Svalová efektivita. Koncept motorové jednotky. Zákon síly pro kosterní svaly. Provádění jednoho úkolu na úkor druhého

Existují dva druhy práce – fyzická a duševní; a argument o tom, kdo je lehčí, je zcela irelevantní. Únava při duševní práci nemůže být o nic menší a někdy i větší než při fyzické práci. A samozřejmě obě tyto činnosti jsou důležité a užitečné.

Co ovlivňuje úroveň lidského výkonu

Práce- jedná se o implementaci jejich přirozených funkcí buňkou, orgánem, orgánovým systémem nebo organismem. Rozumný člověk vykonává zpravidla společensky užitečnou práci. Vědeckotechnický pokrok změnil povahu lidské práce. Těžkou fyzickou práci nahradila práce duševní. Fyzická i duševní práce jsou zaměřeny na plnění určitých úkolů, při provádění každého druhu činnosti jsou zapojeny různé procesy. „Většina moderních pracovníků vykonává úkoly, které vyžadují rozpoznávání vzorů, rychlé získávání a zpracování informací, stejně jako schopnost vytvářet plány a rozhodovat se,“ píše slavný fyziolog porodu G. Ulmer (1997). A to zanechává vážný otisk na lidském zdraví.

výkon- jedná se o schopnost člověka vykonávat po určitou (danou) dobu a s určitou účinností maximální možné množství práce. Efektivita se stejně jako práce dělí na psychickou a fyzickou. Na základě výše uvedené definice je duševní výkonnost člověka schopnost vykonávat určité množství práce, která vyžaduje výraznou aktivaci neuropsychické sféry. Fyzická výkonnost člověka je schopnost vykonávat maximální možný počet úkolů. fyzická práce aktivací pohybového aparátu. Fyzická výkonnost přirozeně závisí také na stavu nervové soustavy, která inervuje pohybový aparát.

Co ovlivňuje výkon a jak zlepšit efektivitu vykonávané práce? Hlavním faktorem, který ovlivňuje výkonnost člověka, je především jeho zdravotní stav. Také psychická a fyzická výkonnost člověka závisí na úrovni zdatnosti, zkušenostech, fyzické a psychické kondici. Důležitým ukazatelem úrovně pracovní schopnosti člověka je jeho sklon k této práci (tj. talent), motivace k práci a emoce spojené s prací, stav prostředí a organizace práce. V pracovní kapacitě člověka hraje důležitou roli optimální organizace pracoviště, která umožňuje udržovat potřebnou polohu těla a jeho segmentů pro výkon práce.

Níže se dozvíte, jaké typy práce jsou a jaké mechanismy se podílejí na jejich provádění.

Druhy práce: fyzická a psychická výkonnost člověka

Duševní práce je spojena s myšlením a artikulovanou řečí, protože člověk se nezabývá konkrétními předměty, jevy nebo živými organismy, ale symboly nebo pojmy, které je definují. Duševní práce zahrnuje přijímání a zpracovávání informací, jejich porovnávání s informacemi uloženými v paměti, transformaci informací, identifikaci problémů a způsobů jejich řešení a formování cíle.

Duševní výkon je spojen s mentálními a emočními složkami. Složka myšlení je spojena s intelektuálními schopnostmi člověka, vyžaduje reflexi a koncentraci. Emoční složka zahrnuje sebehodnocení člověka jako subjektu duševní práce, posouzení významnosti cíle a prostředků. Emocionální složka způsobuje vznik četných pozitivních i negativních emocí, což se projevuje jasnými reakcemi autonomního nervového systému a změnami nálady člověka. Emoční stres a psychické přetížení stimulují sympatickou část autonomního nervového systému, což se projevuje zrychlením srdeční frekvence a dýchání, srdečního výdeje a dýchání, zvýšeným pocením („reakce bojuj a uteč“).

Fyzická práce je spojena s činností pohybového aparátu, hlavní roli v tom hraje kosterní svalstvo. Pokud se vlivem svalové kontrakce změní poloha části těla, pak je odporová síla překonána, tj. vykoná se překonávací práce. Práce, při které je síla svalu nižší než působení gravitace a držené zátěže, se nazývá poddajnost. Sval v tomto případě funguje, ale nezkracuje se, ale naopak prodlužuje, například když není možné zvednout nebo udržet tělo, které má velmi velkou hmotu. Navzdory úsilí svalů musíte toto tělo spustit na nějaký povrch. Přidržovací práce se provádí, pokud je v důsledku svalové kontrakce tělo nebo břemeno drženo v určité poloze, aniž by se pohybovalo v prostoru, například osoba drží břemeno bez pohybu. Svaly se v tomto případě stahují izometricky, tedy beze změny jejich délky. Síla svalové kontrakce vyrovnává hmotu těla a zátěž. Když svaly kontrakcí pohybují tělem nebo jeho částmi v prostoru, vykonávají přemáhací nebo poddajnou práci, která je dynamická. Statická je držení práce, při které nedochází k pohybu celého těla ani jeho části. Při statické práci se svaly izometricky stahují, přičemž vzdálenost se nepřekonává, ale práce je vykonávána.

