ — исследование, велоэргометрию. Если есть патологии кардио-респираторной системы, то занятия ЛФК нежелательны, в отдельных случаях противопоказаны.

ОСТАЛИСЬ ВОПРОСЫ? ПОЛУЧИТЕ ОТВЕТ!

Учебное пособие «Биомеханика мышц»

Учебное пособие «Биомеханика мышц» посвящено теоретическим и практическим аспектам биомеханики мышечной деятельности: классификации скелетных мышц, макро- и микроструктуре мышц, теории скользящих нитей, механике мышечного сокращения, механическим свойствам мышц, типам мышечных волокон, зависимости силы и скорости сокращения мышц от анатомических, физиологических и биомеханических факторов, результирующему действию мышц в организме человека. Отдельная глава посвящена функционированию рецепторного аппарата мышц и суставов. Пособие содержит большой фактический материал из практики спорта о морфометрических характеристиках скелетных мышц и будет полезно всем, кто интересуется вопросами биомеханики мышечной деятельности.

Учебное пособие продается в официальном магазине издательства «Кинетика». С условиями покупки и доставки можно ознакомиться на сайте издательства.

Самсонова, А.В. Биомеханика мышц [Текст]: учебно-методическое пособие / А.В.Самсонова, Е.Н. Комисарова; Под ред. А.В.Самсоновой; СПбГУФК им. П.Ф.Лесгафта. – СПб.: [б.и.], 2008. – 127 с.

Самсонова А.В., Комиссарова Е.Н.

БИОМЕХАНИКА МЫШЦ

В учебно-методическом пособии рассмотрены теоретические и практические аспекты биомеханики мышечной деятельности: строение мышц с точки зрения биомеханики; механика мышечного сокращения; зависимость силы и скорости сокращения мышц от анатомических, физиологических и биомеханических факторов; результирующее действие мышц в организме. Пособие содержит большой фактический материал из практики спорта.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов очной и заочной форм обучения по специальности: 032100 – «Физическая культура»; 050104 – «Безопасность жизнедеятельности»

Более подробно функционирование опорно-двигательного аппарата человека и биомеханика мышц описаны в книге:

Биомеханика опорно-двигательного аппарата человека

Самсонова А.В. – главы: 2, 3, 4, 5, 6

Комиссарова Е.Н. – глава 1, глоссарий

Глава 1. Архитектура скелетных мышц

1.2. Макроструктура мышцы

1.3. Микроструктура мышцы

1.5. Теория скользящих нитей

1.6. Состояние мышцы

1.7. Типы скелетных мышечных волокон и их морфофункциональная характеристика

1.8. Влияние различных факторов на состав мышечных волокон

1.9. Контрольные вопросы

Глава 2. Функционирование рецепторного аппарата мышц и суставов

2.1. Рецепторы опорно-двигательного аппарата человека

2.1.1. Мышечные веретена

2.1.2. Рецепторы Гольджи

2.1.3. Рецепторы суставов

2.2. Зависимость частоты импульсации рецепторов от длины, скорости и напряжения мышцы

2.2.1. Зависимость «длина мышцы – частота импульсации веретенных афферентов»

2.2.2. Зависимость «скорость растяжения мышцы – частота импульсации веретенных афферентов»

2.2.3. Зависимость частоты импульсации рецепторов Гольджи от степени напряжения мышцы

2.3. Способы оценки афферентного притока, поступающего от рецепторов мышц

2.4. Уровни построения движений и рецепторы опорно-двигательного аппарата

2.5. Контрольные вопросы

Глава 3. Механика мышечного сокращения

3.1. Биомеханические свойства мышц

3.2. Трехкомпонентная модель мышцы

3.3. Функционирование биомеханической модели мышцы в простейших двигательных задачах

3.4. Контрольные вопросы

Глава 4. Факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышцы

4.1. Основные понятия

4.2. Анатомические факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышц

4.2.1. Сила и скорость сократительного компонента мышцы

4.2.2. Сила и скорость сокращения мышцы в целом

4.3. Физиологические факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышц

4.3.1. Физиологические механизмы регуляции силы и скорости сокращения мышцы

4.3.2. Время сокращения мышцы

4.4. Биомеханические факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышц

4.4.1. Длина мышцы

4.4.2. Характер работы мышц

4.4.3. Значение внешней силы

4.5. Контрольные вопросы

Глава 5. Результирующее действие мышц в организме

5.1. Звенья тела как рычаги

5.2. Методы определения морфометрических характеристик мышц нижних конечностей человека

