Биомеханика пищеварительной системы

1

Содержание:

1.Биомеханика пищеварительной  системы.

2.Влияние различных факторов  на проявление силы мышцы.

3.Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1.Биомеханика  пищеварительной системы.

 

 

Наряду с секреторной, органы пищеварительного тракта осуществляют также экскретную функцию, состоящую в выделении из организма некоторых продуктов обмена (например, желчных пигментов) и солей тяжелых металлов. Все функции органов пищеварения подчинены сложным нервным и гуморальным механизмам регуляции. Продвижение и переваривание пищи в желудочно-кишечном тракте происходит в результате перистальтики желудка и кишок. Перистальтические движения наступают в результате сокращения мускулатуры, происходит как бы волнообразное движение. Эвакуаторная функция желудка связана с перистальтическими сокращениями мускулатуры и поступлением пищи в двенадцатиперстную кишку. При нарушении перистальтики возникает метеоризм, колиты и другие нарушения; замедление эвакуации желудочного содержимого наблюдается при хронических гастритах. В норме пустой желудок находится в спавшемся состоянии, а при поступлении пищи — начинается перистальтическая функция. Перистальтика желудка обусловлена тонусом желудочной мускулатуры. О перистальтике желудка, т. е. о состоянии тонуса мускулатуры, можно судить по данным рентгенологического исследования, по электрогастрографии или по радиотелеметрии и др. Желудочно-кишечный тракт, как полый орган с гладкой мускулатурой, функционирует в результате сокращения кишечной мускулатуры. Главные функции кишечника — секреторная, двигательная и всасывательная — осуществляются неодинаково в разных отделах. Секреторная, или пищеварительная, функция в основном осуществляется в верхнем отделе тонкого кишечника. Главную роль в выполнении этой функции играют выделяющиеся здесь ферменты поджелудочной железы, желчь и др. Некоторую роль в кишечном пищеварении играют ферменты, выделяемые бактериями, населяющими кишечник. Тонкокишечное пищеварение касается всех групп пищевых веществ — жиров, белков, углеводов, нуклеиновых кислот. Двигательная функция кишечника. В тонких кишках наблюдается два вида движений:

3

перемешивающие, способствующие смешиванию кишечного содержимого  с пищеварительными соками, и перистальтические, при которых происходит сокращение как круговой, так и продольной мускулатуры кишок. Сокращения круговой мускулатуры совершаются таким образом, что выше пищевого комка она сокращается, а ниже него расслабляется. Это способствует продвижению пищевой массы вперед. Сокращение продольных мышечных волокон вызывает укорочение соответствующего участка кишки и как бы надвигание его на пищевую массу, благодаря чему последняя опять-таки оказывается в более дистальном, т. е. расположенном ближе к толстой кишке участке.  
В верхней части тонкой кишки продвижение пищевых масс происходит быстро, в нижней — замедляется. Все движения в тонких кишках происходят под влиянием импульсов, возникающих в ауэрбаховском и мейснеровском сплетениях. Двигательная функция толстой кишки сводится в основном к проталкиванию каловых масс по направлению к заднему проходу. В толстом кишечнике происходит три вида движений: малые и большие маятникообразные движения, при которых происходят перемешивание содержимого и уплотнение его благодаря всасыванию жидких частей, перистальтические движения, способствующие продвижению каловых масс по направлению к прямой кишке. Все движения в толстых кишках происходят медленнее и реже, чем в тонких. Поступление каловых масс в прямую кишку влечет за собой дефекацию. Дефекация является рефлекторным актом, вызываемым раздражением каловыми массами нервных окончаний в слизистой оболочке прямой кишки. Это раздражение проводится к центру, расположенному в поясничной части спинного мозга. При этом возникают непроизвольные сокращения прямой кишки при одновременном открытии ее сфинктера. К ним присоединяется натуживание, заключающееся в произвольном сокращении мышц брюшного пресса. Эти сокращения повышают внутрибрюшное давление и тем самым способствуют лучшему извержению кала. Рефлекс дефекации может быть временно подавлен волевым усилием под влиянием импульса из коры головного мозга. Расстройства секреторной функции кишечника могут выразиться в уменьшении

4

или в увеличении выделения  кишечного сока. Расстройства двигательной функции кишечника выражаются в  ускорении или замедлении продвижения  содержимого по кишечному тракту. Вследствие ускоренного продвижения  кишечного содержимого жидкие части  его не успевают всосаться. В результате этого наступает диарея. При медленном  продвижении и длительном пребывании в кишечнике каловые массы  сильно уплотняются, в результате чего наступает запор. Расстройство всасывательной функции кишечника выражается в  недостаточном всасывании пищевых  веществ в кишках. Эти расстройства зависят либо от слишком быстрого прохождения содержимого по кишечнику  вследствие усиления перистальтики, либо от патологических изменений в кишечной стенке, или нарушения кровообращения в ней вследствие сердечной недостаточности, или застоя в системе воротной вены, либо, наконец, от недостаточности  переваривания пищи в кишечнике, что препятствует переходу ее во всасываемую  форму.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

2.Влияние различных факторов на проявление силы мышцы.