Energetické náklady organismu a fyziologická potřeba člověka po energii

Práce vyžaduje energii. Celková lidská potřeba energie je součtem základní a fungující směny. Energetický výdej lidského těla při základním metabolismu je množství energie vynaložené tělem v podmínkách úplného klidu k udržení života. U mužů jsou energetické náklady těla v průměru 1 kcal na 1 kg tělesné hmotnosti za 1 hodinu (4,2 kJ). U žen - 0,9 kcal (3,8 kJ). Výměna práce je množství energie vynaložené na provedení nějaké vnější práce. Celková denní fyziologická potřeba energie člověka při duševní práci je 2500-3200 kcal (10475-13410 kJ). Při mechanizované práci nebo lehké nemechanizované práci - 3200-3500 kcal (13 410-14 665 kJ). S částečně mechanizovanou prací nebo nemechanizovanou prací střední závažnosti - 3500-4500 kcal (14 665-18 855 kJ), s těžkou nemechanizovanou fyzickou prací - 4500-5000 kcal (18 855-20 950 kJ).

Anatomické a fyziologické průměry charakterizují velikost nebo funkci konkrétního svalu. Anatomický průměr je plocha průřezu svalu kolmá k dlouhé ose v určité jeho části. Fyziologický průměr je součtem ploch průřezu všech svalových vláken, která tvoří sval. První ukazatel charakterizuje velikost svalu, druhý - jeho sílu. Absolutní síla svalu se vypočítá vydělením hmotnosti maximální zátěže (kg), kterou sval dokáže zvednout, plochou jeho fyziologického průměru (cm2). Tento ukazatel pro osobu různé svaly je od 6,24 do 16,8 kg/cm2. Takže například absolutní síla m. gastrocnemius je 5,9 kg/cm2, tricepsový sval ramene 16,8 kg/cm2, bicepsový sval ramene 11,4 kg/cm2. Napětí vyvinuté při kontrakci jedním svalovým vláknem se pohybuje v rozmezí 0,1-0,2 g.

Rozsah kontrakce (amplituda) závisí na délce svalových vláken. Ve vřetenových a stuhovitých svalech jsou vlákna delší a anatomické a fyziologické průměry jsou stejné, takže síla těchto svalů není příliš velká a amplituda kontrakce je velká. U pennatních svalů je fyziologický průměr mnohem větší než anatomický, a proto je jejich síla větší. Vzhledem k tomu, že svalová vlákna těchto svalů jsou krátká, je amplituda jejich kontrakce malá.

Ukazatel pracovního výkonu: Poměr lidského výkonu (COP) osoby v práci

Jedním z ukazatelů efektivity práce člověka je koeficient efektivity, který udává, kolik z vynaložené energie se přemění na energii, která vykonává užitečnou vnější práci:

Koeficient výkonu (COP) člověka se rovná energii vynaložené na vnější práci, dělené vyrobenou energií a vynásobené 100 %.

U lidí může koeficient lidské účinnosti izolovaného svalu dosáhnout 35 %. Výkonnost organismu jako celku a výkonnost člověka při práci různé typy svalová aktivita je nízká. Pohybuje se od 3 do 25 %. Při častém opakování stejné práce vzniká pracovní dynamický stereotyp - systém reflexních reakcí, které se tvoří při neustálém opakování stejných podnětů. Reflexní reakce se stávají automatickými, takže práce se stává energeticky efektivnější a méně únavná, nevyžaduje neustálou pozornost a soustředění.