5.2.1. Моделирование ОДА человека и мышц нижних конечностей

5.2.2. Рентгенографический метод определения морфометрических характеристик мышц

5.2.3. Анатомический метод определения морфометрических характеристик мышц

5.2.4. Биомеханический метод определения морфометрических характеристик мышц

5.3. Фазовые траектории мышц &? способ представления результатов, характеризующих моторную функцию мышц

5.4. Программа расчета морфометрических характеристик мышц MORFOMETR

5.5. Контрольные вопросы

Глава 6. Функционирование мышц в спортивных движениях

6.1. Биомеханический анализ физических упражнений

6.2. Обучение двигательным действиям

6.3. Классификация физических упражнений

6.4. Сравнение основного и специальных упражнений

6.5. Оценка функциональной подготовленности спортсменов на основе анализа фазовых портретов мышц

6.6. Контрольные вопросы

ВЫДЕРЖКИ ИЗ КНИГИ

ВВЕДЕНИЕ

Учебно-методическое пособие «Биомеханика мышц» предназначено для студентов дневного и заочного отделений. Однако оно может быть использовано также магистрантами, аспирантами, преподавателями и тренерами. Это пособие может рассматриваться как дополнительное по курсу «Биомеханика» и основное по спецкурсу «Биомеханика мышц». Пособие содержит сведения о строении мышц на макро-, мезо- и микроуровнях, а также о рецепторах опорно-двигательного аппарата. В пособии подробно рассмотрены биомеханические свойства мышц и механика мышечного сокращения. Большое внимание в учебно-методическом пособии уделено факторам, обеспечивающим проявление силы и скорости сокращения мышц при выполнении двигательных действий. Так как учебно-методическое пособие предназначено для специалистов, работающих в области физической культуры, в нем приведено много сведений из практики спорта. В связи с тем, что учебно-методическое пособие предназначено для студентов как младших, так и старших курсов, мы попытались увязать новые для них факты с уже имеющимся «теоретическим багажом» студентов, который они получили при изучении таких дисциплин, как: «Анатомия», «Биохимия», «Физиология», «Математика», «Физика» а также «Теория и практика физической культуры». В этом аспекте учебно-методическое пособие «Биомеханика мышц» может рассматриваться как междисциплинарное.

Авторы стремились изложить материал предельно просто и доступно. В связи с этим, пособие содержит большое количество иллюстраций, а в конце пособия помещен глоссарий. Отзывы об учебно-методическом пособии просим отправлять по адресу:

spb_biomechanics@rambler.ru (кафедра биомеханики СПбГУФК им. П.Ф.Лесгафта).

ГЛАВА 2

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ РЕЦЕПТОРНОГО АППАРАТА МЫШЦ И СУСТАВОВ

2.1. Рецепторы опорно-двигательного аппарата человека

При изучении анатомии и физиологии (А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб, 2001) вы изучали двигательную сенсорную систему. Одним из отделов этой системы являются проприорецепторы, расположенные в мышцах, сухожилиях и суставных сумках. В мышцах расположены мышечные веретена, в сухожилиях – сухожильные органы Гольджи. В суставных сумках расположены рецепторы суставов.

2.1.1. Мышечные веретена

Еще в XIX веке В. Кюне обнаружил в скелетных мышцах структуры, напоминающие веретено. Затем, в начале XX века Нобелевский лауреат Чарльз Скотт Шеррингтон показал, что эти структуры служат чувствительными рецепторами. Мышечные веретена рассеяны по всем скелетным мышцам. Концы их обычно прикрепляются к мышечным волокнам параллельно. Каждое веретено покрыто капсулой, которая расширятся в центре и образует ядерную сумку. Внутри веретена содержатся интрафузальные мышечные волокна. Эти волокна в 2-3 раза тоньше обычных (экстрафузальных) волокон скелетных мышц.

