154028 (Суточный ритм мышечной силы кисти у хоккеистов)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Тюменский государственный университет

Факультет физической культуры

Кафедра управления физической культуры и спорта

Суточный ритм мышечной силы кисти у хоккеистов

Научный руководитель:

д.м.н., доцент А.М. Дуров

Автор работы: А.В. Галынский

Студент 5 курса, группы 1191,

Тюмень, 2004

Аннотация

Дипломная работа посвящена исследованию суточного ритма мышечной силы кисти у хоккеистов. Для решения поставленных задач была использована достаточно объективная методика.

Мышечная сила кисти была исследована 4 раза в сутки у хоккеистов. Были рассчитаны все биоритмологические параметры: мезор (среднесуточное значение), амплитуда (отклонение от среднесуточного уровня) и акрофаза (время максимального значения). Полученные данные подвергнуты статистической обработке по методу Фишера-Стъюдента. Результаты исследований у спортсменов сравнивались с данными, полученными у студентов (литературные данные), которые не занимались спортом.

Структура данной работы традиционна. Работа состоит из введения, обзора литературы, главы результатов исследования и списка литературы. Список литературы содержит 27 источников.

Содержание

Введение

Глава 1. Обзор литературы. Характеристика суточного ритма работоспособности человека

1. Характеристика мышечного сокращения

2. Потребление кислорода при мышечной работе

3. Мощность работы

4. Возраст и спортивная работоспособность

5. Основные биохимические факторы, лимитирующие проявление скоростно-силовых качеств

6. Структура биоритмов как один из критериев физиологической адаптации организма, его потенциальных резервов

7. Недельные ритмы у человека

Глава 2. Организация и методы исследования

2.1 Организация исследования

2.2 Методы исследования

2.3 Методы статистической обработки полученных результатов

Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение

3.1 Суточный ритм мышечной силы кисти у хоккеистов

3.2 Суточный ритм мышечной силы кисти у студентов ТГМА

Выводы

Практические рекомендации

Список литературы

Введение

В настоящее время биологические ритмы активно изучаются современной биологией и медициной. Цикл рассматривается как основной и единственный закон Мироздания, организующий и упорядочивающий элемент в природе (10).

Большое внимание к изучению биологических ритмов обусловлено тем, что с одной стороны биологические ритмы человеческого организма являются одним из важнейших механизмов приспособления к среде, а с другой – рассматриваются в качестве универсального критерия функционального состояния организма, его благополучия. Есть все основания утверждать, что благополучие организма, его здоровье определяется взаимной слаженностью его ритмических процессов (3).

Мышечное сокращение является наиболее совершенной формой биологической подвижности. Изучение работы мышц занимает одно из ведущих мест в биохимии спорта.

Для достижения высоких результатов в спорте, для повышения эффективности управления подготовкой спортсменов необходимо знать, как изменяются различные физиологические показатели в течение суток у человека и в частности его работоспособность.

Объект исследования – работоспособность человека на примере мышечной силы кисти.

Предмет исследования – изменение мышечной силы кисти в течение суток у хоккеистов.

Цель исследования – проанализировать суточную динамику мышечной силы кисти у хоккеистов и сравнить с суточным ритмом мышечной силы кисти у студентов, которые не занимаются спортом.

Задачи исследования:

1. Дать характеристику суточной динамики мышечной силы кисти (справа и слева) у хоккеистов.

2. Проследить динамику суточного ритма мышечной силы кисти у студентов ТГМА.

3. Выявить закономерность изменения амплитуды суточного ритма мышечной силы кисти у хоккеистов и у студентов ТГМА.

Рабочая гипотеза нашего исследования состояла в предположении, что мышечная сила (справа и слева) закономерно изменяется в различные часы суток, а также то, что суточная динамика мышечной силы кисти у спортсменов более выражена, чем у студентов, которые не занимаются спортом.

Теоретическое значение работы состоит в том, что работа доказывает наличие существенных изменений в суточном ритме мышечной силы кисти у лиц, занимающихся и не занимающихся спортом.