Příčiny a faktory dočasného snížení duševní a fyzické výkonnosti organismu

Způsobuje reakci všech orgánů a systémů. Při velké zátěži dochází k poklesu výkonnosti, jak se člověk unaví. V aktivně se stahujícím svalu se průtok krve zvýší více než 20krát a aktivuje se metabolismus. Při mírné fyzické námaze převažuje ve svalu aerobní metabolismus, při těžké práci se část energie uvolňuje anaerobně, tedy bez použití kyslíku. Díky tomu se ve svalech tvoří a hromadí kyselina mléčná. To je jeden z faktorů, které snižují výkon: s nahromaděním značného množství kyseliny mléčné ve svalových vláknech se rozvíjí svalová únava. Fyzická aktivita zvyšuje srdeční frekvenci, zdvihový objem, arteriální tlak spotřeba kyslíku tělem. Při lehké a mírné fyzické práci s konstantní zátěží po dobu 5-10 minut se srdeční frekvence zvyšuje, poté dosáhne konstantní úrovně nebo stacionárního stavu, který nevede k lidské únavě po dobu několika hodin. 3-5 minut po dokončení takové práce se srdeční frekvence vrátí do normálu. Při těžké práci nenastává stacionární stav, dochází k poklesu fyzický výkon dochází k únavě, zvyšuje se srdeční frekvence a po ukončení těžké práce trvá doba zotavení na normální srdeční frekvenci několik hodin.

Každý člověk má svou individuální hranici únavy při fyzické i duševní práci, rozdíl u každého jednotlivce je někdy velmi výrazný. Po této hranici výkonnost organismu jako celku klesá, člověk již nemůže efektivně vykonávat svou práci. Únavný pracovní limit je rozdělen do dvou výkonnostních úrovní. Práce, kterou člověk může vykonávat 8 hodin, aniž by se u něj projevily známky svalové únavy, se považuje za snadnou, je podlimitní. Nad ním je oblast maximálního výkonu, výkon takové práce je výrazně časově omezen. K poklesu duševní a fyzické výkonnosti dochází s prodlužující se dobou trvání práce. Trénink zlepšuje výkon člověka.

Jak určit hranici únavné dynamické práce? Jeden z důležité ukazatele je srdeční frekvence, která zůstává během práce konstantní, nezvyšuje se v důsledku únavy. U netrénovaných lidí ve věku 20 až 30 let nepřesahuje 130 tepů za 1 minutu, méně než 5 minut po ukončení práce se tepová frekvence stává méně než 100 tepů za 1 minutu; ve věku 31 až 50 let přesahuje 130-140 tepů za 1 minutu, tepová frekvence se stává méně než 100 tepů za 1 minutu pouze 10-15 minut po ukončení práce. U trénovaných lidí je pozorována rychlejší normalizace pulsu.

Totéž platí pro snížení duševní výkonnosti člověka - pouze neustálý „trénink mozku“ umožní příliš rychle se neunavit.

Únava a zotavení při fyzické a duševní práci

Únava- Jedná se o fyziologický stav člověka, ke kterému dochází v důsledku intenzivní nebo dlouhodobé práce. Vyjadřuje se dočasným poklesem výkonnosti, který je vyvolán svalovou (fyzickou) a neuropsychickou únavou. Při tvrdé práci se spojí. Únava je charakterizována poklesem svalové síly a vytrvalosti, zhoršenou koordinací pohybů, zvýšením spotřeby energie na vykonávání stejné práce, zhoršenou pamětí, rychlostí zpracování informací, soustředěním atd. Únava subjektivně pociťuje člověk v podobě tzv. únava, kdy člověk není schopen normálně reagovat na podněty. Kromě toho je únava způsobena nedostatečným spánkem. Únava nutí člověka přestat pracovat nebo snížit zátěž.

Důvodem poklesu výkonnosti při těžké fyzické práci je hromadění ve svalových vláknech některých metabolických produktů (například kyseliny mléčné). Odpočinek, zvláště aktivní, vede k obnovení svalové výkonnosti. Je to způsobeno odstraněním kyseliny mléčné a obnovou energetických zásob ve svalu. Neuropsychická (centrální) únava je způsobena dlouhodobou intenzivní duševní prací, monotónní monotónní prací, hlukem, špatnými pracovními podmínkami, emočními faktory, nemocemi, podvýživou nebo podvýživou, hypovitaminózou.

Častá neuropsychická únava vede k rozvoji chronické únavy. Tento stav je typický pro mnoho lidí v moderních podmínkách. Vede k rozvoji kardiovaskulárních onemocnění, infarktu, mrtvici, neuróze, psychóze, depresi, sexuálním poruchám. Pokud i přes únavu práce pokračuje, dochází k vyčerpání. Připomeňme, že těžký fyzický a neuropsychický stres způsobuje stres (nebo spíše úzkost).

Rozlišujte mezi akutním a chronickým vyčerpáním. První je prudký pokles výkonu při těžké práci, druhá nastává v důsledku dlouhotrvající těžké nebo příliš často opakované tvrdé práce. Profesionální sporty, sportovní soutěže a namáhavý trénink často vedou k akutnímu a chronickému chřadnutí. Zdůrazňujeme: mluvíme o profesionálním sportu, a ne o tělesné výchově, která je užitečná a naprosto nezbytná v každém věku.