Интрафузальные волокна подразделяются на два типа:

1. Длинные и толстые (диаметр 20-25 мкм), которые информируют ЦНС о динамическом компоненте движения – скорости изменения длины мышцы. Таких волокон в мышечном веретене не более двух.
2. Короткие и тонкие (диаметр 10–12 мкм), которые информируют ЦНС о статическом компоненте движения – текущей длине мышцы. Таких волокон в мышечном веретене от 2 до 12.

2.1.2. Рецепторы Гольджи

Нервно-сухожильные веретена (рецепторы Гольджи) открыл в 1903 году Камилло Гольджи. Впоследствии за эти исследования ему была присуждена Нобелевская премия. Рецепторы Гольджи располагаются в месте перехода мышечных волокон в сухожилия. Их длина составляет 0,5-1,0 мм, а диаметр – 0,1- 0,2 мм. Отдельный нервный аксон несет афферентные импульсы в спинной мозг и называется аксоном Ib. Он начинается в виде веточек, проходящих между коллагеновыми волокнами сухожилия (рис. 2.1а). Когда мышечные волокна сокращаются, коллагеновые волокна натягиваются и сжимают нервные веточки, которые начинают импульсировать (рис. 2.1б). Таким образом, в результате последовательного крепления сухожильных органов к мышечным волокнам они возбуждаются при укорочении возбужденной мышцы. Сухожильные рецепторы возбуждаются в 1,5 – 8 раз более эффективно при мышечном сокращении, нежели при пассивном растяжении.

2.1.3. Рецепторы суставов

Суставные рецепторы подразделяются на несколько типов в зависимости от их реакции на амплитуду, скорость и направление движения в суставе.

Тельца Руффини находятся в капсуле сустава и воспринимают направление и скорость изменения межзвенного угла. Частота их импульсации возрастает с увеличением скорости изменения суставного угла.

Тельца Паччини посылают в ЦНС информацию о положении отдельных частей тела в пространстве и относительно друг друга. Эти рецепторы посылают в ЦНС информацию о значениях межзвенных углов, то есть о положении сустава. Их импульсация продолжается в течение всего периода сохранения межзвенного угла, и она тем больше, чем больше изменения угла.

2.2. Зависимость частоты импульсации рецепторов от длины, скорости и напряжения мышцы

2.2.1. Зависимость «длина мышцы – частота импульсации веретенных афферентов»

Реакция мышечных веретен на активное или пассивное укорочение мышцы была предсказана в 1928 году Дж. Фултоном и Дж. Писуньери на основе анатомического анализа. Поскольку веретена располагаются параллельно мышечным волокнам, частота разрядов веретенных афферентов при любом укорочении мышцы должна снижаться. В последующем это предположение полностью подтвердилось. Исследования свойств изолированных мышечных веретен, проведенные лауреатом Нобелевской премии Бернардом Катцем (B. Katz, 1950) продемонстрировали, что их растяжение приводит к деполяризации окончаний афферентных волокон. Величина деполяризации при растяжении увеличивается. При этом зависимость частоты импульсации веретенных афферентов от растяжения мышцы близка к линейной. Эту зависимость принято называть статическим ответом веретенного афферента на пассивное растяжение мышцы.

2.2.2. Зависимость «скорость растяжения мышцы – частота импульсации веретенных афферентов»

Исследования свойств мышечных веретен свидетельствуют о том, что активность первичных окончаний чувствительного нерва зависит не только от длины, но и от скорости растяжения мышцы. Способность менять частоту своей импульсации в зависимости от скорости удлинения мышцы была названа динамической чувствительностью веретенных афферентов. Зависимость между скоростью растяжения мышц и частотой импульсации первичного афферента также близка к линейной.

Преобладание статического или динамического ответов у веретенных афферентов зависит от соотношения скорости растяжения и длины мышц. При малых скоростях растяжения (менее 5 мм/с) мгновенная частота импульсации первичных веретенных афферентов отражает в основном мгновенную длину мышцы. При скоростях растяжения выше 5 мм/с импульсация первичных веретенных афферентов определяется в основном скоростью растяжения мышцы. Частота импульсации вторичных афферентов зависит в основном от степени удлинения мышцы.