Глава 1. Обзор литературы. Характеристика суточного ритма работоспособности человека

1.1 Характеристика мышечного сокращения

Основная функция мышцы заключается в развитии напряжения и укорочения. Эта функция, названная сократительной, обеспечивает разнообразную деятельность организма. Мышца является сложным молекулярным двигателем, способным преобразовывать химическую энергию непосредственно в механическую работу, минуя промежуточные превращения. Вследствие этого потери энергии сравнительно невелики, мышца обладает высоким коэффициентом полезного действия (от 30 до 50%). Во время мышечного сокращения в мышце протекают разнообразные процессы: синхронное изменение проницаемости мембран и работы «ионных насосов», последовательное изменение активности ферментов, скорости процессов энергообеспечения, электростатических взаимодействий, структурная перестройка мышечных волокон. Энергия при сокращении расходуется на изменение характера взаимосвязей сократительных белков мышц и их взаимного расположения. У животных и человека имеется два основных типа мышц: поперечнополосатые и гладкие. Поперечнополосатые мышцы прикреплены к костям и поэтому называются скелетными. Наибольший интерес для биохимии спорта представляют скелетные мышцы. Структурной единицей мышцы является мышечное волокно. Мышечное волокно представляет собой одну гигантскую клетку, а точнее, бесклеточное образование – симпласт. Оно окружено оболочкой – сарколеммой, на поверхности которой располагаются окончания двигательных нервов. Миофибриллы (мышечные нити) являются сократительными элементами мышцы. В нетренированных мышцах миофибриллы располагаются рассеянно, а в тренированных сгруппированы в пучки. Сократительными белками мышц являются миозин и актин. При мышечном сокращении происходит повторяющееся образование и разрушение спаек между «головками» миозиновых молекул толстых протофибрилл и активными центрами тонких протофибрилл. Гипотеза мышечного сокращения предполагает, что в момент сокращения происходит только скольжение актиновых нитей вдоль миозиновых, однако некоторые экспериментальные данные указывают и на укорочение нитей. Это может быть связано с изменением во время сокращения пространственной структуры сократительных белков(21).

Непосредственным источником энергии для мышечной деятельности служит реакция расщепления АТФ. Запасов АТФ в мышце обычно хватает на 3-4 одиночных сокращения максимальной силы. В то же время, как показывают исследования с использованием микробиопсии мышц, в процессе мышечной работы не наблюдается значительного снижения концентрации АТФ. Это объясняется тем, что по ходу мышечной деятельности АТФ восстанавливается из продуктов распада (ресинтезируется) с той же скоростью, с какой она расщепляется в процессе мышечных сокращений. Ресинтез АТФ при мышечной деятельности может осуществляться как в ходе реакций, идущих без кислорода, так и за счет окислительных превращений в клетках, связанных с потреблением кислорода (6).

1.2 Потребление кислорода при мышечной работе

При переходе от состояния покоя к интенсивной мышечной деятельности потребность в кислороде возрастает во много раз, однако сразу она не может быть удовлетворена. Нужно время, чтобы усилилась деятельность систем дыхания и кровообращения и чтобы кровь, обогащенная кислородом, могла дойти до работающих мышц. По мере усиления активности систем вегетативного обеспечения постепенно увеличивается потребление кислорода в работающих мышцах. При равномерной работе, если ЧСС превышает 150 уд. в мин, скорость потребления кислорода возрастает до тех пор, пока не наступит устойчивое состояние метаболических процессов, при котором потребление кислорода достигает постоянного уровня. При более интенсивной работе (с ЧСС 150-180 уд. в мин) устойчивое состояние не устанавливается и потребление кислорода может возрастать до конца работы. Максимальный уровень потребления кислорода не может поддерживаться долго. Во время длительной работы он снижается из-за утомления. Усиление и учащение сердечных сокращений во время мышечной работы требуют увеличения скорости энергетического обмена в сердечной мышце. Во время мышечной деятельности усиливается энергетический обмен и в головном мозгу, что выражается в увеличении потребления мозгом глюкозы и кислорода из крови(21).