Jak relaxovat a zotavit se po duševní a fyzické práci

Zotavení- Jde o proces postupného návratu tělesných funkcí do původního stavu po ukončení práce. S postupujícím zotavením klesá únava a zvyšuje se výkonnost. Pokud člověk vykonává práci, která leží nad hranicí jeho únavy, je nutné pravidelně odpočívat. Jak se po práci rychle zotavit, abyste ochránili své tělo před nebezpečnými následky silného stresu? Je třeba zdůraznit, že pro efektivní odpočinek je lepší několik krátkých přestávek než jedna nebo dvě dlouhé. I ve stavu úplného klidu si kosterní sval zachovává pružnost a určitý stupeň napětí. Tomu se říká svalový tonus. Než se zotavíte z fyzické práce, nezapomeňte, že svalový tonus nezpůsobuje únavu. Tonus je normální stav částečné kontrakce uvolněného svalu, díky kterému je schopen se stáhnout v reakci na specifický stimul.

Odpočinek- jedná se o klidový stav nebo zvláštní, speciálně organizovaný druh činnosti, který zmírňuje únavu a přispívá k obnově pracovní kapacity. JIM. Sechenov ve druhé polovině 19. století. zjistili, že práce některých svalových skupin končetin pomáhá odstraňovat únavu jiných svalových skupin způsobenou jejich prací. Toto ustanovení vytvořilo základ pro definici dvou druhů rekreace: aktivní a pasivní. Jak si odpočinout od duševní práce a těžké fyzické práce? Aktivní rekreace je rekreace, při které člověk vykonává jiný druh práce, odlišný od obvykle vykonávané práce. Regenerace při fyzické a duševní práci aktivním odpočinkem je rychlejší a efektivnější než při pasivním odpočinku, kdy je tělo v podmínkách relativního odpočinku. Ano, intenzivní duševní aktivita by měla být pravidelně přerušována fyzická aktivita. A naopak: intenzivní fyzicko - mentální.

Znalostním pracovníkům důrazně doporučujeme po 1-1,5 hodině „neodpočívat“ s cigaretou v ústech, ale vyšplhat 10-15 pater po schodech, udělat 15-20 dřepů, stejný počet výskoků, provést 10-20 cviků s činkami.

Pro manuálně pracující pracovníky je vhodné se projít nebo pokud možno několik minut lehnout se zdviženýma nohama na čerstvém vzduchu.

Nyní, když víte o únavě při fyzické a duševní práci a rekonvalescenci po ní, zkuste si práci zorganizovat tak, aby se efektivita vaší činnosti nesnižovala po celý pracovní den.

Pochopit takové veličiny, jako je účinnost benzinového či naftového spalovacího motoru, je prakticky věcí cti každého muže. Magická čísla 33 % nebo 40 % mohou být vážným důvodem k bouřlivé diskusi na celý večer. Pochopení účinnosti vlastního těla obvykle není dost času a touhy, a mimochodem, marně. Výkonnost našeho těla přímo závisí na tom, jak se o něj staráme, jak dobře rozumíme a uspokojujeme jeho potřeby.

Na čem je založen život? Přesně tak, energie! Energie je všechno! Všechny procesy, které probíhají v našem těle, vyžadují energii. Energii získáváme z jídla. Sacharidy, tuky a bílkoviny se při metabolismu odbourávají a dodávají tělu stavební materiál a energie. Hlavním typem paliva, které tělo rychle a snadno využije, jsou sacharidy. Nejdůležitějším zdrojem energie jsou spolu se sacharidy základní složky tuků – mastné kyseliny.

Oxidace mastných kyselin poskytuje téměř polovinu energetické potřeby dospělého těla. K tomuto důležitému procesu („beta-oxidaci“) dochází v energetických továrnách buněk – v mitochondriích. Mimochodem, poznámka pro fanoušky čísel: účinnost mitochondrií je 55 %! Je důvod se divit, jak moc lidské vynálezy stále zaostávají za „vynálezy“ přírody.

Aby „energetické továrny“ těla správně fungovaly a dodávaly dostatečné množství energie, musí být zajištěn nepřerušovaný přísun paliva, tedy mastných kyselin. Za tuto důležitou fázi je zodpovědný L-karnitin. Je klíčovým účastníkem transportu mastných kyselin do mitochondrií.

Podle chemické struktury je L-karnitin aminokyselina, látka příbuzná vitaminům B. L-karnitin je ve své přirozené formě přítomen téměř ve všech lidských orgánech a tkáních a v maximálních koncentracích tam, kde je potřeba přebytečné energie k udržení základní funkce těla (svaly, srdce, mozek, játra, ledviny). Potřeba L-karnitinu je u každého jedince individuální a může se lišit v závislosti na zátěži. Příjem L-karnitinu se také zvyšuje se stresem a při fyzické aktivitě. Nedostatečné množství L-karnitinu může způsobit různá onemocnění.