2.2.3. Зависимость частоты импульсации рецепторов Гольджи от степени напряжения мышцы

Исследования, проведенные на свободно перемещающихся животных в условиях стационарного режима локомоции, показали, что кривая, отражающая изменение частоты импульсации рецепторов Гольджи во времени полностью соответствует огибающей электромиограммы (рис. 2.2). При этом частота импульсации не превышает 200 имп/с.

Таким образом, рецепторы мышц адекватно реагируют на изменение длины и скорости растяжения мышцы. Связь между этими характеристиками и частотой импульсации афферентов мышечных веретен близка к линейной. Рецепторы Гольджи адекватно отражают развитие напряжения мышцы. Рецепторы суставов реагируют на положение и угловую скорость звеньев опорно-двигательного аппарата.

2.3. Способы оценки афферентного притока, поступающего от рецепторов мышц

С начала XX века и до настоящего времени накоплен богатый материал о свойствах мышечных рецепторов. В основном эти данные были получены на наркотизированных или другим способом обездвиженных животных. Затем исследования были продолжены на децеребрированных животных. Последующие эксперименты, проведенные с помощью вживленных электродов и телеметрической передачи сигналов, убедительно доказали, что у свободно перемещающегося животного разряды первичных афферентов проявляют высокую активность в фазе пассивного растяжения и очень низкую – в фазе активного укорочения.

Одновременно с проведением экспериментов на животных импульсация рецепторов мышц стала изучаться на человеке. С этой целью была разработана методика микронейрографии, суть которой заключается в регистрации афферентной активности мышц посредством тонкого игольчатого электрода, введенного в нерв. Это позволило регистрировать потенциалы действия в нерве у человека при выполнении изометрических напряжений и даже произвольных движений. Было отмечено, что непрерывная афферентная активность возникала при пассивном растяжении мышцы. При быстром движении афферентная активность уменьшалась на время укорочения мышцы. Следует, однако, отметить, что использование этой методики невозможно при исследовании быстрых, мощных высокоамплитудных движений, какими являются движения спортсменов. В настоящее время разработана методика оценки афферентной активности мышц посредством регистрации ВПСМ (вызванных потенциалов спинного мозга). Однако ее особенности также не позволяют использовать этот способ для регистрации афферентного притока при спортивных движениях. Это связано с тем, что помехи, возникающие со стороны других органов тела (сердца, мышц спины), на несколько порядков выше, чем проявляемый сигнал.

Наряду с разработкой методик, позволяющих напрямую регистрировать разряды рецепторов мышц, существуют исследования, моделирующие работу рецепторного аппарата мышц. W.Z. Rymer, J.С. Houk, P.E. Crago (1977) предложили формулу для описания зависимости частоты разрядов мышечных афферентов от степени удлинения и скорости сокращения мышц. В модели, предложенной S.S. Schafer и S. Schafer, (1969) частота разрядов мышечных афферентов зависит не только от удлинения и скорости сокращения мышцы, но и от ускорения.

Методика, позволяющая косвенно судить о функционировании рецепторного аппарата мышц и суставов при выполнении спортивных движений, разработана А.В. Самсоновой (1997). При выполнении двигательных действий можно зарегистрировать изменение межзвенных углов и электрическую активность мышц. Предлагаемая методика дает возможность в каждый момент времени иметь информацию об изменении длины мышцы и скорости ее сокращения. Кроме того, методика позволяет рассчитать значения межзвенных углов и угловое ускорение.

Выше указывалось, что мышечные веретена информируют ЦНС о длине и скорости сокращения мышц. График, у которого по оси абсцисс будет отложено значение «текущей» длины мышцы, а по оси ординат – скорости сокращения мышцы (фазовая траектория), будет нести информацию о функционировании мышечных веретен. Так, например, во время барьерного бега фазовая траектория длинной головки двуглавой м. бедра имеет следующий вид (рис. 2.3). Следует учесть, что эта мышца – двусуставная, то есть она обеспечивает движения в тазобедренном и коленном суставах.