Сила  сокращения мышц зависит от многих причин, в частности от анатомического (морфологического) строения мышц. Так, мышцы, перистого строения, проигрывая в величине укорочения, выигрывают у веретенообразных мышц или у  мышц с параллельными продольной оси волокнами в силе сокращения, потому что у них больше физиологический  поперечник.

Степень напряжения мышцы зависит от частоты  посылаемых ей нервных импульсов. Н. Е. Введенский (1885) убедительно показал, что максимальный эффект сокращения мышц достигается при оптимальной (а не максимальной) частоте и  силе приходящих к ней импульсов. Исследуя изолированную мышцу, он пришел к выводу, что «для каждой стадии утомления мышцы есть свой собственный  оптимум частоты раздражения (максимальная сила). Всякое раздражение более  редкое или же более частое, не способно удерживать мышцу на максимуме укорочения; каждое из последних действует тогда в известной степени Pessimum как частоты раздражения».

У теплокровных животных напряжение мышц достигает максимума при частоте  раздражения около 60 за 1 с, при этом напряжение мышцы в 4 раза больше, чем при одиночном раздражении. При прочих равных условиях напряжение мышц, или развиваемое усилие, есть функция двух переменных: ее физиологического' состояния и начальной длины.

Как известно из физиологии, при повышении (до определенного предела) нагрузки механическая работа, производимая мышцей, возрастает. При дальнейшем увеличении отягощения величина работы снижается  и может достигнуть нуля.

Повышение возбудимости центральной нервной  системы до определенного уровня благотворно сказывается на силе скелетных мышц. Состояние повышенного  возбуждения неразрывно связано  с

6

эмоциональным возбуждением, вызывающим сложный комплекс вегетативных и соматических сдвигов. Эмоциональное возбуждение - ведет  к большему освобождению адреналина, норадреналина, ацетилхолина и некоторых  других физиологически активных веществ, которые стимулируют работоспособность  мускулатуры. Влияние центральной  нервной системы на функциональное состояние нервно-мышечного аппарата может осуществляться, при участии  гуморальных механизмов.

При динамической работе максимальной интенсивности  организм обеспечивается кислородом всего  лишь, на 10%. Во время динамической и  статической работы предельной интенсивности  максимальный уровень работоспособности может быть достигнут при задержке дыхания и настуживании: это подтверждают как эксперименты, так и многолетний опыт тяжелоатлетов.

Гормональные  воздействия на проявления силы мышц и работоспособность человека очень  существенны. В свою очередь, мышечная работа изменяет «гормональное зеркало». Например, после средней и тяжелой  тренировки содержание норадреналина  в крови может увеличиться  в два раза, значительно возрастает содержание гормона роста. Уровень  кортизола повышается только после  тяжелых тренировок, тогда как  содержание инсулина уменьшается.

Гормоны коры надпочечников - кортикостероиды (или, как их еще называют, кортикоиды) - играют очень важную роль в регуляции различных функций. По своему химическому строению они относятся к стероидам. По физиологическому воздействию их делят на глюкокортикоиды, минералокортикоиды, андрогены, эстрогены, гестагены. В последние годы доказано, что на работоспособность человека, особенно существенно влияют глюкокортикоиды и андрогены.

Известно, что гормоны надпочечников ускоряют катаболизм - распад белков, Однако в  печени синтез белков и нуклеиновых  кислот усиливается. Глюкокортикоиды отзывают преимущественное воздействие на обмен углеводов; кроме того,

7

они повышают возбудимость мозга. Минерзлокортикоиды тоже влияют на возбудимость мозга; малые дозы играют активизирующую роль, а большие, наоборот, угнетающую. Гидрокортизон вызывает уменьшение содержания внутриклеточной воды и натрия. Кортикостероиды влияют на передачу нервного импульса через синапс. Доказано, что эффект их действия, связан с увеличением проницаемости мышечной мембраны.

К андрогенам относится ряд гормонов, в том числе андростендион, 11-оксиандростендион и дегидроэпиандростерон. Большей активностью обладает андротендион, но и он в пять раз уступаетпо андрогенной активности тестостерону, который образуется половыми железами. Как известно, андрогены влияют на развитие половых органов и вторичные половые признаки, стимулируют анаболические процессы в скелетной мускулатуре, усиливают контрактивные (сократительные) свойства мышц, улучшают координацию движений. Они повышают также боевитость (т. е. агрессивность) спортсмена в борьбе за высокие спортивные достижения на состязаниях.

В последние годы в связи со значительным повышением тренировочных и соревновательных нагрузок спортсмены все чаще стали  прибегать к помощи фармакологии для восстановления организма. Так, в ряде стран широко применяют  андрогенные синтетические препараты, аналоги естественного мужского полового гормона тестостерона (такие, как нерабол, дианабол, ретаболил и др.) — препараты, обладающие анаболическим свойством, т. е. способствующие росту мышечной массы, а также более быстрому восстановлению организма после нагрузок. В ряде случаев при их приеме наблюдается резкое повышение спортивных достижений у спортсменов, которые в течение длительного времени: не прогрессировали.