K udržení potřebné hladiny L-karnitinu nebo k doplnění jeho nedostatku ve stresových obdobích života pomůže lék Elkar tuzemské farmaceutické společnosti PIK-PHARMA.
Elkar je vodný roztok L-karnitinu pro perorální podání. Jedinečnost léku spočívá v tom, že nemá vedlejší efekty a není návykový.

Kdy a komu se má Elcar používat? Elcar je životně důležitý, pokud:
práce nebo studium je doprovázeno zvýšené neuropsychiatrické;
současné období života je naplněno stresovými situacemi;
cvičení v posilovně nebo fitness centru začalo přinášet místo potěšení
únava;
chřipka, SARS nebo nachlazení se v žádném případě nechtějí „vyháknout“;
víkendy a svátky se konají pod heslem „Rychleji, výše, silněji!“;
méně než 10 let do důchodu;
existují příznaky "hladu po energii" těla.
Ve všech těchto případech Elkar zlepší adaptační schopnosti organismu, zvýší imunitu, pomůže překonat chronický únavový syndrom a přispěje k
zvýšení pracovní kapacity.

Měření PWC I 70 - jednoduché a účinná metoda posouzení funkčních schopností těla při práci v zónách středního a vysokého výkonu, ve kterých se provádí hlavní činnost těla. Přestože naměřenou hodnotou v tomto testu je tepová frekvence, všechny složky kyslíko-transportního systému těla jsou hodnoceny komplexně. Odchylky od normy v kterémkoli z kritické systémy- krevní oběh, dýchání, pohybový aparát - se okamžitě projeví ve výrazně nižších hodnotách PWC I 70. Naopak, téměř jakýkoli druh fitness vede k výraznému zvýšení PWC I 70 .

Nelineární závislosti. Lineární závislost ukazatelů aktivity vegetativních systémů těla na výkonu probíhá pouze v rozsahu zátěží, kde dodávka energie přímo souvisí s dodáním kyslíku pracujícím svalům, tzn. v "aerobním" rozsahu (zóny středního a vysokého výkonu). Pokud daná zátěž leží v zóně submaximálního nebo maximálního výkonu, pak mezi výkonem fyziologických funkcí a úrovní zátěže není lineární vztah (obr. 41). Ve většině případů výkonnostní ukazatele vegetativních systémů rostou s nárůstem výkonu zátěže na určitou hranici, po které se jejich nárůst zastaví, a pokud se výkon nadále zvyšuje, pak mohou tyto ukazatele i klesat. Tato úroveň aktivity vegetativní funkce, kterou lze dosáhnout nejintenzivnější prací v aerobních podmínkách, se nazývá maximum. Pokud funkce dosáhla maximální úrovně, pak další zvýšení výkonu zátěže může vést pouze ke snížení indikátoru.

Rýže. 41. Příklady nelineárních závislostí parametrů energetického metabolismu na síle svalové práce

La je koncentrace laktátu v krvi; Q o 2 - rychlost spotřeby kyslíku

Některé ukazatele aktivity vegetativních funkcí v přirozených podmínkách svalové aktivity nemohou dosáhnout maximální úrovně. Maximální ventilace plic je tedy možná pouze při nejčastějším a nejhlubším dobrovolném dýchání. Ostatní funkce, jako je tepová frekvence, objemový průtok krve a spotřeba kyslíku, mohou dosáhnout maxima pouze v podmínkách svalové aktivity. Maximálních hodnot srdeční frekvence a spotřeby kyslíku je obvykle dosaženo při stejné zátěži. Výkon takového zatížení, při kterém tepová frekvence a spotřeba kyslíku dosáhne maximální úrovně, se nazývá kritický. Kritická energetická zátěž je velmi pracná a nemůže trvat dlouho (obvykle ne více než 3-5 minut).

Aerobní výkon a aerobní rozsah. Hodnota maximální spotřeby kyslíku (MOC) je jedním z hlavních ukazatelů ve fyziologii svalové činnosti. Fyziologický význam hodnoty MIC spočívá v tom, že odráží celkovou kapacitu všech mechanismů transportu kyslíku, od transportu plynů v plicích až po transport elektronů v mitochondriích vláken kosterního svalstva. Současně, protože rychlost příjmu kyslíku je úměrná výkonu práce, kterou lze díky tomu vykonat, se hodnota IPC také nazývá „aerobní produktivita“ těla.