Рис. 2.3. Фазовая траектория двуглавой м. бедра при преодолении барьера спортсменкой высокой квалификации

Электрическая активность мышц будет информировать, в какую фазу движения функционируют рецепторы Гольджи. Выше указывалось, что суставные рецепторы несут в ЦНС информацию о значениях межзвенных углов и скорости их изменения (угловой скорости). Следовательно, график, у которого по оси абсцисс будет отложены значения межзвенного угла, а по оси ординат – угловой скорости (фазовая траектория), будет нести информацию о функционировании суставных рецепторов. На рис. 2.4 представлена фазовая траектория «угол – угловая скорость» для тазобедренного и коленного суставов маховой ноги спортсменки высокого класса в барьерном беге.

Рис. 2.4. Фазовые траектории «угол-угловая скорость» при преодолении барьера

2.4. Уровни построения движений и рецепторы опорно-двигательного аппарата

В br /1947 году была опубликована книга русского ученого Н.А. Бернштейна «О построении движений». В этой книге он изложил оригинальную теорию управления двигательными действиями. В основе этой теории лежало понятие уровней построения движений. Он писал: «Каждая двигательная задача находит себе в зависимости от своего содержания и смысловой структуры тот или иной уровень. Иначе говоря, тот или иной сензорный синтез, который наиболее адекватен по качеству и составу образующих его афферентаций и по принципу их синтетического объединения требующемуся решению этой задачи. Этот уровень и определяется как ведущий уровень для данного движения» (Н.А.Бернштейн, 1991, С.41). По концепции Н.А. Бернштейна ни одно движение не обслуживается только одним уровнем, но осознается только ведущий уровень. По классификации Н.А.Бернштейна, при управлении движениями может быть задействовано пять уровней. Зависимость между скоростью растяжения мышц и частотой импульсации первичного афферента также близка к линейной.

Афферентация уровня А основана на импульсации мышечных веретен (длина и скорость сокращения мышцы) и рецепторов Гольджи (уровень возбуждения мышцы при ее укорочении). Эта информация очень слабо осознается ЦНС, то есть, по гипотезе Н.А.Бернштейна, этот уровень почти никогда не бывает ведущим.

Афферентация уровня В опирается на информацию, поступающую от суставных рецепторов. Это уровень выступает как ведущий в ряде физических упражнений, таких как наклоны тела вперед и назад, а также циклические движения. Сигналы от суставных рецепторов хорошо осознаются.

2.5. Контрольные вопросы

1. Какие рецепторы расположены в мышцах?
2. Какие рецепторы расположены в суставах?
3. Как называются мышечные волокна, расположенные в мышечных веретенах?
4. Какую информацию несут в ЦНС мышечные веретена?
5. Охарактеризуйте функционирование рецепторов Гольджи.
6. Дайте характеристику рецепторам суставов. О каких изменениях они несут информацию в ЦНС?
7. Информация каких рецепторов хорошо осознается ЦНС, а каких — плохо?