Несмотря  на положительное влияние андрогенных  препаратов на рост спортивных результатов, их прием не рекомендуется: они далеко не безразличны для организма  и их применение запрещено правилами  соревнований. Препараты, обладающие андрогенными

8

свойствами, при употребления в значительных дозах оказывают заместительное действие, подавляя выработку собственных соответствующих гормонов; они могут способствовать росту опухолей. Имеются и другие отрицательные стороны их воздействия на организм человека, известны даже случаи отравления спортсменов. С морально-этической стороны применение гормональных препаратов или их синтетических аналогов не может быть оправданным.

Выраженное  анаботическое свойство имеют и некоторые препараты, не обладающие андрогенным действием и потому не влияющие отрицательно на половую сферу: 4-метилурацил, оротат калия, ионозин, карнитин, кобабамид и др.

В связи с тем, что упражнения со значительным отягощением оказывают  специфическое влияние на обмен  веществ, эффект тренировки в развитии силы во многом зависит от характера  питания. Значительные мышечные сокращения могут продолжаться лишь несколько  секунд, что вызывает относительно небольшие энергетические затраты. За 1,5—3-часовую тренировку атлет  тратит энергию, эквивалентную 800—2000 ккал (И. И. Саксонов), т. е. организму не угрожает энергетическое истощение, если суточный рацион питания составляет 3500—4000 ккал. Спортсмен заканчивает тренировку значительно раньше, чем может наступить состояние, близкое к истощению.

В начальный период силовой тренировки атлета азотистый баланс (при средних  общепринятых нормах белка в питании) бывает отрицательным. Повышение работоспособности  спортсмена, как правило, связывают  с положительным азотистым балансом.

Достаточный излишек белка и соответствующее  тренировочное возбуждение - необходимые  условия для гипертрофии мышц. Чтобы увеличить их силу, требуется  более 1 г белка на 1 кг веса. Разумеется, кроме оптимального количества белка, необходимо также вводить в рацион для гарантированного роста силы мышц (при соответствующей тренировке) определенное количество

9

жиров, углеводов, витаминов, минеральных  солей, т. е. питание должно быть правильно  сбалансированным.

В литературе достаточно хорошо освещена роль витаминов в жизнедеятельности  организма человека, их значение в  повышении работоспособности, в  частности спортивной.

Сила  мышц снижается после продолжительной  интенсивной мышечной работы (это  подтверждается данными О. Н. Крюкова  и Я. А. Эголинского, которые проводили специальное исследование на 210 спортсменах). Исследования после действия бега на 1,3 и 5 км показали, что у большинства испытуемых с увеличением дистанции в большей степени снижается сила мышц. Было выявлено также, что проявления силы зависят как от длительности, так и от интенсивности характера совершаемой работы, а также от уровня тренированности (М. С. Хлыстов).

Сила  мышц зависит от времени суток  и года. Особенно заметно ее изменение  в течение суток: максимум приходится на первую половику дня (до обеда), немного  меньшая величина - на послеобеденное время и резкое снижение наступает между 2 и 4 ч. ночи.

После сна или ночного дежурства  сила снижается на 20—30% по сравнению  с силой в дневное время. В  первом случае она увеличивается  постепенно, достигая максимума через 3—5 ч.

Максимальная  величина сипы варьирует как в  различные дни, так и через  короткие промежутки времени, причем после  тренировки амплитуда колебания  силы меньше.

Опыт  выступления сильнейших спортсменов  на состязаниях без предварительной  адаптации к новому часовому поясу  свидетельствует о том, что смена суточного режима не является серьезным препятствием для высоких спортивных достижений, в том числе и рекордных результатов.

Влияние времени года на работоспособность  и сипу мышц изучено недостаточно. Некоторые исследователи отмечают, что максимальная работоспособность наблюдается весной и в начале лета,

10

а минимальная - в конце лета - начале осени. Другие исследователи считают, что, хотя тяжелая атлетика и не сезонный вид спорта, большинство высших достижений тяжелоатлетов приходится на осень.

Большой практический интерес представляет влияние гипоксии на силу мышц.

С. Гартман (1936) исследовал силу мыши, при  «подъеме» на высоту в барокамере. До уровня 4200 м сила не изменялась, а  на высоте 5022 м было отмечено ее снижение. В некоторых случаях на высоте 6000—7000 м наблюдается прирост  силы и только после 7000 м наступает  резкое ее снижение.

В связи с проведением XIX Олимпиады  в Мехико, на высоте 2300 м, проводились  многочисленные исследования работоспособности  спортсменов в условиях среднегорья. Установлено, что в 1-ю неделю пребывания в горах у хорошо тренированных  атлетов повышается работоспособность, увеличивается сила мышц, резко возрастают спортивные результаты. Однако в 3-ю  неделю, работоспособность стабилизируется, а в 4-ю снижается.