Rozsah zátěže od klidu po kritický výkon, při kterém je dosaženo MIC, se nazývá „aerobní rozsah“. Přestože je většina energetických potřeb těla při cvičení v aerobním rozsahu skutečně pokryta využitím kyslíku, na energetickém zásobování svalové práce se, alespoň v období tréninku, nezbytně podílejí i anoxické (anaerobní) zdroje.

Udržování homeostázy během svalového cvičení. Změny vnitřního prostředí, ke kterým dochází při svalové práci, vyžadují napětí v mechanismech homeostázy. Vzhledem k tomu, že se metabolické procesy při zátěži mnohonásobně urychlí, vzniká stejně mnohonásobně více různých produktů k odstranění z těla a také metabolická voda. Současně prudce stoupá tělesná teplota, protože veškerá energie uvolněná v buňkách a nepřeměněná na mechanickou práci se přeměňuje na teplo a toto teplo tělo zahřívá. Vzhledem k tomu, že v režimu MPC člověk vyrobí asi 1200-1500 W energie a pouze 1/5 z toho je realizována formou mechanické práce, lze si představit, jak rychle by se tělo zahřálo, kdyby termoregulační systémy nefungovaly. .

Fyziologické "náklady" fyzické práce. Fyzická práce, kterou člověk vykonává, není v žádném případě totožná s mechanickou prací, která je hodnocena pomocí ergometrických metod. Intenzita ani množství vnější mechanické práce, kterou člověk může sám vykonat, nevypovídá nic o fyziologické „ceně“, kterou tělo při fyzické aktivitě platí. Pod „fyziologickými náklady“ zátěže rozumíme dodatečnou práci, kterou jsou tělesné systémy nuceny vykonat (včetně během období zotavení), aby kompenzovaly náklady na udržení homeostázy. K jejímu vyhodnocení můžete využít některé ukazatele srdeční aktivity a spotřeby kyslíku zaznamenané během práce a v období rekonvalescence.

Věková stádia tvorby energie svalové činnosti. První rok života dítěte je obdobím prudkého rozvoje svalové funkce a samozřejmě i jejího energetického a autonomního zásobování. Tato fáze pokračuje až do věku 3 let, poté jsou přeměny ve svalech inhibovány a další fáze začíná skokem do poloviční výšky asi v 5 letech. Nejdůležitější událostí je zde výskyt typů svalových vláken, které se již blíží verzi pro dospělé, i když jejich poměr je stále „dětský“ a funkčnost vegetativních systémů stále není dostatečně velká. Ve školním věku dítě prochází řadou fází, až v posledním z nich dosáhne „dospělácké“ úrovně regulace, funkčnosti a energie kosterních svalů:

1. etapa - věk od 7 do 9 let - období progresivního rozvoje všech mechanismů zásobování energií s výhodou aerobních systémů;

2. etapa - věk 9-10 let - období "rozkvětu" aerobních schopností, role anaerobních mechanismů je malá;

3. etapa - období od 10 do 12-13 let - bez zvýšení aerobní kapacity, mírné zvýšení anaerobní kapacity, vývoj fosfagenních a anaerobně-glykolytických mechanismů probíhá synchronně;

4. etapa - věk od 13 do 14 let - výrazné zvýšení aerobní kapacity, inhibice rozvoje anaerobně-glykolytického mechanismu zásobování energií; fosfagenní mechanismus se vyvíjí úměrně s nárůstem tělesné hmotnosti;

5. etapa - věk 14-15 let - zastavení nárůstu aerobní kapacity, prudké zvýšení kapacity anaerobně-glykolytického procesu, rozvoj fosfagenního mechanismu, jako dříve, v poměru k nárůstu těla hmotnost;

6. etapa - období od 15 do 17 let - aerobní schopnosti rostou úměrně tělesné hmotnosti, dále rychle rostou anaerobně-glykolytické schopnosti, výrazně se urychluje vývoj mechanismů tvorby fosfagenní energie, formování definitivní struktury zásobování energií svalová aktivita je dokončena.

Procesy zrání energie a vegetativního systému jsou výrazně ovlivněny pubertou, protože pohlavní hormony přímo ovlivňují metabolické schopnosti kosterního svalstva. Aerobní zásoba energie, která dosahuje svého vrcholu ještě před nástupem puberty, se v prvních fázích dokonce poněkud zhoršuje, ale ve věku 14 let je zaznamenán nový nárůst možností aerobních systémů zásobování energií. Je to dáno zejména vnitřními potřebami svalů, které pro poslední fázi diferenciace vyžadují výkonné oxidační systémy. Dodávka anaerobní energie je prudce aktivována již v počátečních fázích puberty, poté (stádium III) se rychlost jejího zlepšování zpomaluje a po dosažení fáze IV puberty (15-16 let u chlapců, 13-14 let u dívek) dochází je rychlý nárůst anaerobních schopností, zejména u mladých mužů. Dívky v tomto období se již velmi liší od chlapců co do povahy a úrovně rozvoje svalové energie.