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Дубровский, В.И. Биомеханика: [Текст] / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова Биомеханика: Учебник для студ. высш. учеб. заведений. – М.: ВЛАДОС-ПРЕСС, 2003. – 672 с.
2. Кичайкина, Н.Б. Биомеханика: Учебное-методическое пособие [Текст] / Н.Б. Кичайкина, И.М. Козлов, А.В.Самсонова /Под ред. Н.Б.Кичайкиной.- СПб: СПбГУФК [б.и.], 2008.– 160 c.
3. Попов, Г.И. Биомеханика: Учебник для студ. высш. учеб. заведений [Текст] / Г.И. Попов. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 256 с.
4. Самсонова А.В. Моторная и сенсорная функции мышц в биомеханике локомоций: монография [Текст] / А.В.Самсонова; Санкт-Петербургский гос. ун-т физ. культуры им. П.Ф.Лесгафта.– СПб: [б.и.], 2007.– 152 с.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Бочаров, А.Ф. Биомеханика: Учебное пособие [Текст] / А.Ф. Бочаров, Г.П. Иванова, В.П. Муравьев. – СПб. [б.и.]: СПбГАФК им. П.Ф. Лесгафта, 2000. – 74 с.
2. Донской, Д.Д. Биомеханика: Учеб. для ин-тов физ. культуры [Текст]/ Д.Д. Донской, В.М. Зациорский. – М.: Физкультура и спорт, 1979. – 264 с.
3. Иваницкий, М.Ф. Анатомия человека (с основами динамической морфологии): Учеб. для ин-тов физ. культуры [Текст] / Под ред. Б.А. Никитюка, А.А. Гладышевой, Ф.В. Судзиловского. – М.: Физкультура и спорт, 1985. – 544 с.
4. Козлов И.М. Биомеханические факторы организации спортивных движений: монография [Текст] /И.М.Козлов Санкт-Петербургская гос. академия физ. культуры им. П.Ф.Лесгафта – СПб, [б.и.], 1998.– 141 с.
5. Коренберг, В.Б. Спортивная биомеханика. Словарь-справочник: Учебное пособие [Текст] / В.Б. Коренберг. – Малаховка [б.и.]: МГАФК, 1999. – 192 с.
6. Мак-Комас Алан. Дж. Скелетные мышцы. Строение и функции [Текст] /Алан Дж. Мак-Комас.&? Киев: Олимпийская литература, 2001.– 407 с.
7. Михайлов С.С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры [Текст] / С.С.Михайлов; СПбГУФК им. П.Ф.Лесгафта, СПб, [б.и.], 2006. – 230 с.
8. Петров, В.А. Механика спортивных движений [Текст]./ Петров В.А., Гагин Ю.А. М.: Физкультура и спорт, 1974.– 232 с.
9. Солодков А.С., Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник [Текст]/ Солодков А.С., Сологуб Е.Б.– М.: Терра-Спорт, Олимпия пресс, 2001.– 520 с. ил.
10. Теория и методика физической культуры [Текст] / Под ред. проф. Ю.Ф.Курамшина.– М.: Советский спорт, 2004.–463 с.
11. Энока Р.М. Основы кинезиологии [Текст]. – Киев: Олимпийская литература, 1998.– 399 с.

Физиологические принципы спортивных упражнений

Лечебная физкультура (ЛФК) – совокупность методов лечения, профилактики и медицинской реабилитации, которые основаны на использовании методически разработанных и специально подобранных физических упражнений. При их назначении врачи учитывают характер заболевания, его особенности, стадию и степень патологического процесса в органах и системах. Лечебную физкультуру в Юсуповской больнице назначает лечащий врач, а методику занятий определяет специалист по ЛФК. Лечебная физкультура применяется в различных формах: лечебной и гигиенической гимнастики, ходьбы, спортивных развлечений, подвижных игр. В Юсуповской больнице реабилитологи индивидуально составляют комплекс ЛФК для каждого пациента. Занятия проводят индивидуально, применяют инновационные методики лечебной физкультуры.

Что такое ЛФК в медицине

История ЛФК начинается с древнего Китая, где методики лечебной гимнастики с основным упором на дыхательные упражнения успешно использовались для исцеления больных. Использовать физические упражнения в целебных целях в России начали в 16-17 веках, зачастую в комплексе с физиотерапевтическими процедурами, закаливанием и водолечением. В настоящий момент ЛФК успешно совмещается с медикаментозным лечением, хирургическими вмешательствами, методами физиотерапии, массажем. Лечебная физкультура и спортивная медицина неразрывно связаны между собой, так как спортсменам необходимо быстро и эффективно восстановиться после полученных травм. В основе лечебного действия физических упражнений лежат нагрузки, строго определённые применительно к каждому пациенту. Выделяют общую тренировку для оздоровления и укрепления организма и специальную тренировку, которая направлена на устранение нарушенных функций в определённых органах и системах. Комплексы упражнений лечебной физкультурой способствуют увеличению подвижности суставов, уменьшают последствия растяжения мышц. Они позволяют улучшить обменные процессы в патологически изменённых тканях. С помощью ЛФК (фото есть в интернете) пациент может укрепить здоровье, сбросить вес, восстановить нарушенные функции. Применение лечебной физкультуры предотвращает дальнейшее прогрессирование заболевания, ускоряет сроки выздоровления и повышает эффективность комплексной терапии. Лечебная физкультура – это самостоятельная научная дисциплина. В медицине ЛФК – это метод лечения, который использует средства физической культуры для профилактики, лечения, восстановления нарушенных функций и поддерживающей терапии. В процессе многократного повторения физических упражнений совершенствуются имеющиеся двигательные навыки, восстанавливаются утраченные и развиваются новые физические качества, происходят положительные изменения функции органов и систем. Это в совокупности способствует восстановлению здоровья, тренированности, повышению физической работоспособности и другим положительным сдвигам в состоянии организма человека. Физическая нагрузка в процессе занятий ЛФК, которые проводят специалисты Юсуповской больницы, соответствует функциональным возможностям пациента. При выполнении физических упражнений повышается функциональная активность внутренних органов. Это связано с активизацией нейрогуморальных механизмов, включением дополнительных регуляторов обмена веществ, действием гормонов желез внутренней секреции, тканевых гормонов, других биологически активных веществ. Под воздействием ЛФК повышается подвижность и уравновешенность процессов возбуждения и торможения, улучшается деятельность зрительного, двигательного, слухового, вестибулярного и тактильного анализаторов.