1.3 Мощность работы

Мощность работы связана обратно пропорциональной зависимостью с ее предельной продолжительностью: чем больше мощность, тем быстрее происходят биохимические изменения, ведущие к утомлению, и тем меньше время работы. Если эту зависимость изобразить графически, отложив по вертикали логарифмы мощности, а по горизонтали – логарифмы предельного времени работы с этой мощностью, то кривая будет иметь вид ломаной линии, разделенной на четыре отрезка, соответствующих четырем зонам относительной мощности: максимальной, субмаксимальной, большой и умеренной. Предельная длительность работы в зоне максимальной мощности составляет 15-20 с, в зоне субмаксимальной мощности – от 20 с до 2-3 мин, в зоне большой мощности – до 30 мин, в зоне умеренной мощности – до 4-5 часов. Работа в зоне максимальной мощности обеспечивается энергией в основном за счет АТФ и КрФ, частично - за счет гликолиза. Однако скорость гликолиза в этой зоне не достигает своих наивысших значений, поэтому содержание молочной кислоты в крови обычно не превышает 1-1,5 г на литр, мобилизация гликогена печени почти не происходит и содержание глюкозы в крови почти не изменяется по сравнению с уровнем покоя. Энергетическое обеспечение работы в зоне субмаксимальной мощности идет в основном за счет анаэробного гликолиза. В крови в большом количестве появляется молочная кислота. Усиливается мобилизация гликогена печени. В зоне большой мощности основное значение имеют аэробные источники энергии при достаточно высоком уровне развития гликолиза. Наиболее интенсивные упражнения в зоне умеренной мощности совершаются при максимуме аэробного производства энергии. В следствии усиленного расхода запасов гликогена в печени содержание глюкозы в крови падает ниже 0,8 г на литр. В моче в значительном количестве появляются продукты распада белков. Отмечается большая потеря организмом воды и минеральных солей(6).

1.4 Возраст и спортивная работоспособность

Физическая работоспособность спортсменов обнаруживает закономерные изменения с возрастом. Возможности энергопродукции аэробным и анаэробным путями возрастают по мере физиологического созревания организма и формирования психической сферы человека. С возрастом увеличиваются общая метаболизирующая масса тела, количество ключевых ферментов аэробного и анаэробного обмена в скелетных мышцах, активность и стабильность этих ферментов в работе, повышаются запасы энергетических веществ в тканях, совершенствуется работа вегетативных систем, ответственных за доставку мышцам кислорода и питательных веществ и удаление продуктов распада. Все эти показатели обычно достигают максимума к 20-30 годам, в пору полной физиологической зрелости человека. В этом возрасте, как правило, достигают наивысших спортивных результатов в тех видах спорта, где требуется высокая энергетическая производительность. После 40 лет показатели физической работоспособности постепенно понижаются и к 60 годам становятся примерно вдвое меньше, чем в зрелом возрасте(21).

1.5 Основные биохимические факторы, лимитирующие проявление скоростно-силовых качеств

Основные биохимические факторы, лимитирующие проявление скоростно-силовых качеств, можно установить исходя из «фундаментальных зависимостей» для мышцы. Первая из этих зависимостей описывает условия проявления максимальной мышечной силы. Результаты экспериментальных исследований, выполненных на различных мышцах человека и животных, показывают, что величина максимального мышечного усилия прямо пропорциональна длине саркомера, или длине толстых миозиновых нитей, т.е. степени полимеризации миозина, и общему содержанию в мышце сократительного белка актина. Вторая «фундаментальная зависимость» описывает связь между величиной максимальной скорости сокращения мышцы, длиной саркомера и относительной АТФ-азной активностью миозина. Максимальная скорость сокращения прямо пропорциональна относительной АТФ-азной активности. В произвольных движениях человека важно не изолированное проявление силы или скорости сокращения, а их совместный эффект, оцениваемый по величине мощности развиваемого усилия. Мощность является произведением силы на скорость. Поэтому мощность, развиваемая мышцей, является линейной функцией от величины суммарной АТФ-азной активности, то есть общей скорости расщепления АТФ. Суммарная АТФ-азная активность выше в быстро сокращающихся белых волокнах, чем в медленно сокращающихся красных волокнах (21).

1.6 Структура биоритмов как один из критериев физиологической адаптации организма, его потенциальных резервов

В настоящее время большое внимание к биологическим ритмам многих исследователей обусловлено тем, что биологические ритмы человеческого организма являются одним из важнейших механизмов приспособления к окружающей среде и рассматриваются в качестве интегрального критерия функционального состояния организма, его благополучия (3,20).

К настоящему времени у человека обнаружено более 300 ритмически меняющихся с периодом 24 часа физиологических функций. Эти периодические изменения живого организма направлены на то, чтобы активно противостоять изменениям условий внешней среды, максимально сохранив свою целостность (10).