Svalová tkáň nazývané tkáně, které se liší strukturou a původem, ale mají podobnou schopnost výrazných kontrakcí. Zabezpečují pohyb v prostoru těla jako celku, jeho částí a pohyb orgánů uvnitř těla a skládají se ze svalových vláken.

Svalové vlákno je podlouhlá buňka. Složení vlákna zahrnuje jeho obal - sarkolemu, tekutý obsah - sarkoplazmu, jádro, mitochondrie, ribozomy, kontraktilní elementy - myofibrily a také obsahující Ca 2+ ionty - sarkoplazmatické retikulum. Povrchová membrána buňky tvoří v pravidelných intervalech příčné trubičky, kterými při excitaci proniká akční potenciál do buňky.

Funkční jednotkou svalového vlákna je myofibrila. Opakující se struktura v myofibrile se nazývá sarkomera. Myofibrily obsahují 2 typy kontraktilních proteinů: tenká vlákna aktinu a dvakrát silnější vlákna myosinu. Ke kontrakci svalového vlákna dochází v důsledku klouzání myosinových filament po aktinových filamentech. V tomto případě se překrývání vláken zvětšuje a sarkomera se zkracuje.

Hlavní funkce svalového vlákna- zajištění svalové kontrakce.

Přeměna energie při svalové kontrakci. Pro svalovou kontrakci se využívá energie uvolněná při hydrolýze ATP aktomyosinem a proces hydrolýzy je úzce spojen s kontraktilním procesem. Podle množství tepla uvolněného svalem lze hodnotit účinnost přeměny energie při kontrakci.Při zkrácení svalu se rychlost hydrolýzy zvyšuje v souladu s nárůstem vykonané práce. energie uvolněná během hydrolýzy je dostatečná k zajištění pouze vykonané práce, nikoli však plné produkce energie svalu.

Účinnost(účinnost) svalové práce ( r) je poměr velikosti vnější mechanické práce ( W) k celkovému množství uvolněnému ve formě tepla ( E) energie:

Nejvyšší hodnota účinnosti izolovaného svalu je pozorována při zevní zátěži, která je asi 50 % maximální hodnoty zevní zátěže. Pracovní výkon ( R) u osoby je určeno množstvím spotřeby kyslíku během období práce a zotavení podle vzorce:

kde 0,49 je koeficient úměrnosti mezi objemem spotřebovaného kyslíku a vykonanou mechanickou prací, tj. při 100% účinnosti vykonat práci rovnající se 1 kgf․m (9,81 J), potřebujete 0,49 ml kyslík.

Akce / účinnost motoru

Chůze/23-33 %; Běh průměrnou rychlostí / 22-30%; Cyklistika/22-28 %; Veslování/15-30%;

vrh koulí/27 %; Házení/24 %; Zvedání laťky / 8-14%; Plavání / 3 %.

4. Izotonický způsob svalové práce. Statická svalová práce.

Izotonický režim(režim konstantního svalového tonu) je pozorován, když sval není zatížen, když je sval na jednom konci fixován a volně se stahuje. Napětí v něm se nemění. Protože za těchto podmínek je hodnota zatížení P = 0, je mechanická práce svalu rovněž nulová (A = 0). V tomto režimu funguje v lidském těle pouze jeden sval – sval jazyka.

Statická práce nezahrnuje silné napětí, nicméně v některých případech může být statická práce svalů velmi intenzivní, například při držení činky, u některých cviků na kruzích nebo bradlech. Taková práce vyžaduje současnou kontrakci všech nebo téměř všech svalových vláken a může trvat jen velmi krátkou dobu. Při dynamické práci se střídavě stahují různé svalové skupiny a některé svaly pracují buď dynamicky, produkující pohyb v kloubu, nebo staticky, zajišťující po určitou dobu nehybnost kostí téhož kloubu. Stupeň svalového napětí může být různý.

Statická práce unavuje kosterní svaly více než dynamická.

5. obecné charakteristiky oběhové soustavy. Rychlost pohybu krve v cévách. Zdvihový objem krve. Práce a síla srdce.