Формы, методы, задачи и средства ЛФК

• утренняя гигиеническая гимнастика;
• занятие лечебной гимнастикой;
• дозированные восхождения (терренкур);
• экскурсии;
• прогулки;
• ближний туризм.

Лечебная физкультура на дому (гигиеническая гимнастика) проводится в утренние часы. Она является хорошим средством перехода от сна к бодрствованию, к активной работе организма. Физические упражнения, которые применяются в гигиенической гимнастике, должны быть нетрудными. Реабилитологи Юсуповской гимнастики не включают в гимнастический комплекс статические упражнения, вызывающие сильное напряжение и задержку дыхания. Подбирают упражнения, которые воздействуют на различные группы мышц и внутренние органы.

Разрабатывая комплекс упражнений, реабилитологи учитывают перенесенное заболевание, состояние здоровья, физическое развитие и степень трудовой нагрузки пациента. Продолжительность выполнения гимнастических упражнений не более 10-30 минут. Комплекс состоит из общеразвивающих упражнений для отдельных мышечных групп, дыхательных, упражнений для туловища, мышц брюшного пресса, на расслабление. Все гимнастические упражнения пациенты должны выполнять свободно, в спокойном темпе, с постепенно возрастающей амплитудой, вовлекать в работу сначала мелкие мышцы, а затем более крупных мышечных групп.

Основной формой проведения ЛФК является занятие лечебной гимнастикой. Каждая процедура состоит из трёх разделов:

• вводного;
• основного;
• заключительного.

В ЛФК используют как общеукрепляющие, так и специальные упражнения. При составлении плана занятия реабилитологи соблюдают принцип постепенности и последовательности повышения и снижения физической нагрузки, выдерживают оптимальную физиологическую кривую нагрузки. При подборе и проведении упражнений чередуют мышечные группы, которые вовлекаются в выполнение физических нагрузок.

ЛФК выполняет несколько задач. Лечебная задача определяется как цель восстановительных мероприятий на данном этапе развития патологического состояния. Задачи лечения методами лечебной физкультуры определяются представлениями о причине и механизме развития травмы или заболевания. Так, при развитии дыхательной недостаточности у больного пневмонией в остром периоде ведущей лечебной задачей является компенсация дыхательной недостаточности. При бронхиальной астме изменения внешнего дыхания диктуют необходимость улучшения бронхиальной проходимости, снятия спазма и эвакуации патологического содержимого бронхов.

В комплексной терапии могут фигурировать следующие задачи:

• нормализация вегетативных нарушений;
• восстановление нарушенных или утраченных двигательных навыков;
• восстановление нормальной структуры движения после травмы или реконструктивных операций.

Подбор средств ЛФК проводится в соответствии с лечебными задачами. Специальные задачи характерны только для определённой формы патологии и сочетания морфофункциональных изменений. Общие задачи связаны с изменениями реактивности, защитных сил организма, роста и развития пациента, эмоциональной сферы. Они характерны для многих заболеваний.

Для решения специальных задач реабилитологи Юсуповской больницы выбирают средства ЛФК с учётом механизмов трофического и компенсаторного действия. Избирательный массаж оказывает избирательное действие на ткани массируемого участка тела и соответствующего внутреннего органа, связанного с раздражаемой зоной сегментарной иннервации, а специально подобранные дыхательные упражнения оказывают специфическое действие на дыхательную систему. Эффективность ЛФК зависит не только от дозирования физической нагрузки, но и от правильного подбора разнообразных средств, последовательности физических упражнений при однократном занятии и в курсе лечения.

Основные правила ЛФК следующие:

• повторность, регулярность и длительность воздействия, которые необходимы для укрепления двигательного навыка;
• постепенность повышения физической нагрузки, помогающая избежать физического перенапряжения;
• всесторонность воздействия с помощью упражнений для разных групп мышц;
• доступность упражнения в соответствии с индивидуальными особенностями пациента.

Для усиления тренирующего действия упражнений в клинике реабилитации Юсуповской больницы специалисты ЛФК используют компьютеризированные и механические тренажёры ведущих мировых производителей. Для создания условий, уменьшающих нагрузку, применяют аппараты Экзарта, вертикализаторы, подвесные системы для снижения нагрузки на опорно-двигательный аппарат, действующие аналогично бассейну.

ЛФК для позвоночника

Чаще всего встречаются следующие искривления позвоночника:

• сколиоз (в сторону);
• кифоз (назад);
• лордоз (кпереди).

Наиболее приемлемыми формами ЛФК при искривлении позвоночника является лечебная гимнастика и занятия в воде. Гимнастические упражнения применяют в исходном положении «лежа», «стоя на четвереньках». Тренируют мышцы спины, ягодичной области, живота. Для исправления дефекта используют специальные корригирующие упражнения двух типов — симметричные и асимметричные. Для увеличения подвижности позвоночника используют упражнения на четвереньках, смешанные висы, упражнения на наклонной плоскости.

Комплекс ЛФК при протрузии поясничного отдела позвоночника включает в себя следующие упражнения:

• ходьба «на четвереньках»;
• «лодочка» (лёжа на животе нужно тянуться прямыми руками и ногами вверх, побыть од 1 минуты в напряжённом состоянии и вернуться в исходное положение);
• «ленивый» пресс – лёжа на спине с прямыми ногами, максимально напрячь пресс на несколько секунд, а затем расслабить.

Лечебная физкультура для поясничного отдела позвоночника выполняется ежедневно, с возрастающими нагрузками. Методика ЛФК при травмах позвоночника делится на четыре этапа. В течение первых десяти дней после травмы ЛФК способствует поднятию общего тонуса, улучшению работы пищеварительной и кровеносной системы, выносливости организма. На втором этапе лечения решаются следующие задачи:

• нормализация работы внутренних органов;
• стимулирование процессов регенерации;
• укрепление мышц;
• улучшение кровотока.

Основными задачами, решаемыми на третьем этапе лечения, являются укрепление и развитие мышц тазового дна, туловища и конечностей, улучшение мобильности позвоночника и координации движений. Четвёртый этап направлен на повышение мобильности позвоночного столба, дальнейшее развитие и укрепление мышц, восстановление правильного навыка ходьбы и здоровой осанки.

ЛФК в травматологии

Реабилитологи выбирают методики ЛФК при травмах в зависимости от периода заболевания. Задачами первого периода, соответствующего острой травме, является нормализация психоэмоционального состояния пациента, улучшение обмена веществ, деятельности дыхательной и сердечно-сосудистой систем, выделительных органов. Во втором периоде применяются следующие формы ЛФК: утренняя гимнастика, пешие прогулки, дозированные бег и ходьба, плавание. Третий период проходит в реабилитационном центре или в санатории. Задачами ЛФК этого периода являются:

• окончательное восстановление функций;
• адаптация организма к бытовым и производственным нагрузкам;
• формирование компенсаций, новых двигательных навыков.

В Юсуповской больнице реабилитологи индивидуально подходят к выбору средств и методик ЛФК при спинальной травме, после операции на коленном суставе, при гипертонии, после инсульта и других заболеваний. Для того чтобы пройти курс реабилитации с использованием новейших методик звоните по телефону Юсуповской больницы.

Источник https://doktorkarasenko.ru/lechebnaya-fizkultura/lfk-posle-travm.html

Источник https://allasamsonova.ru/uchebnoe-posobie-biomehanika-myshts/

Источник https://yusupovs.com/articles/rehab/lfk/