Oběhový systém zahrnuje srdce a cévy - krev a lymfa.. Srdce savců je čtyřkomorové. Krev se pohybuje dvěma kruhy krevního oběhu.

funkce všech prvků kardiovaskulárního systému: 1) trofické - zásobování tkání živinami; 2) respirační - zásobení tkání kyslíkem; 3) vylučovací – odvádění metabolických produktů z tkání; 4) regulační - přenos hormonů, tvorba biologicky aktivních látek, regulace prokrvení, účast na zánětlivých reakcích.

Při pohybu krve cévami se rozlišuje lineární a objemová rychlost průtoku krve.

Lineární rychlost průtoku krve určeno celkovým průřezem cévního systému. Maximální je v aortě - do 50 cm/s a minimální v kapilárách - asi nula. V žilní části cévního systému se lineární rychlost opět zvyšuje. Lineární rychlost ve vena cava je dvakrát menší než v aortě a je přibližně 25 cm/min.

Objemová rychlost průtoku krve- to je množství krve, které proteče celým úsekem cévního systému za jednotku času. Je to stejné ve všech částech cévního systému krve.

Doba úplného oběhu krve je doba, během níž krev prochází systémovým a plicním oběhem. Při 70-80 srdečních tepech za minutu dojde k úplnému krevnímu oběhu přibližně za 20-23 sekund.

Pohyb krve v těle: aorta - 500-600 mm/s, tepny - 150-200 mm/s, arterioly - 5 mm/s, kapiláry - 0,5 mm/s, střední žíly - 60-140 mm/s, duté žíly - 200 mm/s. Hypertenze - zvýšený krevní tlak. Hypotenze - nízký krevní tlak.

Systolický objem krve. Objem krve pumpovaný každou komorou do hlavní cévy (aorty nebo plicní tepny) během jednoho stahu srdce se označuje jako systolický nebo šokový objem krve.

Práce vykonaná srdcem, se vynakládá na překonání odporu a poselství kinetické energie krve.

Vypočítejte práci vykonanou při jediné kontrakci levé komory.

V y - zdvihový objem krve ve tvaru válce. Můžeme předpokládat, že srdce zásobuje tento objem přes aortu o průřezu S do vzdálenosti I při průměrném tlaku p. Provedená práce se rovná:

A1 = FI = pSI = pVy.

Práce vynaložená na přenos kinetické energie do tohoto objemu krve je:

kde p je hustota krve; υ je rychlost krve v aortě. Práce levé komory srdce během kontrakce je tedy:

Tento vzorec platí jak pro klid, tak pro aktivní stav těla, ale tyto stavy se liší v různých rychlostech průtoku krve.

6. Poiseuilleova rovnice. Pojem hydraulického odporu cév a jak jej ovlivnit.

Poiseuilleova rovnice- zákon, který určuje rychlost proudění tekutiny při ustáleném proudění viskózní nestlačitelné tekutiny v tenké válcové trubce kruhového průřezu.

Podle zákona je druhý objemový průtok kapaliny úměrný poklesu tlaku na jednotku délky trubky (tlakový gradient v potrubí) a čtvrté mocnině poloměru (průměru) potrubí:

Kde Q je objemový druhý průtok kapaliny; R - poloměr potrubí; p1-p2 - tlakový rozdíl na trubce; n-koeficient tření; L je délka trubky.

Poiseuilleův zákon funguje pouze pro laminární proudění a za předpokladu, že délka trubice přesahuje tzv. délku počátečního úseku, která je nezbytná pro rozvoj laminárního proudění v trubici.

Hydraulický odpor přímo úměrná délce cévy a viskozitě krve a nepřímo úměrná poloměru cévy do 4. stupně, to znamená, že nejvíce závisí na průsvitu cévy , stejně jako stav stěn cév a jejich pružnost.

Protože arterioly mají největší odpor, závisí celkový periferní vaskulární odpor (OPVR) především na jejich tonusu. Existují centrální mechanismy pro regulaci tonusu arteriol ( nervové a hormonální vlivy) a místní ( myogenní, metabolická a endoteliální regulace) .

Sympatické nervy mají konstantní tonický vazokonstrikční účinek na arterioly. Hlavní hormony, které se normálně podílejí na regulaci tonu arteriol, jsou epinefrin a norepinefrin.

Myogenní regulace je redukována na kontrakci nebo relaxaci hladkého svalstva cév v reakci na změny transmurálního tlaku; zatímco napětí v jejich stěně zůstává konstantní. Tím je zajištěna autoregulace lokálního průtoku krve - stálost průtoku krve s měnícím se perfuzním tlakem.

Metabolická regulace zajišťuje vazodilataci se zvýšením bazálního metabolismu (díky uvolňování adenosinu a prostaglandinů) a hypoxii (také díky uvolňování prostaglandinů).